王 雷，萬(wàn)正權(quán)，汪雪良，黃進(jìn)浩

(中國(guó)船舶科學(xué)研究中心，江蘇 無(wú)錫214082)

0 引 言

液化天然氣(LNG)是清潔、高效、低碳的能源，是對(duì)天然氣進(jìn)行脫水、脫酸性氣體和重?zé)N類處理，然后經(jīng)過(guò)壓縮、膨脹、液化而成的低溫液體。作為天然氣的一種獨(dú)特的儲(chǔ)存和運(yùn)輸形式，LNG 資源潛力巨大，在從傳統(tǒng)化石能源向新能源發(fā)展的過(guò)度階段扮演著重要角色。

LNG 運(yùn)輸船是在－163 ℃低溫下運(yùn)輸液化天然氣的專用船舶，具有高技術(shù)、高難度和高附加值的特點(diǎn)。對(duì)超低溫高危液體的安全性防護(hù)是LNG 運(yùn)輸船的設(shè)計(jì)重點(diǎn)，而在建造方面同樣存在諸多技術(shù)難點(diǎn)，LNG 運(yùn)輸船已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家船舶工業(yè)研究設(shè)計(jì)和制造能力的重要標(biāo)準(zhǔn)。

1 LNG 運(yùn)輸船簡(jiǎn)介

1.1 LNG 運(yùn)輸船特點(diǎn)

LNG 運(yùn)輸船由船殼體、貨物圍護(hù)系統(tǒng)、動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)、裝卸貨管路系統(tǒng)、蒸發(fā)氣回收利用系統(tǒng)等組成。和常規(guī)運(yùn)輸船不同，LNG 運(yùn)輸船所運(yùn)貨物為－163 ℃的低溫液體。從第1 艘LNG 船“甲烷先鋒”號(hào)開(kāi)始，LNG 船的安全性一直是行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)，維持船體貨物圍護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)完整性更是關(guān)鍵問(wèn)題［3］。承載液體的貨艙建造材料除了具備抵抗彎曲載荷和晃蕩沖擊的高強(qiáng)度和高韌性，必須具有可靠的耐低溫性能和絕熱性能，以及良好的加工工藝成型性和焊接性能。LNG船的貨艙維護(hù)系統(tǒng)可以分為自撐式和薄膜式2 種。自撐式貨艙由自身支持，與船體互相獨(dú)立，不依靠船體支撐，有A，B 和C 等3 種不同類型。

IHI SPB 棱柱式貨艙由早期的Conch 型發(fā)展而來(lái)，主屏壁采用9%鎳鋼或鋁合金，次屏壁采用特殊膠合板。SPB 型貨艙的最大特點(diǎn)是艙內(nèi)設(shè)置了中縱艙壁，有效地抑制了液面晃蕩的作用。棱形貨艙結(jié)構(gòu)安裝于船殼內(nèi)，空間利用率好，維修簡(jiǎn)單，易于航行;甲板平坦，駕駛臺(tái)視角廣。盡管具備這些特點(diǎn)，但是SPB 型貨艙沒(méi)有得到業(yè)界的認(rèn)同，SPB系統(tǒng)僅應(yīng)用于1993 年IHI 的Aichi 船廠為Marathon公司建造的2 艘容積為89 880 m3的LNG 船。

MOSS Rosenberg Verft 球型貨艙是B 型貨艙，主屏壁材料已經(jīng)由9%鎳鋼轉(zhuǎn)為鋁合金，絕熱材料為聚氨酯泡沫、酚醛泡沫。這種壓力式的球型貨艙不需要次屏壁，球型艙由圓柱形筒裙支撐，筒裙可吸收球罐的水平收縮和船體的撓曲變形。球型貨艙的上部伸出主甲板，使甲板不連續(xù)，液貨管系布置和維修不方便，而且駕駛盲區(qū)較大。

