本文關(guān)鍵詞：LNG-FSRU再氣化模塊設(shè)計(jì)優(yōu)化研究

  更多相關(guān)文章： LNG-FSRU 再氣化模塊 結(jié)構(gòu)分析優(yōu)化 設(shè)備布置優(yōu)化

【摘要】：目前LNG(Liquefied Natural Gas)市場(chǎng)在世界范圍內(nèi)前景廣闊,我國也在不斷加大對(duì)LNG的開發(fā)利用,我國LNG接收終端大部分是陸地式接收終端,陸上LNG接收站因項(xiàng)目審批時(shí)間長、投資大、地理?xiàng)l件要求高、建設(shè)周期長等因素限制,使得海上浮式LNG接收站得到重視,對(duì)船用LNG再氣化功能模塊的研究,是滿足海上LNG接收站建設(shè)的關(guān)鍵要素之一。LNG-FSRU(Floating Storage and Regasification Unit)是浮式LNG接收儲(chǔ)存和再氣化裝置,由于相對(duì)陸地式LNG接收站具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì),在目前工程中逐漸得到應(yīng)用。在有限的空間內(nèi)確定模塊工藝流程、規(guī)劃系統(tǒng)布置、劃分子功能區(qū)域、協(xié)調(diào)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),對(duì)設(shè)備進(jìn)行合理布置是綜合設(shè)計(jì)思路的體現(xiàn),可提高LNG再氣化裝置的適應(yīng)性和可靠性。LNG-FSRU再氣化功能模塊能將LNG加熱氣化成常溫的天然氣,通過輸氣管道輸送給用戶使用。論文主要對(duì)LNG-FSRU再氣化模塊主結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算分析和優(yōu)化研究,并針對(duì)目前設(shè)備布置形式對(duì)再氣化模塊設(shè)備進(jìn)行布置調(diào)整,提供新的布置方案,為我國LNG-FSRU再氣化模塊設(shè)計(jì)提供相關(guān)參考。通過分析LNG產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)和近三年國家發(fā)布的《海洋工程裝備科研項(xiàng)目指南》,說明我國對(duì)海洋工程裝備產(chǎn)業(yè)的重視以及對(duì)LNG-FSRU的研究傾向,進(jìn)而說明LNG再氣化模塊對(duì)促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要作用。由于LNG再氣化模塊是綜合結(jié)構(gòu)、管系、設(shè)備、儀表等的復(fù)雜系統(tǒng),通過系統(tǒng)劃分原則,對(duì)模塊進(jìn)行子系統(tǒng)功能分解,總結(jié)出LNG再氣化模塊中可分為海水凈化加熱子系統(tǒng)、丙烷循環(huán)子系統(tǒng)、LNG氣化子系統(tǒng)、輔助子系統(tǒng)四個(gè)子系統(tǒng)功能模塊。對(duì)模塊中所使用的不銹鋼(奧氏體)和高強(qiáng)度鋼的工程應(yīng)用進(jìn)行研究。由模塊工作時(shí)不同流體間的換熱方式,分析出丙烷加熱和LNG加熱的不同工作形式,并對(duì)其各自換熱形式的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行分析總結(jié)。確定LNG再氣化模塊主結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度校核及優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)所需考慮的包括使用載荷、環(huán)境載荷、爆炸載荷和施工載荷在內(nèi)的各種載荷,通過閱讀規(guī)范得出在考慮船體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下,模塊在各個(gè)工況下各基本載荷的組合方式及其影響系數(shù)。運(yùn)用SACS(Seastate Analysis Computer System)有限元分析軟件,對(duì)LNG再氣化模塊的主結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行規(guī)范校核,得出再氣化模塊部分結(jié)構(gòu)強(qiáng)度冗余度較大,可對(duì)部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整,在符合規(guī)范要求的前提下,使整體結(jié)構(gòu)重量減輕。由現(xiàn)有LNG再氣化模塊設(shè)備空間布置,分解目標(biāo)LNG再氣化模塊設(shè)備的布置形式,結(jié)合布置優(yōu)化原則,通過三維實(shí)體建模軟件對(duì)模塊設(shè)備進(jìn)行布置優(yōu)化,并對(duì)主結(jié)構(gòu)進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整,用有限元軟件對(duì)調(diào)整后的再氣化模塊主結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度校核分析,可為我國LNG再氣化模塊的設(shè)計(jì)優(yōu)化及建造提供相關(guān)經(jīng)驗(yàn),具有較強(qiáng)的工程應(yīng)用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：LNG-FSRU 再氣化模塊 結(jié)構(gòu)分析優(yōu)化 設(shè)備布置優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U674.133.3
【目錄】：

