GTT 创新的“分体式压载舱”设计涉及分隔压载舱,可以有效减少液体运动并优化蒸发率。
通过划分这些压载舱,GTT 旨在解决部分货物装载带来的挑战,特别是在 10%至40% 的液货高度范围内,围护系统会遇到重大负载。
通过本文,我们深入探讨了“分体式压载舱”设计背后的基本原理、其操作影响以及它为液化天然气运输船性能设定新标准的潜力。
液化天然气运输船和液化气运输船通常在空载或部分装载时使用压载水。
虽然液化天然气支线船或加注船等小型船舶需要装载部分货物,但与满载或几乎空载的货物情况相比,在某些部分装载的情况下,液体运动对围护系统的影响可能会带来更大的挑战。
通常,当储罐的填充液在储罐高度的 10%至40% 范围内时,它们会对围护系统施加很大的负荷,因此需要更多的加固。
这种情况也适用于压载舱,这些舱通常装满其容量的 70-80% 左右。
在部分装载的情况下,液化天然气和压载水都集中在船舶的下部分区域。
这种配置通过增加偏心高度来提高船的稳定性。
然而,这种更高的稳定性导致更短的摆动周期,但具有更明显的加速度和更高的晃动载荷。
为了缓解这些挑战,标准液化天然气运输船遵守既定的操作液位限制,确保最佳的围护系统性能,以实现最大的货物交付。
尽管如此,某些船舶,如液化天然气支线船或加注船,需要灵活地在任何液位下不受限制地运行。
问题来了:我们能否在保持标准的船体和围护系统加固地条件下,允许所有舱液位水平?
这个概念围绕着保持液化天然气储罐的重心,同时改变压载水舱的布置。
相反于传统的自下而上的压载物:我们提出了一种相反的方法,从上往下填充压载水。
这是通过将压载水箱分为上部和下部,并最初将上部压载舱填充到所需的水平,以此来实现适当的航行吃水。
液化石油气运输船已经采用了类似的方式。
使用所谓的上翼和双底罐压载舱分体进行操作。
通过分体式压载舱设计,GTT 现在为液化天然气运输船提出了一个类似的概念。

压载舱分为上部和下部的示意图
这种修改导致船舶的整体重心略有升高,导致偏心高度降低和随后的阻尼加速度减小。
加速度的减小被证明是有利的,特别是在减缓液体运动方面。
因此,我们实现了不受液位限制的液货舱设计。
此外,与传统设计相比,薄膜系统上晃动载荷的减少使得船体和围护系统的加固减少,从而降低蒸发率和造船成本。
确定必要的分割压载舱数量需要在项目设计阶段进行早期调查。
GTT 与造船厂或指定设计人员之间的有效协作,对于以最小的设计影响实现运营效益最大化至关重要。
改良设计不会对船舶稳定性不造成不利影响。
然而,实施这种压载分体式解决方案需要更多的压载舱,从而导致一些额外的管道和相应的阀门布置。
尽管增加了压载舱,但由于减少货物围护系统的用料和减少结构强度的潜在收益,预计船舶成本将会相似或更低。
示例:GTT 提出的 30k m3 LNG 支线船的新概念

全新 GTT 30k m3 LNG Feeder 设计
GTT 最近设计了一艘新的 30k m3 液化天然气支线船,该船带有两个相同的货舱,配备了 Mark III Flex。
该船专为所有液化天然气加注水平而设计。
为了尽量减少船体和围护系统的加固,采用了分体式压载舱原理。
新设计的好处是非常有利的,因为分体压载舱解决方案的实施大大减轻了晃动。
该设计已通过在北大西洋海况下,所有液位水平下,得到了验证,且仅使用标准泡沫材料(不需要高密度泡沫)。
采用 100% 标准泡沫可降低成本并提高蒸发率 (BOR)。
此外,采用两个相同的货舱有助于提高成本效益和简化操作。
在新型 GTT 12k m3液化天然气加注船的设计中应用这些原理时,结果肯定了初始概念的实际意义。
值得注意的是,分体式压载舱的适用范围除了液化天然气船的潜在适用性较高,也扩展应用到其他液化气体或各种油轮和海工项目。