LNG運輸船貨艙型式及貨艙圍護系統(tǒng)簡介（之一）

三石LNG雜談系列之四

系列回看：

1：干貨,！LNG船怎么“開”？之LNG運輸船貨物管線閥件簡介

前言

關于LNG船的貨艙圍護系統(tǒng),，因為我本人從來沒有在造船廠工作過，所以寫起來很有班門弄斧之嫌,，不過我的出發(fā)點是給對LNG船有興趣的讀者一個簡單的介紹,，讓大家對目前的幾種LNG船貨艙圍護系統(tǒng)有一個基本的印象，所以雖然不是太專業(yè),，但還是想寫一下，畢竟LNG船貨艙圍護系統(tǒng)是LNG船最核心的技術所在,，而且對于不同的貨艙圍護系統(tǒng),，在實船工作的時候還是有一些不同的，所以在寫貨艙圍護系統(tǒng)的同時結合我本人的工作經(jīng)驗給大家介紹一下,，如有疏漏之處,，還請專業(yè)人士指正，讓我們互相學習,，共同進步,！

1 目前常見的幾種LNG船貨艙形式及貨艙圍護系統(tǒng)

    根據(jù)IMO對貨艙及圍護型式的分類，目前LNG船貨艙主要有如下幾種

• 自持型貨艙TYPE B中的MOSS型貨艙及圍護系統(tǒng)

• 自持型貨艙TYPE B中的SPD型貨艙及圍護系統(tǒng)

• 自持型貨艙TYPE C 型貨艙及圍護系統(tǒng)

• 薄膜型貨艙中的NO.系列貨艙及圍護系統(tǒng)

• 薄膜型貨艙中的MARK系列貨艙及圍護系統(tǒng)

• 薄膜型貨艙中的CS1系列貨艙及圍護系統(tǒng)

根據(jù)貨艙溫度和壓力分類的話,，個人觀點是LNG船都應該認為是全冷型液貨船,，即使使用TYPE B MOSS型或TYPE C型LNG船的貨艙可以承受一定的壓力，但是由于LNG貨溫會隨著艙壓的升高而升高,，進而使得貨溫超過貨主要求的溫升標準（見本人撰寫的雜談之二內容）,，故此即使該貨艙可承受一定的壓力，在航行中仍應該按照全冷型液貨船控制艙壓與艙溫,。

如果根據(jù)IMO船舶型式—船舶生存能力分類的話,，通常大型LNG船都屬于2G型,，而小型LNG船（如船長小于150米）則屬于2PG型船舶。

2 薄膜型液貨艙及貨艙圍護系統(tǒng)

  之所以首先把薄膜型液貨艙及貨艙圍護系統(tǒng)拿出來說,，是因為我國目前已建成的大型LNG船都是薄膜型的,，所以下面首先和大家聊一聊薄膜型的液貨艙及貨艙圍護系統(tǒng)。

（1）     薄膜型液貨艙及貨艙圍護系統(tǒng)的發(fā)展歷史

薄膜型技術,，首先是由法國開發(fā),，于1965年推出，它先后為瑞典,，比利時,，意大利及韓國所采用。最初是兩家公司獨立設計發(fā)展的GT型和TG型兩種,，隨著1994年兩家公司合并,，最后的薄膜型液貨艙型式被統(tǒng)稱為GTT薄膜型，我們國內最常聽到的NO.96型液貨艙就是NO系列薄膜型液貨艙的一種,，還有一種比較常見的是MARK系列薄膜型液貨艙,，筆者有幸于2007-2008年之間兩次上過英國BP公司的MARK III型薄膜型液貨艙的LNG船工作過兩個合同期，所以對于該液貨艙的情況也有一個大概的了解,。

（2）     薄膜型液貨艙的種類,，歷史及現(xiàn)狀

NO系列薄膜型液貨艙在發(fā)展的過程中先后有NO.82，NO.85,，NO.88,，NO.96等型號，我國滬東中華造船廠已建成的大型LNG運輸船基本都是NO.96型液貨艙,，是滬東船廠與法國大西洋船廠合作獲得的專利技術,，后期經(jīng)滬東船廠對該貨艙圍護系統(tǒng)進行了不斷的改進，相繼推出NO.96-L03和NO.96-L03+等型號,，將自然蒸發(fā)率由0.15%降低至約0.1%,，進步還是相當大的。下圖是NO.96貨艙內部情況：