C 型獨(dú)立貨艙由圓筒形筒體和半球形封頭組成，承壓性能好，無(wú)需次屏壁。材料采用耐低溫且具有較低熱膨脹系數(shù)的奧氏體鋼。根據(jù)載運(yùn)量的不同，貨艙分為單圓筒、雙圓筒和三葉型3 種形式。C 型液貨罐屬于通用型技術(shù)，無(wú)專利限制，在經(jīng)濟(jì)型上具有優(yōu)勢(shì)，主要用于中小型LNG 運(yùn)輸船。

薄膜式 LNG 運(yùn)輸船分為 Gaz-Transport 和Technigaz 兩種類型，其專利都屬于法國(guó)燃?xì)夂Ｉ线\(yùn)輸技術(shù)公司(GTT)。Gaz Transport (GT)型薄膜式貨艙，主屏壁與次屏壁均為0.7 mm 厚的殷瓦鋼，絕熱材料為充滿膨脹珍珠巖的壓板木箱，現(xiàn)已發(fā)展到GTT No.96 型貨物圍護(hù)系統(tǒng)專利。Technigaz(TGZ)型薄膜式貨艙采用1.2 mm 厚的薄膜波紋不銹鋼作為主屏壁，次屏壁是鋁箔纖維加強(qiáng)板，絕熱材料為聚氨酯，現(xiàn)行主要為Mark III 型圍護(hù)系統(tǒng)。這2 種GTT 薄膜型LNG 船的船體尺寸較小，屏壁的殷瓦鋼消耗量少;船舶甲板平坦，駕駛盲區(qū)小;艙容利用率高;受風(fēng)面積小，有較好的操縱性。

目前，LNG 運(yùn)輸船的主導(dǎo)船型是GTT 薄膜型和MOSS 球型。GTT 型LNG 船的很多船型性能優(yōu)于MOSS 型，GTT 薄膜型貨艙LNG 運(yùn)輸船建造成本更低，寬闊的甲板更利于管系布置，空氣阻力更小，操縱性更好。

圖1 三種典型LNG 運(yùn)輸船貨艙形式［6］Fig.1 Three typical cargo structures of LNG carriers

1.2 FLNG

FLNG (LNG FPSO)為浮式液化天然氣生產(chǎn)儲(chǔ)卸系統(tǒng)，船體上裝有天然氣收集、加工、液化、存儲(chǔ)和卸載系統(tǒng)，并與系泊系統(tǒng)、LNG 運(yùn)輸船共同構(gòu)成了海上大型浮式LNG 終端。FLNG 與LNG 運(yùn)輸船通過(guò)串靠或旁靠進(jìn)行系泊連接，將儲(chǔ)存在貨艙的LNG 經(jīng)由卸載系統(tǒng)轉(zhuǎn)運(yùn)至LNG 運(yùn)輸船中。

FLNG 具有較強(qiáng)的抗風(fēng)浪能力、液化和生產(chǎn)處理能力和大容量?jī)?chǔ)存能力，以及良好的移動(dòng)性和靈活性，可重復(fù)開(kāi)發(fā)氣田，利用率高，適于深水和邊際氣田的開(kāi)發(fā)。由于不必建設(shè)天然氣壓縮平臺(tái)和長(zhǎng)距離海底管線，F(xiàn)LNG 具有開(kāi)發(fā)成本低、環(huán)境影響小、附屬工程量小、生產(chǎn)周期短等優(yōu)點(diǎn)。

2013 年，LNG 運(yùn)輸船新簽訂單量46 艘。2014年，LNG 運(yùn)輸船訂單量為60 艘，達(dá)到近10 年最高水平。以160 000 m3的LNG 運(yùn)輸船為例，新船價(jià)格已漲到2 億美元。目前全球年均建造能力40 ～60艘，建造LNG 運(yùn)輸船的船廠集中分布在亞洲，以韓、日、中三國(guó)為主。截至2014 年底，各國(guó)船廠的手持LNG 運(yùn)輸船訂單情況如圖2 所示。

圖2 2014 年底各國(guó)船廠的手持LNG 運(yùn)輸船訂單量Fig.2 2014 hand-held orders of LNG carriers of shipyards

