中小型LNG运输船独立液货罐安装工艺的研究

(大连中远船务工程有限公司，辽宁大连 116113)

中小型LNG运输船独立液货罐安装工艺的研究

刘伟曲波

(大连中远船务工程有限公司，辽宁大连 116113)

通过对某28 000 m3LNG运输船的设计和建造，对其独立液货罐的安装工艺进行了研究，形成了一套比较切实可行的液货罐安装方案，其研究结果可为其他相似船型的液货罐安装提供借鉴。

LNG运输船；液货罐；安装工艺

液化天然气(Liquefied Natural Gas) 是一种清洁、高效、方便、安全的能源，全球天然气贸易25%以上是以LNG形式通过海上运输的[1]，因此LNG运输船的开发与研究已成为热点问题。通常载货量在100 000 m3以内的LNG运输船称之为中小型LNG运输船，液货舱系统主流设计采用C型独立罐。液货罐是LNG船的核心设备，对其安装工艺的研究，从根本上突破了高端特种船舶的技术瓶颈，极大地提升了LNG运输船整体建造水平。

1 液货舱结构形式

1.1 整体连接形式

LNG被装载在数个独立液货舱内，大部分为圆筒形或双叶形液罐，货物围护系统设计温度为-164 ℃，液货罐顶部设计压力由其结构构件尺寸所承受的最大蒸汽压力确定。货舱底部的双层底上设置鞍座挡板及防横摇结构，货舱顶部及舷侧设置防横摇及止浮结构。其整体连接形式如图1所示。

图1 整体连接示意图

1.2 鞍座及限位装置结构形式

图2 鞍座固定支撑

罐体长度方向沿船舶纵向布置，液罐及液货的重量和垂向惯性力由与船体相连接的固定鞍座(图2)和滑动鞍座(图3)支撑，同时纵向、横向运动及相应惯性力由对应的限位装置支撑。由于低温环境要求，液罐外部包覆有隔热性能良好的绝缘层，不与船体结构直接接触，唯一与船体直接连接的部位就是前述的鞍座和限位装置。限位装置包括底部横向限位装置(图4)、顶部限位装置(与图4相似)和止浮装置(图5)。鞍座固定端和滑动端的前后各设一对横向限位装置，以船中对称布置，为了防止液罐横摇，鞍座顶底部插入到两个限位装置之间，用承压木进行连接。防横摇的承压木安装于围框内，外面包有一层不锈钢皮，与液罐鞍座上的承压木紧密贴合，两木头间产生的摩擦力控制罐体位移。安装承压木的围框和木头紧密贴合后，承压木与围框板间通过环氧连接。止浮装置设于顶边舱下，由平台和强力肘板支撑组成，平台根据液罐高度定位，平台和液罐间塞入承压木，浇注环氧固定。

图3 鞍座滑动支撑

图4 限位装置示意图

图5 止浮装置示意图

2 液货罐安装程序

2.1 安装前准备

图6 船体合拢方式示意图

交货条件方面，固定端支撑承压木已经粘贴在货罐基座上，不锈钢带已拧到承压木上并覆盖其表面，当液罐用环氧浇注到船体基座时，此不锈钢带将保留在承压木块上。滑动端上层承压木已经粘贴在货罐基座上，滑动薄片已固定在上层承压木和下层承压木当中，这块滑动薄片已用螺丝固定连接上下承压木块。在液罐安装过程中，下部的承压木块固定在不锈钢滑动薄片上。在液罐吊运和安装时，横向的钢带分别安装在固定支撑和滑动支撑基座内部，两端焊接固定，液罐安装完后，这个用于固定的钢带可保留在浇注的环氧树脂当中。液罐舱边的下止浮块已安装完毕，上止浮块散供。上下限位装置的内层承压木已经安装在液罐上。外层承压木作为散件提供，不锈钢带安装在这些散件上。

2.2 试吊装

在船体基座里约1 m间隔放入一系列的油灰球(φ60 mm)，油灰球上覆盖塑料布。油灰球被用来确认货罐基座和承压木之间的距离。将液罐放入到船体基座内，并将吊钩处于零负载。检查液罐的位置。检查底部横向支撑的位置并测量面板的水平距离，误差为±5 mm。按图纸尺寸要求测得留空处底部和承压木中心之间的垂直距离，布置应保持450 mm，误差为±5 mm。软木条可以放在船体基座里来调整垂直距离，但是必须确保包覆固定支撑的不锈钢罩不会被损坏。再次将液罐吊起约1.5米的高度，测量油灰球的厚度并做上标记，进而统计环氧的数量。