        MARK系列薄膜型液貨艙同樣經(jīng)歷了MARK I,，MARK II,，MARKIII到目前最新型的MARK V的發(fā)展，我國到目前為止還沒有已建成的MARK系列液貨艙LNG船,，不過令人欣慰的是,，就在本文成文之前不久，江南造船宣布接獲2艘8萬立方米的LNG船訂單,，這兩條船會采用GTT公司的MARK III Flex薄膜型貨物圍護系統(tǒng),，開國內LNG船建造MARK系列薄膜艙先河，相信這兩艘船建好之后，我國在建造MARK系列薄膜艙LNG船的前景會越來越好,。下圖是MARK III型貨艙的內部情況：

        通過兩張照片可以明顯的看出這兩種貨艙型式主屏蔽的不同之處,，后面我會具體對這兩種貨艙的圍護系統(tǒng)做一個簡單的比較，以便大家更容易理解它們之間的異同之處,。

        CS1系列貨艙其實就是將以上兩種貨艙的圍護系統(tǒng)做了一個結合的嘗試,，不過好像在結合的過程中，該型式表現(xiàn)并不太好,，在此我就不介紹關于它的情況了,。

（3）     NO系列薄膜型液貨艙及貨艙圍護系統(tǒng)建造流程簡述

目前的LNG船都是雙船殼結構，所以薄膜型貨艙的基礎就是內船殼,，下面簡要列出NO.96型貨艙建造的基本步驟,，在介紹之前先給大家看一張照片，是我在大連海事大學培訓期間拍的滬東船廠第一個項目LNG船“申?！陛喌拇纹帘谓Y構模型,。

• 首先在內船殼上打點劃線，將連接件的基座焊接到內船殼上,。

• 然后在制作好的絕緣箱的底部涂上樹脂,，樹脂的用處主要是用來調節(jié)絕緣箱與船體的間隙，保證圍護系統(tǒng)的平整度要求,。

• 然后將絕緣箱鋪在內船殼上,，用連接件固定好,絕緣箱中間空隙用層壓板填上。

• 接下來將殷瓦鋼卡舌裝入絕緣箱上部,，然后鋪上殷瓦鋼進行焊接

• 至此,，次層絕緣箱和次層殷瓦鋼就安裝完成了，完成后,，要對次層殷瓦鋼膜進行密性試驗,，強度試驗，承載試驗,，氦氣泄漏試驗及全艙密性試驗等。

• 接下來進行主層絕緣箱,，主層殷瓦鋼的安裝和主層殷瓦鋼膜的密性試驗,。

• 完成之后，一個NO.96型薄膜艙就算全部完成了,，例圖如下,。

對于NO.96型薄膜艙，其一些基本數(shù)據(jù)如下

• 建造一艘LNG船,，大約一共需要制造56000個絕緣箱,。

• 全船的殷瓦鋼焊接一共約為130千米，其中約10千米需要手動焊接。

• 絕緣層的厚度約為530毫米（主層230毫米,，次層300毫米）,，

• 絕緣層的重量約為138公斤/平方米

• 絕緣層的材料為層壓板和珍珠巖（填充到絕緣箱內）

• 主次屏蔽均使用500毫米寬，0.7毫米厚的殷瓦鋼,，殷瓦鋼的組成簡單來說就是含36%鎳的合金鋼,。

• 對于改進型的NO.96-LO3和NO.96-L03+，使用玻璃棉和聚氨酯泡沫代替了珍珠巖,，從而使貨艙的自然蒸發(fā)率從約0.15%降低到了約0.1%,，滬東造船廠后期建造的LNG船基本都使用NO.96-L03+型號的貨艙圍護系統(tǒng)。

（4）    MARK系列薄膜型液貨艙及貨艙圍護系統(tǒng)建造流程簡述

以MARK III型為例,，MARK III 型薄膜艙的建造過程和NO.96型薄膜艙的建造過程類似,，只不過使用的材料及厚度不同，下圖為MARK III 主絕緣層及主屏蔽圖片：

• 其基底同樣是船舶的內船殼,，打點劃線,，焊接連接件等都是一樣的

• 然后在內船殼上鋪上9毫米厚的層壓板，層壓板上用170毫米的聚氨酯泡沫作為次絕緣層,。

• 次屏蔽是約0.6毫米厚的用兩層玻璃絲布中間夾上一層鋁箔所構成的三層結構構成的,。

• 次屏蔽上面再鋪上一層100毫米厚的聚氨酯泡沫作為主絕緣層。

• 主絕緣層上面鋪一層12毫米厚的層壓板,。

• 然后將固定帶安裝在12毫米厚的層壓板上,。

• 最后將主屏蔽焊接到固定帶上，MARK III的主屏蔽是1.2毫米厚的304L不銹鋼,，其主要組成簡單來說就是含8-12%的鎳和18-20%的鉻的鎳鉻合金鋼,。

