一種獨(dú)立c型lng液艙模型試驗(yàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種獨(dú)立C型LNG液艙模型試驗(yàn)方法，屬于液化天然氣運(yùn)輸技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可以進(jìn)行獨(dú)立C型LNG液艙的蒸發(fā)率和晃蕩模型試驗(yàn)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]世界能源日益緊張，環(huán)境問(wèn)題日益凸顯，LNG作為一種清潔高效的燃料被大力提倡使用。對(duì)于LNG的運(yùn)輸而言，液貨罐設(shè)計(jì)的重要性不言而喻。眾所周知，液化天然氣可以用配備了低溫貨艙的船舶運(yùn)輸。球形獨(dú)立式液艙的艙容利用率低，穩(wěn)性差；薄膜型液艙在風(fēng)浪中航行時(shí)，船殼變形對(duì)艙內(nèi)保溫有一定的影響，易受機(jī)械作用損壞，船的動(dòng)載荷沖擊容易引起艙的損壞。
[0003]LNG作為一種可燃性低溫液體，對(duì)其在液貨罐中存在時(shí)溫度和壓強(qiáng)的觀察，需要藉借由專門(mén)的設(shè)備進(jìn)行。為了獲知保溫層的適當(dāng)厚度，要求試驗(yàn)裝置可以改變保溫層的厚度。由于LNG液體易于蒸發(fā)，對(duì)試驗(yàn)裝置的壓力控制也是十分重要的。同時(shí)，LNG船舶在波浪中航行時(shí)，艙內(nèi)的液體會(huì)發(fā)生晃蕩現(xiàn)象。強(qiáng)烈的晃蕩會(huì)直接導(dǎo)致嚴(yán)重的海損污染事件，而且對(duì)于沿縱向布置的獨(dú)立C型貨艙，當(dāng)液體晃蕩的自然頻率接近船舶的縱搖頻率時(shí)，液體的晃動(dòng)和縱搖運(yùn)動(dòng)發(fā)生諧振，從而導(dǎo)致對(duì)獨(dú)立C型貨艙艙壁產(chǎn)生很大的晃蕩沖擊，由于該晃蕩沖擊，構(gòu)成該獨(dú)立C型貨艙的部件可能被損壞。由于在海洋中的LNG船舶的運(yùn)動(dòng)而不可避免地發(fā)生上述晃蕩現(xiàn)象，因此LNG船舶的晃蕩安全問(wèn)題受到各界的關(guān)注和重視。而研宄晃蕩問(wèn)題迄今為止最可信的方法依然是模型試驗(yàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題而提供一種獨(dú)立C型LNG液艙模型試驗(yàn)方法，該方法可以進(jìn)行獨(dú)立C型LNG液艙的蒸發(fā)率模型試驗(yàn)和晃蕩模型試驗(yàn)。
[0005]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是:一種獨(dú)立C型LNG液艙模型試驗(yàn)方法，采用模型試驗(yàn)裝置進(jìn)行蒸發(fā)率模型試驗(yàn)和晃蕩模型試驗(yàn)；所述模型試驗(yàn)裝置包括六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、控制系統(tǒng)、攝像頭和罐體；所述罐體為獨(dú)立C型罐體，設(shè)有圓筒形主體，在所述圓筒形主體的兩端均設(shè)有半球形封頭；所述罐體的外周安裝有三層保溫層，相鄰的兩層保溫層之間設(shè)有隔離層，位于外面的兩層保溫層采用拆裝式結(jié)構(gòu)；所述罐體的前底部固定在底座上，所述罐體的后底部與所述底座形成沿罐體軸向的滑動(dòng)連接；所述底座固定在所述六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上；在所述罐體的兩側(cè)設(shè)有限位結(jié)構(gòu)，所述罐體兩側(cè)的限位結(jié)構(gòu)與所述底座固接；在所述罐體內(nèi)設(shè)有若干溫度傳感器，在所述罐體的一端封頭內(nèi)側(cè)設(shè)有與其垂直的多個(gè)位于不同高度的動(dòng)態(tài)壓力傳感器，所有所述溫度傳感器和所有所述動(dòng)態(tài)壓力傳感器發(fā)射由控制系統(tǒng)采集的無(wú)線信號(hào)；所述控制系統(tǒng)通過(guò)導(dǎo)線束與所述六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)電連接；在所述罐體上設(shè)有加注系統(tǒng)、放空系統(tǒng)和排空系統(tǒng)；所述蒸發(fā)率模型試驗(yàn)方法包括如下步驟:
[0006](a)開(kāi)啟監(jiān)控試驗(yàn)全程的攝像頭；
[0007](b)進(jìn)行罐體的惰化；
[0008](c)向罐體內(nèi)灌注LNG液體；
[0009](d)采用溫度傳感器和壓力傳感器采集罐內(nèi)的溫度和壓力；
[0010](e) 一次試驗(yàn)過(guò)程完成后，將外層保溫層剝離進(jìn)行下一次試驗(yàn)；
[0011]所述晃蕩模型試驗(yàn)包括如下步驟:
[0012](a)開(kāi)啟監(jiān)控試驗(yàn)全程的攝像頭；
[0013](b)按照試驗(yàn)工況從加注口注入LNG液體到所需的最低液位；
