LNG船舶配置及其功能

LNG船舶配置及其功能
LNG船舶配置及其功能
LNG船舶配置及其功能[沪东中华原创]
沪东中华造船集团承接的广东项目14.7万立方薄膜型LNG船（大鹏昊号）的基
本配置如下：
一．船舶动力以及推进系统
动力系统主要由以下设备构成：
主透平（MAIN TURBINE）,一台；
透平发电机（TURBINE GENERATOR）,两台；
柴油发电机（DIESEL GENERATOR）,两台；
应急发电机（EMERGENCY GENERATOR）,一台；
主锅炉（MAIN BOILER）,两台。

1. 主透平设备构成及功能
通常，由LNG船的特殊性以及蒸汽透平本身的特点，LNG船一般选用蒸汽透平作为其主动力装置。

主透平的功能：由高压高温过热蒸汽所产生的机械能，传递到减速齿轮箱,带动中间轴以及艉轴螺旋桨提供船舶前进动力。

其设备主要由高压透平机，低压透平机，减速齿轮箱等组成。

2. 透平发电机设备构成及功能
透平发电机的功能：由高压高温过热蒸汽所产生的机械能，传递到发电机转子，给所有电机马达以及其它辅助设备提供充足的电能。

其设备主要由蒸汽透平机和发电机等组成。

3. 主锅炉
主锅炉采用加热蒸馏水的方式产生高温高压的过热蒸汽，提供给透平设备使用。

其设备主要由一个水包，一个蒸汽包，3台双燃料（燃油和天然气）燃烧器，2台经济器（即常规船舶中的锅炉废气加热器）等组成。

二．辅助设备系统
辅助设备系统主要由以下设备构成：
透平给水泵（TURBINE FEED WATER PUMP）,两台；
氮气发生器（NITROGEN GENERATOR）,一台；
惰性气体发生器（INERT GAS GENERATOR）,两台；
制淡装置（FRESH WATRE GENERATOR）,两台；
锅炉强力风机（BOILER FORCING FUN）,三台；
空气压缩机（AIR COMPERASSOR）,三台；
各类油泵水泵（VIOUS OF OIL AND WATER PUMPS）。

1. 透平给水泵
透平给水泵的主要作用是：将标准工作状况下的蒸馏水提供给锅炉水包进行燃烧加热，或提供给经济器进行废气加热。

2. 氮气发生器
氮气系统提供足够的氮气用于如下用途：
挥发气回气空压机和燃气空压机的密封；
液货管和透气主管的吹洗；
锅炉燃气主管路的供气置换；
货舱绝缘层的充气。

氮气分配系统由两台氮气发生器和一个氮气缓冲柜组成。

3. 惰性气体发生器
惰性气体系统主要用于LNG货物加注前后货舱和管路的惰化干燥、驱气和管路
清扫。

惰性气体发生器主要有以下单元构成：
一个由冷却清洗塔，燃烧器组成的发生单元；
两台燃烧供气风机；
一个冷却单元；
一个干燥单元。

4. 制淡装置
制淡装置的作用是将海水或者冷凝水制造成可用于生活或者工作用途的淡水，由一台海水-淡水发生器和一台冷凝水-淡水发生器组成。

5. 锅炉强力风机
强力风机向锅炉燃烧室提供足够量、足够压力的空气，以保证燃烧效果。

6. 空气压缩机单元
向各气动设备（各类阀件和甲板机械等）提供足够的动能，由3台压缩机，3台
干燥器和两只空气储气瓶组成。

三. 货物围护系统
货物维护系统主要有以下单元构成：
薄膜型的LNG液货舱（LNG CARGO HOLD）,4个；
泵塔（PUMP TOWER）,4个；
主液货泵（MAIN LIQUID PUMP）,8台；
扫舱喷淋泵（STRIPPING AND SPRAYING PUMP）,4台；
喷淋单元（SPRAYING UNIT）,4台；
应急液货泵（EMERGENCY LIQUID PUMP）,1台；
挥发气回气空压机（VAPOR RETURN GAS COMPRESSOR）,两台；
燃气空压机（**AS COMPRESSOR）,两台。

