LNG船液舱围护系统结构极限承载力研究

滕蓓，陆晔，祁恩荣

（1．江苏省无锡交通高等职业技术学校，江苏无锡214151; 2．中国船舶科学研究中心，江苏无锡 214082）

0 引言

过去10年间，在LNG船运输过程中晃荡成为一个非常重要的实用性问题。生产的大量LNG运输船与典型的LNG运输船相比，其货舱舱容成倍增加（从138 000 m3到266 000 m3）。LNG运输船最通用的是膜型结构，利用膜型结构的主要原因是LNG运输船能在很低的温度（－163℃）下利用一种复杂的附属在船体结构上绝缘系统来保存液体［1］。

随着LNG运输船尺寸增加，其操作要求也越来越严格。一般来讲，LNG运输船只允许在满载和空舱情况下营运，但是目前有时需要允许部分装载［2－3］。这在设计时对于控制系统和船体连接结构显得相当困难，美国船级社［4］和国际船级社协会［5］对LNG运输船也有不同的设计要求。剧烈的晃荡会直接导致各种冲击影响［6－8］，当增至结构极限载荷时，控制系统和船体结构会遭到毁灭性破坏［9］。因此，对LNG船液舱围护系统极限状态的研究显得尤为重要。

1 大型LNG船液舱围护系统结构特点

1.1 舱室结构特征

在LNG运输时，LNG始终处在常压和－163℃左右的低温条件下，超低温货物要求与货物接触的船舶结构材料具有抵抗低温的能力，因此须采用具有较低热膨胀率的特殊钢材作为船舱内壁建造材料。大型LNG船液舱根据储罐系统不同可分为独立球罐型（MOSS）、SPB型船棱柱型（IHI）和薄膜型（Membrane）3种类型。本论文讨论的是LNG薄膜型围护结构。

薄膜型LNG船的货舱结构见图1，为低温内壁直接由双层外壳支撑，内壁由2层材料相同的金属膜和2个独立的泡沫绝热层组成，包括内薄膜层、绝热层、次屏障薄膜层、绝热层及船体内壳板。……