[0014](c)啟動(dòng)六自由度運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的控制系統(tǒng)，根據(jù)試驗(yàn)工況指定相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)函數(shù)；
[0015](d)使用控制系統(tǒng)記錄各測(cè)點(diǎn)傳感器的壓力及溫度隨時(shí)間的變化參數(shù)；
[0016](e)根據(jù)試驗(yàn)工況更改運(yùn)動(dòng)函數(shù)，重復(fù)試驗(yàn)步驟(d)
[0017](f)最低液位的試驗(yàn)結(jié)束后，繼續(xù)從加注口注入LNG液體提高液位，重復(fù)試驗(yàn)步驟(c)-(e)；
[0018](g)各液位試驗(yàn)完成后，通過(guò)排空管排出LNG液體。
[0019]在所述罐體的前底部和后底部各固定有一硬木槽，每個(gè)所述硬木槽中各嵌入一個(gè)硬木鞍座，位于罐體前底部的所述硬木鞍座固定在所述底座上，位于罐體后底部的所述硬木鞍座的中間開(kāi)有滑槽，在所述滑槽內(nèi)設(shè)有硬木導(dǎo)向扁鐵，所述硬木導(dǎo)向扁鐵與罐體軸向平行地固定在所述底座上。
[0020]所述罐體兩側(cè)的限位結(jié)構(gòu)包括分設(shè)在所述罐體兩側(cè)的六根豎直支柱，六根所述豎直支柱的底端固定在所述底座上，六根所述豎直支柱的頂端由兩橫兩縱四根水平梁連接，四根水平梁構(gòu)成矩形，在兩根縱向水平梁上設(shè)有四個(gè)吊耳；在所述罐體的兩側(cè)保溫層外對(duì)稱設(shè)有兩塊保溫層外圍板，在每塊保溫層外圍板的上沿水平固定一個(gè)保溫層外圍板上邊角鋼，下沿水平固定一個(gè)保溫層外圍板下邊角鋼，所述保溫層外圍板上邊角鋼采用鋼絲繩I與橫向水平梁連接，所述保溫層外圍板下邊角鋼采用鋼絲繩II與底座連接，在所述鋼絲繩II上安裝有張緊器。
[0021]所述加注系統(tǒng)包括噴淋管、加注管和加注截止閥，所述噴淋管沿縱向設(shè)置在所述罐體內(nèi)的上部，所述加注管安裝在所述罐體的上部，所述加注管的一端伸入所述罐體內(nèi)與所述噴淋管連接，所述加注管的另一端是設(shè)置在所述罐體外的加注口，在所述加注管上靠近所述加注口處設(shè)有加注截止閥，所述加注截止閥位于所述罐體的外部；所述放空系統(tǒng)包括放空管，所述放空管安裝在所述罐體的上部，在所述放空管上連接有壓力表、壓力傳感器以及并聯(lián)的低壓自動(dòng)放空管、手動(dòng)放空管和高壓自動(dòng)放空管，在所述手動(dòng)放空管上設(shè)有一個(gè)放空截止閥，在所述高壓自動(dòng)放空管上設(shè)有一個(gè)高壓安全閥，在所述低壓自動(dòng)放空管上設(shè)有一個(gè)低壓安全閥和一個(gè)低壓自動(dòng)放空截止閥，在所述壓力傳感器上設(shè)有截止閥I，在所述壓力表上設(shè)有截止閥II ;所述排空系統(tǒng)包括排空管，所述排空管安裝在所述罐體的底部，在所述排空管上安裝有一排空截止閥。
[0022]本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:能夠進(jìn)行獨(dú)立C型LNG液艙的蒸發(fā)率模型試驗(yàn)和晃蕩模型試驗(yàn)，能夠用于對(duì)LNG蒸發(fā)和晃蕩過(guò)程中罐體內(nèi)氣相壓力及溫度、罐壁溫度及壓力和罐體總質(zhì)量變化進(jìn)行測(cè)量記錄。能夠測(cè)量并記錄不同保溫層厚度、不同外部晃蕩激勵(lì)情況下LNG液體在液貨罐內(nèi)的溫度、壓強(qiáng)，并具有完備的壓力控制系統(tǒng)，能夠確保安全，方便運(yùn)輸。綜上所述，本發(fā)明運(yùn)輸方便、可拆卸組合、可在不同保溫層厚度條件下進(jìn)行試驗(yàn)、可模擬各種外部晃蕩激勵(lì)、無(wú)線采集壓力及溫度數(shù)據(jù)、功能全面、使用便利、便于安裝、拆除、維護(hù)，能夠提高試驗(yàn)的靈活性和測(cè)試效率。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是本發(fā)明采用的模型試驗(yàn)裝置的主視圖；
[0024]圖2是圖1的側(cè)視圖；
[0025]圖3是本發(fā)明的蒸發(fā)率模型試驗(yàn)單元的俯視圖；
[0026]圖4是圖3的立體圖；
[0027]圖5是本發(fā)明采用的罐體及保溫層的主視圖；
[0028]圖6是圖5的側(cè)視圖；
[0029]圖7是圖5的俯視圖；
[0030]圖8是本發(fā)明采用的模型試驗(yàn)裝置的加注系統(tǒng)、放空系統(tǒng)、排空系統(tǒng)、溫度傳感器和動(dòng)態(tài)壓力傳感器的連接安裝示意圖。
[0031]圖中:1、保溫層，2、罐體，3、硬木槽環(huán)形扁鐵，4、硬木鞍座，5、橫向梁，6、縱向梁，7、硬木導(dǎo)向扁鐵，8、硬木固定扁鐵，9、橫向梁扶強(qiáng)材，10、硬木扁鐵肘板，11、豎直支柱肘板，12、豎直支柱，13、水平梁，14、保溫層外圍板，15、保溫層外圍板上邊