GTT為LNG運輸船引入“分體式壓載艙”設計

GTT 創新的“分體式壓載艙”設計涉及分隔壓載艙，可以有效減少液體運動并優化蒸發率。通過劃分這些壓載艙，GTT 旨在解決部分貨物裝載帶來的挑戰，特別是在 10%至40% 的液貨高度范圍內，圍護系統會遇到重大負載。通過本文，我們深入探討了“分體式壓載艙”設計背后的基本原理、其操作影響以及它為液化天然氣運輸船性能設定新標準的潛力。

液化天然氣運輸船和液化氣運輸船通常在空載或部分裝載時使用壓載水。雖然液化天然氣支線船或加注船等小型船舶需要裝載部分貨物，但與滿載或幾乎空載的貨物情況相比，在某些部分裝載的情況下，液體運動對圍護系統的影響可能會帶來更大的挑戰。通常，當儲罐的填充液在儲罐高度的 10%至40% 范圍內時，它們會對圍護系統施加很大的負荷，因此需要更多的加固。這種情況也適用于壓載艙，這些艙通常裝滿其容量的 70-80% 左右。

在部分裝載的情況下，液化天然氣和壓載水都集中在船舶的下部分區域。這種配置通過增加偏心高度來提高船的穩定性。然而，這種更高的穩定性導致更短的擺動周期，但具有更明顯的加速度和更高的晃動載荷。為了緩解這些挑戰，標準液化天然氣運輸船遵守既定的操作液位限制，確保最佳的圍護系統性能，以實現最大的貨物交付。盡管如此，某些船舶，如液化天然氣支線船或加注船，需要靈活地在任何液位下不受限制地運行。

問題來了：我們能否在保持標準的船體和圍護系統加固地條件下，允許所有艙液位水平？

這個概念圍繞著保持液化天然氣儲罐的重心，同時改變壓載水艙的布置。相反于傳統的自下而上的壓載物：我們提出了一種相反的方法，從上往下填充壓載水。這是通過將壓載水箱分為上部和下部，并最初將上部壓載艙填充到所需的水平，以此來實現適當的航行吃水。液化石油氣運輸船已經采用了類似的方式。使用所謂的上翼和雙底罐壓載艙分體進行操作。通過分體式壓載艙設計，GTT 現在為液化天然氣運輸船提出了一個類似的概念。

壓載艙分為上部和下部的示意圖

這種修改導致船舶的整體重心略有升高，導致偏心高度降低和隨后的阻尼加速度減小。加速度的減小被證明是有利的，特別是在減緩液體運動方面。因此，我們實現了不受液位限制的液貨艙設計。此外，與傳統設計相比，薄膜系統上晃動載荷的減少使得船體和圍護系統的加固減少，從而降低蒸發率和造船成本。確定必要的分割壓載艙數量需要在項目設計階段進行早期調查。GTT 與造船廠或指定設計人員之間的有效協作，對于以最小的設計影響實現運營效益最大化至關重要。改良設計不會對船舶穩定性不造成不利影響。然而，實施這種壓載分體式解決方案需要更多的壓載艙，從而導致一些額外的管道和相應的閥門布置。盡管增加了壓載艙，但由于減少貨物圍護系統的用料和減少結構強度的潛在收益，預計船舶成本將會相似或更低。

示例：GTT 提出的 30k m3 LNG 支線船的新概念

全新 GTT 30k m3 LNG Feeder 設計

GTT 最近設計了一艘新的 30k m3 液化天然氣支線船，該船帶有兩個相同的貨艙，配備了 Mark III Flex。該船專為所有液化天然氣加注水平而設計。為了盡量減少船體和圍護系統的加固，采用了分體式壓載艙原理。

新設計的好處是非常有利的，因為分體壓載艙解決方案的實施大大減輕了晃動。該設計已通過在北大西洋海況下，所有液位水平下，得到了驗證，且僅使用標準泡沫材料（不需要高密度泡沫）。

采用 100% 標準泡沫可降低成本并提高蒸發率 （BOR）。此外，采用兩個相同的貨艙有助于提高成本效益和簡化操作。在新型 GTT 12k m3液化天然氣加注船的設計中應用這些原理時，結果肯定了初始概念的實際意義。值得注意的是，分體式壓載艙的適用范圍除了液化天然氣船的潛在適用性較高，也擴展應用到其他液化氣體或各種油輪和海工項目。