在當(dāng)前石油資源的日益匱乏、石油價格的不斷上漲以及人類環(huán)保意識的逐漸增強的趨勢下,液化天然氣(liquefied natural gas,LNG)作為一種低碳、清潔、高效的新能源,正逐步成為世界的主要能源。內(nèi)河柴油—LNG雙燃料動力船的運行及加注站的建造,標(biāo)志著LNG已經(jīng)應(yīng)用在我國內(nèi)河航運中。中小型LNG運輸船是向內(nèi)河供給液化天然氣的最有效途徑。尤其是我國內(nèi)河水運十分發(fā)達,內(nèi)河中小型LNG運輸船具有廣泛的應(yīng)用前景。LNG雖然是清潔能源,但是LNG作為燃料的特殊性,如果發(fā)生泄漏,有可能造成火災(zāi)爆炸事故,因此對內(nèi)河中小型LNG運輸船進行泄漏相關(guān)的風(fēng)險分析非常重要。本文在對內(nèi)河中小型LNG運輸船風(fēng)險識別的基礎(chǔ)上,首先對內(nèi)河中小型LNG運輸船加注過程進行風(fēng)險分析,其次對LNG運輸過程發(fā)生的典型碰撞事故進行了模擬研究,評估了內(nèi)河薄膜型LNG運輸船的舷側(cè)結(jié)構(gòu)安全性能,最后針對LNG加注過程和運輸過程可能發(fā)生的泄漏事故進行后果模擬。具體研究內(nèi)容如下:(1)介紹了內(nèi)河中小型LNG運輸船、LNG加注方式以及LNG運輸船的圍護系統(tǒng)。(2)對內(nèi)河中小型LNG運輸船的風(fēng)險進行識別,對引發(fā)LNG泄漏和火災(zāi)爆炸事故的因素進行了歸納,包括LNG泄漏因素、火源產(chǎn)生因素、和避險措施失效的因素。(3)運用事故樹分析方法,對內(nèi)河中小型LNG運輸船在加注過程中的火災(zāi)爆炸事故進行定性分析,包括編制事故樹,對最小割集、最小徑集、結(jié)構(gòu)重要度系數(shù)進行計算,并對計算結(jié)果進行分析研究,提出相應(yīng)的安全措施,提高系統(tǒng)的安全性。(4)針對運輸過程發(fā)生的碰撞事故可能造成的LNG泄漏,本文運用ABAQUS有限元分析軟件,選取典型的內(nèi)河航行船舶作為撞擊船,研究碰撞載荷對內(nèi)河薄膜型LNG運輸船結(jié)構(gòu)的影響機理,并且對舷側(cè)結(jié)構(gòu)進行安全評估,根據(jù)研究和評估結(jié)果給出適當(dāng)?shù)募訌姶胧┮约皟?nèi)河船舶航行的極限速度,降低LNG在運輸過程中泄漏的風(fēng)險,為LNG的安全運輸提供保證。(5)運用PHAST風(fēng)險分析軟件分析了影響內(nèi)河LNG泄漏擴散的因素和規(guī)律,根據(jù)分析的結(jié)果,結(jié)合加注過程和運輸過程可能出現(xiàn)的泄漏情形,設(shè)定內(nèi)河中小型LNG運輸船泄漏的三種事故工況,對這三種工況分別進行LNG泄漏擴散、火災(zāi)、爆炸事故的后果模擬,確定事故的影響范圍。
【學(xué)位授予單位】:江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號】:U698.3
文章目錄
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題研究的背景和意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 中小型LNG運輸船發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.2 國內(nèi)外船舶風(fēng)險評估相關(guān)理論研究現(xiàn)狀
1.2.3 國內(nèi)外天然氣泄漏風(fēng)險分析研究現(xiàn)狀
1.3 論文主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點
1.3.1 論文主要研究內(nèi)容
1.3.2 本文創(chuàng)新點
第2章 內(nèi)河中小型LNG運輸船風(fēng)險識別
2.1 引言
2.2 LNG燃料水上加注方式
2.3 中小型LNG運輸船
2.3.1 中小型LNG運輸船概述
2.3.2 中小型LNG運輸船推進系統(tǒng)分析
2.3.3 LNG運輸船貨物圍護系統(tǒng)類型
2.4 內(nèi)河中小型LNG運輸船風(fēng)險識別
2.4.1 LNG的危險性識別
2.4.2 LNG加注過程泄漏的風(fēng)險識別
2.4.3 LNG運輸過程泄漏的風(fēng)險識別
2.4.4 火源產(chǎn)生的風(fēng)險因素
2.4.5 避險措施失效的因素
2.5 評估內(nèi)容的確定
2.6 本章小結(jié)
第3章 內(nèi)河LNG運輸船加注過程風(fēng)險分析
3.1 引言
3.2 事故樹分析法
3.2.1 事故樹分析簡介
3.2.2 事故樹定性分析的基本程序
3.2.3 事故樹分析的標(biāo)準(zhǔn)符號
3.3 LNG加注過程事故樹的建立
3.3.1 確定頂事件
3.3.2 調(diào)查原因事件
3.3.3 編制事故樹
3.4 LNG加注火災(zāi)爆炸事故樹的定性分析