2 LNG 運(yùn)輸船關(guān)鍵技術(shù)

由于所運(yùn)貨物為－163 ℃的低溫液體，貨物圍護(hù)系統(tǒng)是LNG 運(yùn)輸船的最關(guān)鍵核心技術(shù)。貨物圍護(hù)系統(tǒng)由雙層屏壁和絕熱層構(gòu)成，應(yīng)該具備LNG 運(yùn)輸安全和高效保障的低溫可靠性和高溫絕熱性能［1］。LNG運(yùn)輸船的貨艙建造材料除了具備高強(qiáng)度和高韌性外，由于要運(yùn)送低溫LNG，還必須具有可靠的耐低溫深冷性能和低溫絕熱性能，以及良好的加工工藝性能。圍護(hù)系統(tǒng)內(nèi)液體運(yùn)動(dòng)會(huì)沖擊艙壁，LNG 船的晃蕩分析保障了船體不會(huì)因嚴(yán)重的晃蕩導(dǎo)致圍護(hù)系統(tǒng)的失效與破壞。另外，LNG 船的動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)、蒸發(fā)氣回收以及管路系統(tǒng)都是船體關(guān)鍵技術(shù)的組成部分。

1)低溫絕熱技術(shù)

貨物圍護(hù)系統(tǒng)必須具備良好的低溫絕熱技術(shù)，不僅能夠減少外界熱量的傳入，減少LNG 的蒸發(fā)和腐蝕，而且能夠防止LNG 泄漏時(shí)對(duì)船體構(gòu)件造成低溫脆裂破壞。貨物圍護(hù)系統(tǒng)沒(méi)有制冷設(shè)備為L(zhǎng)NG 提供冷量，所以環(huán)境熱量的滲入會(huì)引起LNG 的氣化。如果不銹鋼焊接的主屏壁失效，由粘合鋁板構(gòu)成的次屏壁應(yīng)該保持15 天的緊密性。如果絕熱層板引起的斷裂傳到次屏壁，LNG 可能發(fā)生泄露。

LNG 船貨艙的絕熱技術(shù)對(duì)LNG 運(yùn)輸船至關(guān)重要，絕熱材料應(yīng)滿足以下幾個(gè)方面的要求:較小的導(dǎo)熱系數(shù)、較小的低溫?zé)崤蛎浵禂?shù)、良好的抗吸水吸濕性、良好的抗水蒸氣滲透性、良好的阻燃性。

在低溫系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的絕熱方法［2］有堆積絕熱、高真空絕熱、真空粉末絕熱、高真空多層絕熱等。堆積絕熱是典型的低溫絕熱技術(shù)，雖然絕熱效果不是最好，但卻是大型低溫儲(chǔ)罐絕熱的主要方式，在LNG 船上有非常廣泛的應(yīng)用。堆積絕熱可分為泡沫型絕熱和粉末/纖維絕熱2 種類型。泡沫型絕熱材料為非均質(zhì)材料，常見(jiàn)的有聚氨酯泡沫、聚苯乙烯泡沫等，其導(dǎo)熱率主要取決于其密度和發(fā)泡氣體。

聚氨酯泡沫具有低成本、較好的熱性能和機(jī)械性能等特點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于絕緣層材料。國(guó)外學(xué)者［3］應(yīng)用短切玻璃纖維對(duì)聚氨酯加以固定，短切玻纖良好的色散和分布特性可以很大程度上增強(qiáng)聚氨酯泡沫的斷裂韌性，改善了材料的低溫脆性。

材料導(dǎo)熱率是影響LNG 船體結(jié)構(gòu)安全和船舶運(yùn)輸效率的重要因素。貨艙與船體的連接部位需要具備良好的絕熱性，使進(jìn)入LNG 貨艙的熱量減少，應(yīng)盡可能選擇低熱導(dǎo)率的合金材料。粉末/纖維型絕熱主要利用材料的多孔性限制氣體的對(duì)流傳熱，常見(jiàn)的有膨脹珍珠巖、玻璃纖維、礦棉等。氣體的導(dǎo)熱機(jī)理變?yōu)樽杂煞肿訉?dǎo)熱，因而氣體的有效熱導(dǎo)降低。典型的材料表觀熱導(dǎo)率［2］數(shù)據(jù)如表1 所示。

