Судно-газовоз рефрижераторного типа, общее описание

Судно-газовоз — специально построенное судно для перевозки сжиженного природного газа в цистернах. Газовозы-рефрижераторы широко используются в современном грузовом флоте.

Крупнейшими производителями судов, работающих на сжиженном природном газе, являются японские и корейские верфи: Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering, Hyundai Heavy Industries, Samsung Heavy Industries, Mitsubishi Heavy Industries, Kawasaki Heavy Industries, Mitsui.

Общие сведения

Классификация

Корабль вместе с газовой установкой спроектирован и построен по правилам классификационного общества Det Norske Veritas и имеет следующие классовые характеристики в символах:

• + IAI (Классификация судов и ледоколов класса А1);
• танкер-газовоз — (0,25 кг/см2, -50 °С, 0,69 т/м3);
• двухсекционные баки/ДВС (двигатель внутреннего сгорания);
• C (неограниченная зона навигации);
• ЭО (опытная группа кораблей ВМФ).

Кроме того, судовая документация сопровождается правилами и положениями Береговой охраны США.

Грузы

Судно построено и спроектировано для перевозки жидких нефтяных газов, таких как пропан (C3H8) и бутан (C4HsO), а также безводный аммиак.

В этом случае необходимо было заранее оценить свойства груза по давлению, плотности, токсичности и агрессивности. Эти свойства должны находиться в пределах, заданных проектом газовой установки.

Установка вторичного сжижения газа

Различные агрегаты этой установки расположены на главной палубе в средней части корабля между куполами цистерн 2 и 3. Электродвигатели компрессоров размещены в специальном электромашинном отделении, изолированном от компрессорного помещения газо- плотная перегородка. Панель управления расположена над отсеком электродвигателя.

Грузовые танки

Описание

Судно оборудовано четырьмя призматическими цистернами, расположенными под палубой. Цистерны установлены на независимых опорах и конструктивно не зависят от корпуса корабля. Каждый танк вложен в Концепцию проектирования грузовых систем морских газовозов с грузовым трюмом, который ограничен поперечными переборками, двойным дном, бортами корабля и главной палубой. Резервуары в верхней и нижней части поддерживаются специально построенными (предназначенными) опорами. За счет опор борта танка допускают небольшое смещение при деформациях корпуса корабля и перепадах температур.

Для уменьшения свободной поверхности (улучшения остойчивости) цистерна разделена на две части продольной переборкой. В районе купола обе половины резервуара сообщаются. В центре переборки в районе выгребной ямы имеется переборочный клапан, позволяющий опорожнить бак при выходе из строя насоса с одной стороны. Клапан открывается на куполе бака шпиндельным удлинителем. Одновременно в двух половинах цистерны можно перевозить только один тип груза. Каждый танк имеет поперечную переборку для усиления конструкции. Каждая цистерна имеет купол, выступающий над палубой и соединенный с ней подвижным газонепроницаемым соединением. Вершина купола возвышается над магистральными трубопроводами.

Все аксессуары резервуара (в том числе предохранительные клапаны, контрольно-измерительные приборы) и оборудование (двигатели грузовых насосов) установлены на куполе. Резервуары изготовлены из низкотемпературной стали и изолированы снаружи слоем полиуретана толщиной 100 мм.

Вместимость

Общий объем четырех грузовых танков составляет ок. 22 000 м3 (включая купола резервуаров).

Ограничение давления

Максимальное рабочее давление в грузовых танках 0,25 кг/см2.

Температура

Грузовые характеристики морского груза Минимальная температура перевозимого груза -48°С.

Ограничение плотности

Максимальная плотность груза, который можно перевозить, составляет 0,69 кг/дм3.

Время погрузки и время выгрузки

При выгрузке на берег полностью заполненных цистерн при атмосферном давлении и высоте сброса, равной 139 м столба жидкости, время выгрузки составляет 15 часов. Время загрузки 12 часов. Это время с учетом возврата испаряющегося газа на берег.

