FLNG液貨艙溫度場(chǎng)、熱應(yīng)力及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的分析研究.pdf

1、新型浮式生產(chǎn)裝置-FLNG，它是一種用于開采海上各類天然氣田的新型裝置。它首先與采氣系統(tǒng)完成深海位置處天然液化氣的采氣，然后進(jìn)行油氣水處理并將氣態(tài)轉(zhuǎn)化成液化、并將其儲(chǔ)存液貨艙中，最后和LNG運(yùn)輸船及卸載系統(tǒng)結(jié)合將LNG運(yùn)輸?shù)疥懮?，從而?shí)現(xiàn)深水氣田高效益開發(fā)。由于其較好的應(yīng)用前景，目前國(guó)內(nèi)外已對(duì)與其相關(guān)的項(xiàng)目展開了研究。
　　不同于傳統(tǒng)的LNG船裝載結(jié)構(gòu)，F(xiàn)LNG具有雙底，雙殼舷側(cè)，雙殼甲板，雙排液艙的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，且相鄰液艙間有較強(qiáng)的

2、雙層艙壁，無(wú)大開口，具有很強(qiáng)的抗彎、抗扭剛度。FLNG系統(tǒng)內(nèi)部采用薄膜型液化艙儲(chǔ)存著-163℃的LNG，因此液貨艙內(nèi)外會(huì)形成較高的溫差且FLNG雙排液艙的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)不僅對(duì)儲(chǔ)罐材料的絕緣性及密閉性有很高的要求，因此有必要考慮較高溫差產(chǎn)生的熱應(yīng)力對(duì)液貨艙維護(hù)系統(tǒng)強(qiáng)度安全的影響。
　　本文首先基于熱力學(xué)基本理論，分析了FLNG復(fù)雜幾何體的熱傳導(dǎo)和熱傳遞問(wèn)題。通過(guò)簡(jiǎn)化局部系統(tǒng)的相關(guān)結(jié)構(gòu)，然后分析了局部系統(tǒng)的熱傳遞規(guī)律，采用熱力學(xué)解析方法計(jì)算

3、了FLNG典型結(jié)構(gòu)處的對(duì)流換熱系數(shù)及內(nèi)殼溫度。同時(shí)利用大型有限元軟件MSC/PATRAN建立了FLNG三艙段模型，進(jìn)而基于不同的外界環(huán)境計(jì)算了FLNG液貨艙滿載和壓載的溫度場(chǎng)分布，分析了典型結(jié)構(gòu)的溫度場(chǎng)分布規(guī)律。并結(jié)合液貨艙內(nèi)絕緣層的結(jié)構(gòu)及雙艙壁特點(diǎn)，分析了主絕緣層不同破壞程度和加熱器失效時(shí)的溫度分布規(guī)律。
　　然后根據(jù)實(shí)際工程背景，在得到的溫度場(chǎng)基礎(chǔ)上分析了南海環(huán)境下熱應(yīng)力對(duì)船體結(jié)構(gòu)的影響。另外考慮絕緣層破損及加熱器失效可能導(dǎo)致