3.4.1 最小割集
3.4.2 最小徑集
3.4.3 結(jié)構(gòu)重要度分析
3.5 安全分析和對策
3.6 本章小結(jié)
第4章 基于船舶碰撞載荷的舷側(cè)結(jié)構(gòu)的安全評估
4.1 引言
4.2 碰撞仿真的基本理論
4.2.1 碰撞運動控制方程
4.2.2 顯示有限元求解方法
4.2.3 船舶碰撞數(shù)值計算模型
4.3 有限元模型及碰撞方案
4.3.1 撞擊船的確定
4.3.2 被撞船的模擬
4.3.3 碰撞方案
4.4 數(shù)值仿真結(jié)果分析
4.4.1 碰撞力載荷
4.4.2 結(jié)構(gòu)的損傷和變形
4.4.3 能量的轉(zhuǎn)化和吸收
4.5 舷側(cè)抗撞性能評估
4.5.1 船舶抗碰撞性能評估方法
4.5.2 事故極限狀態(tài)的定義
4.5.3 評估結(jié)果
4.6 本章小結(jié)
第5章 基于PHAST軟件的內(nèi)河LNG運輸船泄漏后果模擬研究
5.1 引言
5.2 PHAST軟件介紹
5.3 內(nèi)河LNG運輸船事故后果模型
5.3.1 泄漏模型
5.3.2 擴散模型
5.3.3 火災(zāi)模型
5.3.4 爆炸模型
5.4 事故傷害準(zhǔn)則
5.4.1 擴散濃度安全準(zhǔn)則
5.4.2 火災(zāi)傷害準(zhǔn)則
5.4.3 爆炸傷害準(zhǔn)則
5.5 內(nèi)河LNG運輸船泄漏事故影響因素分析
5.5.1 初始參數(shù)確定
5.5.2 風(fēng)速對泄漏事故影響
5.5.3 大氣溫度對泄漏事故影響
5.5.4 大氣穩(wěn)定度對泄漏事故影響
5.5.5 泄漏孔徑對泄漏事故影響
5.6 LNG泄漏后果分析
5.6.1 易發(fā)生工況
5.6.2 最危險工況
5.6.3 可能發(fā)生工況
5.7 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和取得的科研成果
致謝
【參考文獻】
相關(guān)期刊論文 前10條
1 范鵬;鄭雙燕;柳衛(wèi)東;;4000立方米薄膜型LNG加注船總體設(shè)計研究[J];船舶工程;2014年S1期
2 石國政;張暉;范洪軍;;天然氣燃料動力船燃料加注模式研究[J];船海工程;2013年06期
3 郭曉曉;蔡治勇;袁成天;;TNT模型對LNG儲罐蒸氣云爆炸模擬分析[J];重慶科技學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2013年S1期
4 畢向建;劉名東;林安;;Mini-LNG船推進系統(tǒng)選型研究[J];船舶工程;2013年S2期
5 段玉龍;胡以懷;;LNG船舶事故分析及風(fēng)險控制[J];船海工程;2013年03期
6 章澤華;張奕;艾紹平;;薄膜型LNG儲罐[J];石油工程建設(shè);2013年03期
7 孫曉平;朱淵;陳國明;陳習(xí);;國內(nèi)外LNG罐區(qū)燃爆事故分析及防控措施建議[J];天然氣工業(yè);2013年05期
8 周淑慧;沈鑫;劉曉娟;李廣;楊義;;LNG在我國內(nèi)河水運領(lǐng)域的應(yīng)用探討[J];天然氣工業(yè);2013年02期
9 陸曄;滕蓓;祁恩榮;陳小平;;大型LNG船液艙晃蕩結(jié)構(gòu)動響應(yīng)研究(英文)[J];船舶力學(xué);2012年12期
10 付海泉;屈晟;尹丹霓;;利用中小型船舶運輸LNG的可行性[J];油氣儲運;2012年11期
相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條
1 莊學(xué)強;大型液化天然氣儲罐泄漏擴散數(shù)值模擬[D];武漢理工大學(xué);2012年
相關(guān)碩士學(xué)位論文 前9條
1 魏沁汝;天然氣長輸管道高后果區(qū)識別與風(fēng)險評價研究[D];西南石油大學(xué);2015年
2 朱培培;內(nèi)河柴油-LNG雙燃料動力船舶風(fēng)險分析[D];江蘇科技大學(xué);2015年
3 姚緒飛;海運LNG泄漏事故危害性研究[D];大連海事大學(xué);2015年
4 張永松;LNG船舶風(fēng)險評價標(biāo)準(zhǔn)的研究[D];大連海事大學(xué);2013年
5 宮燕;內(nèi)河小型LNG運輸船抗碰撞評估及結(jié)構(gòu)加強研究[D];華中科技大學(xué);2013年
6 張林;天然氣處理平臺爆炸后果定量風(fēng)險分析研究[D];中國石油大學(xué)(華東);2012年
7 侯建;全船有限元強度分析及船舶碰撞仿真[D];大連理工大學(xué);2012年
8 吳迪;干散貨船航行安全風(fēng)險及其控制問題探討[D];上海海事大學(xué);2006年
9 陶亮;船舶舷側(cè)結(jié)構(gòu)碰撞性能研究[D];大連理工大學(xué);2006年
本文編號:
2238537
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/daoluqiaoliang/2238537.html