表1 典型材料導(dǎo)熱率Tab.1 Thermal conductivity of typical materials

2)耐低溫深冷性能材料

目前，LNG 船貨艙主要的耐低溫材料有殷瓦鋼、9%Ni 鋼和鋁合金。MOSS 球型系統(tǒng)主要金屬材料為9%鎳鋼和5083 鋁合金;GTT No.96 型圍護(hù)系統(tǒng)主要金屬材料為36%鎳鋼合金，即殷瓦鋼;GTT Mark III 型圍護(hù)系統(tǒng)主要金屬材料為304 L 不銹鋼;SPB 型系統(tǒng)主要金屬材料為含鎂4.5%的5083 鋁合金。LNG 船的貨艙需要承受低溫，使得材料不僅要具備一定的強(qiáng)度，而且要有足夠的低溫韌性，以防金屬脆裂。圍護(hù)系統(tǒng)材料的選用取決于使用的最低溫度以及與載運(yùn)貨物的相容性。

殷瓦鋼是一種鐵鎳合金，熱膨脹系數(shù)極小，導(dǎo)熱系數(shù)低，強(qiáng)度、硬度不高，塑性、韌性高，能在很寬的溫度范圍內(nèi)保持固定尺寸。這些特殊的材料特性決定了它可以防止船體結(jié)構(gòu)在超低溫環(huán)境下冷裂，是LNG 運(yùn)輸船的關(guān)鍵材料。殷瓦鋼含有大量的鎳，價(jià)格十分昂貴，制造困難。GTT 型LNG 船主次屏壁由成千上萬(wàn)的0.7 mm 厚殷瓦鋼焊接而成。液艙不允許任何泄漏，殷瓦鋼極易生銹和腐蝕，對(duì)溫濕度要求很高，作業(yè)人員的汗水就會(huì)造成其腐蝕，因此對(duì)焊接工藝要求非常高。只有具備GTT 公司認(rèn)可的手工焊和自動(dòng)焊證書才可以進(jìn)行殷瓦鋼薄膜的焊接操作。

9%Ni 鋼主要組織是鐵素體，可在－196℃使用，因強(qiáng)度高、熱膨脹率小而在LNG 儲(chǔ)罐中廣泛應(yīng)用。隨著熱處理技術(shù)的進(jìn)步，淬火回火材料經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理，生成了微細(xì)的回火馬氏體組織，低溫韌性好，屈強(qiáng)比高于二次正火回火材料。LNG 儲(chǔ)罐一般很大，焊接后不可能進(jìn)行熱處理，所以為了保持焊接后仍有良好的低溫韌性，使用含70%Ni 鋼的高Ni基合金作為焊接材料。

超低溫用5083 鋁合金密度小、比強(qiáng)度大，具有良好的塑性、耐蝕性及加工性，沒(méi)有低溫脆性，成為制造低溫儲(chǔ)罐廣泛使用的一種材料。20 世紀(jì)日本在LNG 船舶和LNG 儲(chǔ)罐的制造中也大量選用了5083 鋁合金，其中有主體壁結(jié)構(gòu)完全是5083 鋁合金的LNG 儲(chǔ)罐，這種鋁合金還以其特有的防火性、耐腐蝕性、潔凈性和經(jīng)濟(jì)性等方面的優(yōu)點(diǎn)而成為低溫儲(chǔ)罐頂部結(jié)構(gòu)的重要材料。

3)液艙晃蕩分析技術(shù)

液艙裝載的帶有自由表面的液體在外界激勵(lì)下會(huì)發(fā)生晃蕩運(yùn)動(dòng)，當(dāng)外界激勵(lì)頻率接近液體的固有頻率時(shí)，液體運(yùn)動(dòng)加劇并強(qiáng)烈沖擊艙壁，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致圍護(hù)系統(tǒng)的失效與破壞。LNG 船航行狀態(tài)下運(yùn)動(dòng)復(fù)雜，變速、搖擺等運(yùn)動(dòng)形式都會(huì)引起貨艙內(nèi)LNG 晃蕩［4］。而貨艙內(nèi)縱向自由液面長(zhǎng)，晃蕩情況下液體壓強(qiáng)變化幅度大，容易對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算產(chǎn)生較大影響。