2.3 最后的安装准备

在船体基座内填充液罐环氧，基座两端开口用软木板条进行封堵避免环氧流出，根据测量的油灰球厚度进行环氧填充，并添加足够的余量。在液罐安装前，余量的确认是根据理论截面计算而来。在安装过程中，环氧应明显在船体基座顶部溢出。足够数量的环氧取样需在液罐安装过程中提取，在船体基座处铺设塑料薄膜用来清洁液罐安装完毕后挤出来的环氧。在基座肋位处插入散供的底部外层横向承压块。该肋位处结构应清洁，无油、水或油脂。不锈钢滑片应面向液罐支撑，在这一阶段无需环氧。用临时的固定带或类似的方法将侧面支撑进行固定以保证液罐下降的最大间隙。

2.4 正式吊装

将液罐吊装放入船体基座内的最终位置，液罐落放到横向支座时需特别注意。当承压木块中心坐在基座内并且吊钩处于零负荷的情况，此时的液罐最后安装已完成。检查的液罐的最终位置，环氧明显从基座顶部挤压出来。如果环氧没有填充好，立即在承压木块和垂直的基座平铁之间进行环氧填充。挤出来的环氧可以清除掉。最终检验在环氧固化后进行。

2.5 最后安装侧向承压块

(1)底部限位装置

将侧向散供承压块推到横向支撑要求的位置，并用调整螺栓进行调整，保证侧向支撑与液罐承压木块没有间隙。使用泡沫或油灰密封侧向支撑块与鞍座结构之间的间隙；要求采用环氧或树脂具有低粘度特性环氧以适合于注射。通过注射孔将低粘度环氧注射到外层承压木与基座围板环绕的空间里，填到视觉检查溢出为准；确保填充空间是完全均匀填充；在固化期间用木塞临时封堵注射孔，固化后，拆除所有临时木塞和调整螺栓。

(2)顶部限位装置

在甲板总段安装期间检查和报告液罐和甲板基座的对中位置情况。甲板安装期间在基座肋位处插入散供的顶部横向承压块。用临时固定或类似的方法将侧面支撑进行固定以保证甲板下降的最大间隙(图7)。按照底部限位装置安装程序进行侧面支撑块的安装。

图7 顶部限位装置安装示意图

(3)止浮装置

上部承压木在甲板合拢后进行安装，测量液罐下部承压木与甲板结构的间隙，并且满足上部与下部承压木20 mm的安装间隙要求。上部和下部承压木在交付时带有四个定位孔。在精确安装时将木销插入到下部承压木上。最终保证上部承压木与支撑面板20 mm距离。

图8 支浮装置安装示意图

上部和下部承压木用环氧粘结在一起。在上部承压木安装期间，涂有5 mm的环氧在下部承压木上表面。安装上部承压木并压入到指定位置，清除挤压出来的环氧。

3 结 语

随着传统船型市场逐渐趋于饱和，开发具有高附加值的LNG船必将成为未来的发展趋势之一，迅速掌握并且拥有自己的核心技术与专利，有助于提高生产效率、降低生产成本，使船厂在LNG船的承接和建造方面立于不败之地。该工艺在28 000 m3LNG运输船上的成功探索，为后续项目的液罐安装提供了有力的技术保障，值得业界推荐和引用。

1 刘玉智. 28 000 m3LNG运输船结构设计与强度研究[D]. 上海交通大学，2014.

StudyontheInstallationProcessofIndependentLiquidCargoTankforLNGCarrier

LIUWei,QUBo

(COSCO (Dalian) Shipyard CO., LTD, Dalian 116113,China)

Focus on the design and construction of 28000m3LNG carrier, the installation process of the independent liquid cargo tank was studied and digested, a set of feasible installation scheme to be formed, and the results can be referred to other similar ships.

LNG carrier; liquid cargo tank; installation process

U764.1

A

1671-8100(2017)04-0012-04

2017-06-12

刘 伟，男，工程师，主要研究方向为船舶与海洋工程结构总体设计。

(责任编辑：谭银元)