發(fā)布時(shí)間：2020-04-17 00:10

【摘要】：在深海天然氣的開發(fā)模式中,天然氣開采、凈化、液化、儲(chǔ)存、裝卸是其中重要的工程環(huán)節(jié),海上浮式液化天然氣生產(chǎn)儲(chǔ)卸裝置(LNG-FPSO,Floating Liquefied Natural Gas Production Storage Offloading System)是集上述功能于一體的海上天然氣開采的關(guān)鍵裝備。此外,海上浮式液化天然氣儲(chǔ)存及再氣化裝置(LNG-FSRU,Floating Liquefied Natural Gas Storage Regasification Unit)是一種將LNG氣化裝置與LNG船組合成一體的新型海洋工程裝備,其可代替陸地上LNG接收終端,滿足LNG用戶日常用氣需求。LNG-FPSO和LNG-FSRU統(tǒng)稱為海上浮式液化天然氣終端(Floating Liquefied Natural Gas,FLNG)。FLNG受到深海風(fēng)浪流等環(huán)境載荷作用,將帶動(dòng)LNG儲(chǔ)存艙室處于復(fù)雜的六自由度運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)LNG艙室處于部分裝載情況時(shí),艙室內(nèi)LNG將會(huì)隨船發(fā)生劇烈的晃蕩現(xiàn)象,引起艙室內(nèi)LNG晃蕩沖擊載荷對(duì)艙室結(jié)構(gòu)的沖擊破壞等問題。目前國內(nèi)公司的設(shè)計(jì)和制造能力還有待提高,所以開展LNG晃蕩對(duì)艙室水動(dòng)力載荷的影響研究具有工程安全與經(jīng)濟(jì)意義,能為FLNG的安全高效運(yùn)行提供理論依據(jù)。為了研究FLNG晃蕩水動(dòng)力對(duì)艙室結(jié)構(gòu)的影響,本文基于波浪勢流理論分析典型FLNG船體的波浪運(yùn)動(dòng)特性,并且基于計(jì)算流體力學(xué)(Computational Fluid Dynamics,簡稱CFD)理論數(shù)值模擬晃蕩工況的艙室結(jié)構(gòu)所受水動(dòng)力載荷,具體工作內(nèi)容包括如下:(1)本文建立典型浮式液化天然氣生產(chǎn)儲(chǔ)卸裝置的船體水動(dòng)力模型,基于波浪勢流理論分析FLNG主船體所受波浪載荷和運(yùn)動(dòng)響應(yīng)特性,并且與物理模型水池實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。在此基礎(chǔ)上,分析FLNG和艙室典型運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。(2)基于晃蕩物理模型試驗(yàn),采用VOF顯式多相流模型對(duì)艙室內(nèi)LNG的晃蕩現(xiàn)象進(jìn)行研究,將LNG晃蕩數(shù)值模擬的自由液面、橫搖力矩和壓力分布結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比,確定出LNG晃蕩的數(shù)值模擬模型與算法。(3)基于FLNG艙室內(nèi)LNG晃蕩數(shù)值模型和算法,對(duì)典型工況和艙室運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的LNG晃蕩水動(dòng)力進(jìn)行數(shù)值模擬研究。通過數(shù)值模擬不同數(shù)目和開孔數(shù)量制蕩壁的艙室晃蕩模型,研究晃蕩運(yùn)動(dòng)幅度和運(yùn)動(dòng)周期對(duì)艙室結(jié)構(gòu)所受水動(dòng)力的影響,重點(diǎn)討論制蕩壁結(jié)構(gòu)形式、艙室晃蕩固有頻率、艙室隨船運(yùn)動(dòng)頻率和艙室結(jié)構(gòu)所受晃蕩水動(dòng)力。本文研究結(jié)果和結(jié)論對(duì)于全面地研究FLNG船體運(yùn)動(dòng)特性和艙室晃蕩的機(jī)理和規(guī)律,更好地為超大型FLNG儲(chǔ)艙內(nèi)制蕩壁、阻晃隔板等艙室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)和指導(dǎo)意見。
【圖文】：

圖 1.1 煤炭與天然氣排放污染物對(duì)比Fig.1.1 Comparison of emission of coal and natural gas然氣在常溫常壓條件下為氣態(tài)，無色、無味，，無腐蝕性且無毒，燃燒之后熱能，非常適合作為燃料使用。當(dāng)其溫度降低到其沸點(diǎn)(零下 162.5oC) 左就會(huì)發(fā)生液化現(xiàn)象，從而轉(zhuǎn)變?yōu)橐夯烊粴�。液化天然�?Liquefied Natu

圖 1.2 全球 LNG 需求量Fig. 1.2 Global demand of LNG我國目前能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)而言，仍舊是煤炭占據(jù)消費(fèi)主導(dǎo)地位，天然氣、核風(fēng)能、潮汐等清潔能源的生產(chǎn)量和消費(fèi)量都相對(duì)較低。近年來，因?yàn)榱蛭锖?PM2.5 等污染物在我國北方造成了霧霾等惡劣的環(huán)境問題，我國也越
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U661

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 賈承造;張永峰;趙霞;;中國天然氣工業(yè)發(fā)展前景與挑戰(zhàn)[J];天然氣工業(yè);2014年02期

2 王永偉;王傳榮;王晶;;LNG船三種儲(chǔ)罐系統(tǒng)比較分析[J];船舶物資與市場;2007年02期

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1 王

本文編號(hào)：2630202