為了控制圍護(hù)系統(tǒng)內(nèi)LNG 的晃蕩壓力，LNG 船的設(shè)計(jì)充裝高度通常小于10%的艙長(zhǎng)或者大于70%的艙高。未來(lái)LNG 船向大型化發(fā)展，艙內(nèi)液面高度將逐漸降低，這使得深入研究LNG 運(yùn)輸船在各種充裝高度時(shí)的液艙晃蕩特性和試驗(yàn)分析顯得更加重要。學(xué)者［5］基于對(duì)薄膜型圍護(hù)系統(tǒng)的一系列沖擊試驗(yàn)，對(duì)加固聚氨酯泡沫進(jìn)行回復(fù)位移的測(cè)量，評(píng)估結(jié)構(gòu)的阻尼特性和抗斷裂特性。這種絕熱材料的加固改進(jìn)對(duì)艙內(nèi)晃蕩有一定的改善作用。

結(jié)合LNG 船貨艙裝載情況，計(jì)算航行過(guò)程可能出現(xiàn)的晃蕩周期和晃蕩載荷，和船體自身縱搖周期比較，可以避免共振加劇液體晃蕩問(wèn)題。計(jì)及多種激發(fā)條件，開(kāi)展波浪、船體和液化天然氣三相耦合的強(qiáng)非線性問(wèn)題的研究是未來(lái)解決晃蕩問(wèn)題的重要手段。

4)動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)

LNG 船的動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)有以下幾種:雙燃料蒸汽輪機(jī)推進(jìn)、雙燃料柴油機(jī)電力推進(jìn)、雙燃料燃?xì)廨啓C(jī)電力推進(jìn)、雙燃料柴油機(jī)推進(jìn)、具有再液化裝置的低速柴油機(jī)推進(jìn)。大部分LNG 船隊(duì)選用傳統(tǒng)的雙燃料蒸汽輪機(jī)作為主動(dòng)力裝置，由于綜合效率較低，在LNG 新船的訂單中正逐步被雙燃料柴油機(jī)電力推進(jìn)和具有再液化裝置的柴油機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)取代，而雙燃料柴油機(jī)和雙燃料燃?xì)廨啓C(jī)電力推進(jìn)這2 種新型推進(jìn)系統(tǒng)同樣表現(xiàn)出很高的可用性［6］。新型的電力推進(jìn)裝置不僅布置靈活、冗余度高，而且具有良好的碳排放性、燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性，成為L(zhǎng)NG船動(dòng)力系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展的主要趨勢(shì)。

LNG 運(yùn)輸船的動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)包括基本推進(jìn)系統(tǒng)、主發(fā)電設(shè)備和蒸發(fā)氣利用裝置。隨著LNG 運(yùn)輸船的數(shù)量和噸位的不斷增大，蒸發(fā)氣持續(xù)增加。每天有超過(guò)0.1%的LNG 蒸發(fā)，不經(jīng)過(guò)回收利用而直接燃燒蒸發(fā)氣非常不經(jīng)濟(jì)，而且增加了蒸發(fā)氣易燃易爆的不安全因素。上述所有的推進(jìn)系統(tǒng)都實(shí)現(xiàn)了蒸發(fā)氣的回收利用，或用作燃料或回收再液化。LNG 船蒸發(fā)氣的再液化屬于低溫工程:氮?dú)庠趬嚎s機(jī)中被壓縮，然后在膨脹過(guò)程得到低溫，通過(guò)熱交換器來(lái)液化蒸發(fā)氣。在具體選擇LNG 運(yùn)輸船的推進(jìn)系統(tǒng)時(shí)，既要總體上考慮可靠性、安全性、環(huán)保性、經(jīng)濟(jì)性等方面因素，又要兼顧貨物容量、航行海況、港口環(huán)境等限制條件。

5)建造安裝平臺(tái)技術(shù)