• 主屏蔽焊接好了之后，一個MARK III型薄膜艙就算全部完成了,，例圖如下,。

           對于江南造船廠即將建造的MARK III Flex型薄膜艙，與MARK III型的區(qū)別在于,，將次絕緣層的厚度從170毫米增加到300毫米,，則總的絕緣層厚度從270毫米增加到400毫米，從而將貨艙自然蒸發(fā)率從約0.15%降低到約0.1%,。

（5）    NO.96型薄膜艙與MARK III型薄膜艙的比較

3 這兩種薄膜艙的優(yōu)缺點之我見

  由以上比較可見,，由于這兩種薄膜艙的一些區(qū)別，那么在實船建造與管理時也就有一定的區(qū)別,，我個人認為主要有以下幾點：

• 在相同自然蒸發(fā)率的條件下,，NO.96的絕緣層厚度大大大于MARK III型，那么在建造相同尺度的LNG船時,，顯然MARK III型貨艙的艙容會比NO.96大一些,。

• 因為絕緣層重量的區(qū)別,，同樣，在建造相同尺度的LNG船時,，NO.96型船舶的重量顯然會比MARK III型重一些,。

• 由于使用的次屏蔽材料不同，因為NO.96的主次層屏蔽同樣都是使用的殷瓦鋼,，那么相對而言,，當發(fā)生主屏蔽泄漏時，NO.96型貨艙的安全性會比MARK III型略高,。

• 由于主次絕緣層空間的區(qū)別,，NO.96型貨艙的氮氣消耗量會大于MARK III型。

• 應注意的是,，兩種貨艙的絕緣層空間氮氣壓力設定的區(qū)別,，NO.96型貨艙是主絕緣層壓力＞次絕緣層壓力，而MARK III型的貨艙則是主絕緣層壓力＜次絕緣層壓力,。

4 這兩種薄膜艙在實船工作管理中的一點經(jīng)驗

  （1）這兩種薄膜艙在實船上絕緣層氮氣的供給與控制的區(qū)別,。

• NO.96型貨艙的絕緣層氮氣供給是四個貨艙由兩根氮氣主管分別給主絕緣層和次絕緣層供氮氣，通常進氣控制閥設置在壓縮機間內,，而在同樣的供氣管路上設置有排氣控制閥,，通常設置在上甲板2號貨艙附近，進排氣控制閥的設定壓力不同,，通常排氣控制閥的設定壓力比進氣控制閥的設定壓力大0.2KPA,。這種設計的缺陷是一旦船舶在大風浪時搖晃劇烈，會造成大量氮氣涌向船頭,，使排氣控制閥超過設定壓力開啟,，而此時進氣控制閥處壓力會低于設定值，造成進氣閥也開啟,，不斷往管路內補充氮氣,，進而造成氮氣實際上沒有進入絕緣層而是直接從前部的排出閥排出了，因為大量氮氣的消耗,，進一步造成氮氣發(fā)生器產(chǎn)量不足以補充氮氣儲罐的消耗,，最后可能造成氮氣低壓保護，低載壓縮機等應急停止,。在遇到類似的情況時,，應將氮氣供排氣閥轉到手動控制，調節(jié)氮氣進出絕緣層的數(shù)量,，進而控制絕緣層氮氣壓力。

• 而MARK III型貨艙的氮氣供給是單艙控制的,，即每個貨艙都設有氮氣進出控制閥,，所以相對而言出現(xiàn)NO.96型貨艙的情況的可能性不大。

（2）這兩種貨艙絕緣層抽真空設備的區(qū)別

• NO.96型貨艙因為絕緣層空間較大，通常在壓縮機間會布置兩臺大流量真空泵,，用于在進廠修船時將絕緣層抽真空,，避免絕緣層壓力過大造成主次屏蔽殷瓦損壞。

• 而MARK III型因為絕緣層空間較小,，所以一般不設固定式真空泵,，需要時使用移動式真空泵進行抽真空操作即可。

（3）這兩種貨艙型式在甲板上的區(qū)別

        這兩種貨艙在甲板上可在液穹（關于液穹的描述見本人撰寫的列雜談之三）處看到明顯的區(qū)別,，如下圖所示：

    MARK III型薄膜艙的液穹有一個明顯的方形凸起,，在裝卸貨期間要對這個凸起的空間灌水以防止液貨泄漏，而NO.96型的液穹是沒有該凸起的,，在裝卸貨期間應在附近備好消防皮龍以防止液貨泄漏,。

5 總結