LNG船结构设计的规范规则研究

L N G船结构设计的规范规则研究天然气是清洁、方便、高效的优质能源，液化天然气（LNG）是由天然气经精练后液化得到的。世界上天然气资源丰富，常规天然气资源量估计为400～600万亿m3。按现在的年产量水平，可供开发二、三百年。21世纪天然气的产量和消费量，将要超过煤炭和石油而跃居世界能源的首位。但目前开发利用的产量较低，只有2.2万亿m3，约为石油年产量的60%，所以从全球看，天然气市场的前景更为乐观。

随着我国经济的快速增长，对能源的需求越来越大，改善能源结构，保护环境，提高能源利用率，已迫在眉睫。天然气作为一种清洁、高效、廉价的能源，已成为我国21世纪初开发利用的重点目标，天然气的开发利用，离不开船舶运输。随着我国进口天然气的迅速发展，不仅为我国航运业发展带来了商机，而且，也为我国造船工业提供了极为难得的历史机遇。本文希望通过对LNG船结构设计需满足的规范规则研究，进一步提高我们对LNG船结构的开发设计的能力，以达到自主完成LNG船结构设计的水平。

一． LNG船简介

LNG船是一种国际上公认的高技术、高附加值、高可靠性的复杂船型，主要用于海上运输常压低温液化天然气（LNG）的船只，由于受到港口码头和接收站条件的限制，这类船舶目前的标准载货量在12~15万立方米之间。

LNG船几类货舱维护系统特点的分类比较：

目前，全球营运中的大约140艘LNG船舶，主要是Membrane(薄膜型货舱)和MOSS型(球形货舱)等两种。其中，MOSS型船舶，由于在早期的LNG海运中占有较大优势，而且具有货物装载限制较少等使用操作上的优点，目前处于优势地位，总数居第一位，占到一半以上。但是，新的LNG船舶订单，薄膜型占据了三分之二强。从总体上看，薄膜型LNG船舶，在船型性能方面优于MOSS型，是LNG船型的发展方向。因此本次研究主要是针对No.96薄膜型货舱维护系统的LNG船进行研究。

二．NO.96型LNG船结构设计需要满足的规范规则和标准

⏹国际海事组织IMO的IGC Code (International Code for

the Construction and Equipment of Ships Carrying Liquefied Gas in Bulk)

⏹船级社规范，如DNV、ABS、LR、BV等船级社规范

LNG船结构设计方面的基本要求与普通的钢制海船相同，均需要满足船级社基本结构规范,例如:

DNV船级社COMMON REQUIREMENTS Pt.3 Ch.1 ;

LR 船级社 RULES AND REQULATIONS FOR THE CLASSIFICATION OF SHIPS Pt.3 ;

ABS船级社 RULES FOR BUILDING AND CLASSING STEEL VESSELS Pt3.

但是由于LNG船在航行、装卸等方面有其特殊的要求，因此各个船级社又有专门针对LNG船的单独规范，例如:

DNV船级社 TANKER FOR LIQUEFIED GAS Pt.5 Ch.5 ;

LR 船级社 RULES FOR THE CARRIAGE OF LIQUEFIED GASES IN BULK ;

ABS船级社 Pt.5C SPECIFIC VESSEL TYPES Ch.8 VESSELS INTENDED TO CARRY LIQUEFIED GASES IN BULK.

⏹GTT RULES （NO.96和MARKIII型均需满足）

⏹法规检验，如SOLAS等

⏹USCG的要求 (如果去美国营运)

⏹SIGGTO （国际气体船和岸站经营者协会）

⏹I SO 8309-1991（Refrigerated light hydrocarbon fluid

measurement of liquid levels in tanks containing liquefied gases）

⏹ISO standard 13398 for LNG ship cargo tank level

gauging systems

⏹Swedish Standard SS 780726 （Engine room ventilation

on turbine vessels）

三. No.96型LNG船结构设计特点：

·货舱全双壳结构（双层底、双壳、双甲板）；

· GTT RULES对薄膜舱内的形状有着特殊的比例要求，而对双层底高度和边压载舱的宽度要求则需要参考具体选择船级社规范以及IGC CODE上的相关要求。

·货舱间设置双层隔离舱壁；

对于双层隔离舱之间的距离GTT RULE 以及船级社规范均有最小的宽度要求，但是该区间设有货舱的加热系统因此实际选取的时候更多的是考虑设备布置方面的需要。

·装载液位要求特殊；

考虑液货晃动对舱内绝缘层的影响，GTT RULES 对容积在60,000~155,000立方米以内的LNG船货舱的装载液位高度有相应的要求（据GTT要求，超过155,000立方米的薄膜型LNG船货舱将进行额外的货舱晃动方面的计算。）

·货舱区温度场分布特殊

由于货舱的货物必须保持在-163℃的超低温状态，尽管采用了双重屏蔽的隔温绝缘措施，但位于液货舱的船体结构不可避免地受到长期低温的影响。而且根据规范、规则要求，必须考虑主屏蔽破损情况后超低温的液货直接作用在次屏蔽上时，货舱结构不同部位受低温货物的影响程度，使得船体结构不至于由于低温货物的影响而造成严重破坏，继而产生液体的泄漏。对此不同规范有着相应的要求：IGC: Air Temperature 5℃and sea temperature 0℃,applicable for all hull structure in cargo area.

USCG: Air temperature-18℃and sea temperature 0℃,applicable for inner hull and members connected to inner hull.

USCG Alaska: Air temperature -29℃ and sea temperature -2℃,applicable for inner hull and members connected to inner