殷瓦鋼薄膜和低溫隔熱材料是GTT 型LNG 船圍護(hù)系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)，共同保證了船體不受低溫侵害而產(chǎn)生脆性破壞，因而薄膜和絕緣箱的安裝技術(shù)對(duì)圍護(hù)系統(tǒng)的質(zhì)量有重要影響。在殷瓦鋼和絕熱箱的安裝前需要搭建專門的建造安裝平臺(tái)。LNG 船貨物圍護(hù)系統(tǒng)安裝平臺(tái)［7］可分為框架區(qū)域、通道區(qū)域和工作區(qū)域，通常建造約10 層。框架區(qū)域由M 型框架和C 型連接梁組成，通道區(qū)域和工作區(qū)域統(tǒng)稱伸縮梁區(qū)域，由鋼跳板和膠合板覆蓋。

安裝平臺(tái)的關(guān)鍵技術(shù)主要包括樁腿布置、懸伸梁和通道設(shè)計(jì)、角隅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、支撐腿設(shè)計(jì)以及斜坡設(shè)計(jì)5 個(gè)方面。在安裝平臺(tái)基本結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，既要滿足強(qiáng)度和穩(wěn)定性要求，又要使復(fù)雜的工藝盡量便于施工。安裝平臺(tái)的樁腿支撐在底面絕緣箱上，需要考慮絕緣箱的受力，統(tǒng)籌計(jì)算樁腿間距進(jìn)而避開(kāi)2 個(gè)絕緣箱相交處?？烧{(diào)式懸伸梁端部和內(nèi)艙壁保持一定距離，通過(guò)支撐腿調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的微調(diào)和粗調(diào)安裝底部絕緣箱。安裝平臺(tái)的角隅結(jié)構(gòu)為加強(qiáng)的方形框架，并覆蓋整個(gè)艙內(nèi)安裝范圍。最后經(jīng)過(guò)高精度控制建造，形成受力均勻的安裝平臺(tái)。

6)裝卸貨管路系統(tǒng)

LNG 運(yùn)輸船的裝卸貨管路系統(tǒng)由超低溫管路和高溫管路系統(tǒng)構(gòu)成，分別應(yīng)用于貨艙區(qū)域的LNG 裝卸載通道和機(jī)艙區(qū)域的船舶動(dòng)力通道。LNG 運(yùn)輸船在裝載、卸載和航行過(guò)程中會(huì)承受巨大的溫差載荷，同時(shí)船體變形和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化也會(huì)對(duì)管路系統(tǒng)造成影響。由于管路變形導(dǎo)致的LNG 泄漏會(huì)威脅船舶附近的人和設(shè)備安全，擴(kuò)散到空氣中更有爆炸的危險(xiǎn)。裝卸管路的應(yīng)力和壓力損失分析是LNG 運(yùn)輸船的重要技術(shù)，分析中涉及多種裝卸作業(yè)模式下的壓力損失、管內(nèi)流速以及作業(yè)時(shí)間等因素，這對(duì)確定合理的裝卸LNG 模式有重要的參考意義。

3 結(jié) 語(yǔ)

最近20 年，LNG 運(yùn)輸船在世界范圍內(nèi)飛速發(fā)展，歐美等傳統(tǒng)技術(shù)強(qiáng)國(guó)繼續(xù)把持GTT 薄膜型和MOSS 球型LNG 運(yùn)輸船的關(guān)鍵技術(shù)專利，亞洲則主導(dǎo)全球LNG 船舶建造和消費(fèi)，中國(guó)在造船市場(chǎng)的崛起正在改變韓國(guó)一家獨(dú)大的局面。相比于傳統(tǒng)船型市場(chǎng)逐漸趨于飽和的現(xiàn)狀，國(guó)際海洋油氣的開(kāi)采裝備和運(yùn)輸船正在蓬勃發(fā)展，帶動(dòng)著區(qū)域性的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，而具有高附加值的LNG 運(yùn)輸船已經(jīng)成為國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的重點(diǎn)領(lǐng)域。