• 第1章 緒論8-19
• 1.1 研究背景和意義8-15
• 1.1.1 LNG產(chǎn)業(yè)8-9
• 1.1.2 LNG接收站9-12
• 1.1.3 浮式LNG接收站12-15
• 1.1.4 LNG再氣化模塊在LNG產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)的作用15
• 1.2 LNG-FSRU再氣化模塊研究現(xiàn)狀15-17
• 1.2.1 LNG-FSRU再氣化模塊的氣化方式15-16
• 1.2.2 國外研究現(xiàn)狀16
• 1.2.3 國內(nèi)研究現(xiàn)狀16-17
• 1.2.4 LNG-FSRU再氣化模塊發(fā)展趨勢(shì)17
• 1.3 論文的研究內(nèi)容17-19
• 第2章 LNG-FSRU再氣化模塊19-31
• 2.1 LNG-FSRU再氣化模塊19-21
• 2.1.1 LNG-FSRU再氣化模塊工作原理19-20
• 2.1.2 LNG再氣化模塊三維實(shí)體模型20-21
• 2.2 海水凈化加熱子系統(tǒng)21-22
• 2.2.1 丙烷加熱器21-22
• 2.2.2 管殼式換熱器22
• 2.2.3 海水管路22
• 2.3 丙烷循環(huán)子系統(tǒng)22-25
• 2.3.1 LNG蒸發(fā)器23-24
• 2.3.2 超臨界流體24
• 2.3.3 印刷電路板式換熱器24-25
• 2.3.4 丙烷管路25
• 2.4 LNG氣化子系統(tǒng)25-27
• 2.4.1 BOG再冷凝器26-27
• 2.4.2 LNG吸入罐27
• 2.4.3 LNG增壓泵27
• 2.5 輔助子系統(tǒng)27-28
• 2.5.1 泄放管路系統(tǒng)28
• 2.5.2 水噴淋系統(tǒng)28
• 2.6 LNG再氣化模塊結(jié)構(gòu)28-29
• 2.6.1 高強(qiáng)度鋼的應(yīng)用29
• 2.6.2 不銹鋼的應(yīng)用29
• 2.7 本章小結(jié)29-31
• 第3章 LNG-FSRU再氣化模塊載荷31-42
• 3.1 LNG再氣化模塊三維計(jì)算模型31-32
• 3.1.1 SACS軟件介紹31
• 3.1.2 SACS模型的建立31-32
• 3.1.3 LNG再氣化模塊材料屬性32
• 3.2 再氣化模塊載荷確定32
• 3.3 使用載荷32-37
• 3.3.1 主結(jié)構(gòu)自重33
• 3.3.2 設(shè)備重量33-35
• 3.3.3 管系重量35-37
• 3.3.4 可變載荷37
• 3.4 環(huán)境載荷37-40
• 3.4.1 風(fēng)載荷37-39
• 3.4.2 爆炸載荷39-40
• 3.4.3 慣性載荷40
• 3.5 施工載荷40-41
• 3.6 本章小結(jié)41-42
• 第4章 LNG-FSRU再氣化模塊結(jié)構(gòu)分析優(yōu)化42-72
• 4.1 載荷條件42-43
• 4.1.1 設(shè)計(jì)載荷條件42-43
• 4.1.2 SACS結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析原理43
• 4.2 工況計(jì)算分析43-62
• 4.2.1 吊裝工況44-48
• 4.2.2 正常作業(yè)工況48-52
• 4.2.3 極端工況52-56
• 4.2.4 拖航工況56-59
• 4.2.5 爆炸工況59-62
• 4.3 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)62-71
• 4.3.1 計(jì)算結(jié)果分析62
• 4.3.2 結(jié)構(gòu)冗余度62-64
• 4.3.3 優(yōu)化方案64-71
• 4.4 本章小結(jié)71-72
• 第5章 LNG-FSRU再氣化模塊布置優(yōu)化72-84
• 5.1 LNG再氣化模塊總體布置原則72-75
• 5.1.1 LNG再氣化模塊設(shè)備布置原則72-73
• 5.1.2 設(shè)備布置基本類型73-74
• 5.1.3 LNG再氣化模塊布置現(xiàn)狀分析74-75
• 5.2 LNG再氣化模塊設(shè)備布置調(diào)整75-80
• 5.2.1 按模塊子系統(tǒng)劃分75-77
• 5.2.2 按平臺(tái)位置劃分77-78
• 5.2.3 單組LNG再氣化模塊設(shè)備調(diào)整78-80
• 5.3 主結(jié)構(gòu)適應(yīng)調(diào)整80-82
• 5.3.1 結(jié)構(gòu)調(diào)整80
• 5.3.2 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核80-82
• 5.4 本章小結(jié)82-84
• 總結(jié)與展望84-86
• 參考文獻(xiàn)86-90
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文90-92
• 致謝92-93
• 大摘要93-96
• 摘要94-96
• Abstract96

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