1. 液货舱
主要功能为贮藏液态温度为-163℃的LNG货物。

液货舱由主、次两层绝热绝缘层和相应的两道保护薄膜组成，绝缘层由许多个绝缘箱构成，保护薄膜为被称为“不变钢”的殷瓦（Invar）材料。

主、次绝缘层起有效的隔热作用，以在运输途中保持舱内货物的温度。

在正常装载时充入氮气以确保安全，。

另外，还有一个液体穹顶和一个气体穹顶，分别用于LNG
货物的装卸和挥发气体的回收利用。

2. 泵塔
每个液货舱都装有一个悬挂浸入式泵塔，其本体内安装有主排出管和注入管，以及应急排出管等。

泵塔的上部固定于甲板面的液体穹顶处；底部则采用导向机构固定，可以前、后、左、右有限地移动。

泵塔就是固定、安装用于LNG货物正常装卸（排出和注入）设备的大型结构件。

3. 主液货泵
每个液货舱备有两台电力驱动浸没式马达和潜水泵，用于LNG货物的排出。

4. 扫舱喷淋泵
每个液货舱备有一台扫舱喷淋泵，在更低液位时主液货泵无法排出LNG货物的情况下使用。

此外，在装载或者航行状态下，扫舱喷淋泵还用于向喷淋塔提供
液态天然气，用于液货舱空间的降温。

5. 喷淋单元
每个液货舱装备有一个喷淋塔，位置在气体穹顶上。

一个喷淋塔有30-46个喷嘴，由来自喷淋泵管的液态天然气对货舱空间进行降温。

6. 应急液货泵
每艘船提供一台应急液货泵，其作用是在两台主液货泵都失去功能的情况下应急使用。

每个泵塔上都留有专门的应急液货泵的吊入通道，底部装有可弹开式阀件：正常情况下关闭，应急吊入时弹开。

7. 回气压缩机和燃气压缩机
回气压缩机的作用：在LNG装货时，将货舱内的LNG挥发气送回岸站以平衡货舱内的压力。

在LNG船货舱需要惰化或加热时，将来自惰气发生器或加热器的
惰气或/和天然气送到货舱内。

燃气压缩机的作用：将液货舱内正常挥发的天然气压缩到一定的温度和压力后
输送到锅炉进行燃烧。

四. 特殊的管路系统
特殊的管路系统由高温管路和超低温管路系统构成。

高温管路应用于机舱区域，提供船舶动力和日常使用的通道；超低温管路应用
于货舱区域，提供LNG货物的装载通道。

1.高温管路系统的组成
锅炉给水系统；
中间撤气和排气系统；
减温蒸汽和饱和蒸汽系统；
过热蒸汽系统。

2.超低温管路系统的组成
液货与挥发气系统；
液货安全阀以及吹洗系统；
扫舱喷淋系统。

高温和超低温管路的安装形式与其它船舶管系不同：管路的连接均为焊接对接而不是常规的法兰对接，其目的是保证管系工作的安全可靠性。

因为高温和低温管路内的工作介质不是温度为510℃的过热蒸汽，就是-163℃的LNG，所以，高温和超低温管路施工的过程控制必须严格。

高温和超低温管系施工的主要过程控制
安装（管与管对中检查）→ 焊接（均：氩弧焊底焊、焊条盖面）→ 焊缝无损探伤（射线，渗透或者为磁粉探伤）以及目检（焊缝外表检验，包括焊面的高度和焊缝的成型连贯）。

所有上述的控制措施，都是要保证焊缝质量，确保成型完好，无夹渣、气孔、未焊透等问题的出现。

3.高温管路的支架形式
高温管支架采用加强型固定支架和弹性支架相结合的方式，以保证正常工况下，
使管路的整个系统或者局部区域由温度和压力导致的变形和位移能控制在标准允许的范围内。

所以，固定支架的框体与其中间管夹间有一定的间隙要求。

4.超低温管路的支架形式
超低温管路的安装支架采用加强型和半加强型相结合的方式，安装时垫片与管路本体有一定的间隙要求，这些要求因介质温度和压力的不同而异。

目的是在正常工况下，缓解由低温导致的管路变形和位
移在一定的范围内可以得到有效的释放而不至损坏管路.。