在LNG 產(chǎn)業(yè)強(qiáng)勁需求的帶動(dòng)下，LNG 運(yùn)輸船正在逐步進(jìn)行技術(shù)革新。關(guān)鍵技術(shù)的進(jìn)步將促使LNG運(yùn)輸船具有更大的運(yùn)輸能力和更高的安全可靠性。對(duì)于LNG 船的關(guān)鍵技術(shù)，本文提出以下幾個(gè)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì):

1)安全性

貨物圍護(hù)系統(tǒng)是LNG 運(yùn)輸船的安全性的最關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。耐低溫材料和絕熱技術(shù)不僅能夠減少外界熱量的傳入，減少LNG 的蒸發(fā)和腐蝕，而且能夠防止LNG 泄漏時(shí)船體構(gòu)件的低溫脆裂破壞。基于原有技術(shù)的革新和改善研究，開(kāi)發(fā)提高結(jié)構(gòu)安全性和可靠性的新技術(shù)將繼續(xù)成為L(zhǎng)NG 運(yùn)輸船發(fā)展的重要方向。

2)大型化

LNG 的運(yùn)輸費(fèi)用較高，業(yè)界一直致力于提高LNG 船的綜合運(yùn)輸能力。LNG 運(yùn)輸船大型化能夠降低船舶的運(yùn)營(yíng)成本、減少污染物排放。國(guó)際市場(chǎng)上以Q 系列船型為代表的最新一代LNG 運(yùn)輸船已經(jīng)達(dá)到260 000 m3的裝載量，而國(guó)際能源巨頭公司正在開(kāi)發(fā)裝載量更大、容積利用率更高的新船型。

3)節(jié)能化

通過(guò)改進(jìn)絕熱層結(jié)構(gòu)或應(yīng)用真空絕熱技術(shù)等新型絕熱形式可以降低LNG 的蒸發(fā)率，結(jié)合航線合理選擇LNG 運(yùn)輸船的動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)，提高燃燒效率和推進(jìn)功率。另外，更有效地利用蒸發(fā)氣、改進(jìn)蒸發(fā)氣處理系統(tǒng)，減少船上耗電設(shè)備都是LNG 船節(jié)能化的重要體現(xiàn)。

4)高效化

LNG 運(yùn)輸船的市場(chǎng)需求旺盛，船廠在提高建造效率方面正加強(qiáng)細(xì)化技術(shù)改進(jìn)。韓國(guó)和日本目前代表了國(guó)際先進(jìn)的LNG 運(yùn)輸船建造能力，對(duì)于高附加值船舶在制造加工、精度控制、安裝技術(shù)、管理技術(shù)等方面有著豐富的經(jīng)驗(yàn)。目前國(guó)內(nèi)唯一具備LNG 運(yùn)輸船建造經(jīng)驗(yàn)的滬東中華船廠年均建造能力為2 ～3 艘，這一數(shù)據(jù)和國(guó)際領(lǐng)先的同行相比還有很大差距，應(yīng)借鑒并消化國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，提高綜合建造能力。

5)規(guī)范化

在國(guó)際上已有針對(duì)LNG 運(yùn)輸船專門設(shè)立的安全標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范，國(guó)際能源署、國(guó)際海事組織、船級(jí)社都頒布了相關(guān)的規(guī)范和細(xì)則。但是國(guó)內(nèi)在LNG 運(yùn)輸船的設(shè)計(jì)、建造方面的規(guī)范缺乏系統(tǒng)性、實(shí)用性和協(xié)調(diào)性，在未來(lái)的研究中應(yīng)加快完善標(biāo)準(zhǔn)體系的進(jìn)度。

攻克技術(shù)難點(diǎn)、擁有中國(guó)自主的大型LNG 運(yùn)輸船關(guān)鍵技術(shù)，將極大地提高我國(guó)高附加值船舶的研究和建造能力。因此，我國(guó)應(yīng)緊跟國(guó)際前沿技術(shù)和發(fā)展趨勢(shì)，加強(qiáng)制造產(chǎn)業(yè)鏈的構(gòu)建和實(shí)用技術(shù)的改進(jìn)，爭(zhēng)取早日形成一套成熟的集研發(fā)、設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營(yíng)、維修于一體的LNG 運(yùn)輸船關(guān)鍵技術(shù)體系。

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