Грузовой контроль и измерительное оборудование

Давление в танке

Дистанционное считывание показаний приборов — на мостике и в посту управления грузовыми операциями (на пульте управления грузовыми операциями). Аварийный сигнал высокого давления настроен на 0,22 кг/см2. Аварийный сигнал низкого давления установлен на 0,02 кг/см2. Погружной насос останавливается при давлении (вакуум 5%) — 0,05 кг/см2. Считывание показаний приборов — на месте, на каждом куполе резервуара.

Температура в танке

Дистанционное считывание показаний температуры — в диспетчерской (пульт управления грузовыми операциями). Вспомогательные системы газовозов Датчики температуры размещены в пяти точках каждого резервуара. На куполах резервуаров нет показаний локальной температуры.

Уровень груза

Дистанционное считывание показаний приборов — на мостике и в посту управления грузовыми операциями (на пульте управления грузовыми операциями). Локальное считывание показаний приборов — на каждом куполе резервуара.

• Диапазон — (0-100) %;
• Тревога, низкий уровень — 1 %;
• Тревога, высокий уровень — 95 %;
• Аварийный сигнал, очень высокий уровень — 99% и загрузочный клапан закрывается автоматически.

В каждом баке установлены два поплавковых указателя уровня, по одному в каждой половине бака.

Предохранительные клапаны

Каждый бак оснащен двумя независимыми предохранительными клапанами диафрагменного типа с пилотным управлением, которые сбрасывают давление, когда оно поднимается до заданного значения.

• Начальное давление для открытия клапанов составляет 0,25 кг/см2.

Клапаны подключены к общей линии, ведущей к вентиляционной мачте.

Грузовые трюмы

Общие положения

Судно имеет четыре трюма, в каждом помещается грузовой танк. Пространства между баком и корпусом, называемые межбарьерными пространствами, заполнены воздухом или инертным газом.

Если судно плывет в водах США, Береговая охрана США требует, чтобы в промежуточном барьерном пространстве использовался инертный газ. В других водах межбарьерные пространства могут быть заполнены воздухом. При заполнении промежуточных барьерных пространств инертным газом газ поступает из крупного регулируемого газоотвода на морских танкерах с установкой инертного газа. При доливке воздуха он может подаваться либо от той же установки, либо от одного из вентиляторов. Перед заполнением промежуточного барьерного пространства воздух или инертный газ охлаждают до температуры точки росы +5 °С.

Это необходимо для предотвращения конденсации воды и/или ее проникновения в изоляцию бака. Для компенсации утечек из межбарьерного пространства в атмосферу осушенный инертный газ поступает в межбарьерное пространство от небольшой установки инертного газа. Ниже описана система заполнения промежуточного барьерного пространства воздухом или инертным газом .

Доступ в помещения организован через газонепроницаемые люки. В каждом трюме на главной палубе расположены два люка, один в носовой части и один в кормовой части каждого купола.

Оборудование для грузовых трюмов

Вентиляционная система

Для обеспечения подходящей атмосферной среды в помещениях для осмотра установлены два вентилятора. Для выполнения требований классификационного общества производительность вентиляторов должна быть равна четырем воздухообменам в час воздуха в наибольшем промежуточном барьерном пространстве (максимальное время наполнения 5 часов). Суммарная производительность вентиляторов составляет 11 000 м3/ч при давлении 550 мм водяного столба. Вышеупомянутая установка может быть подключена к системе вентиляции грузовых танков.

Система обнаружения газа

Любая утечка груза (газа) в промежуточное барьерное пространство может быть обнаружена с помощью газоанализаторной системы. Межбарьерное пространство соединяется с этой системой посредством всасывающих трубок. Две насадки обеспечивают всасывание из верхней и нижней части межтканевого пространства. Система полностью описана в статье Вспомогательные системы рефрижераторного газовоза «Вспомогательные системы”.

Осушительная система

Каждый грузовой отсек оборудован эжектором для освобождения отсека промежуточного барьера от воды или жидкого груза.

Контроль и измерительное оборудование для грузовых трюмов

Давление в трюме

Дистанционное считывание показаний приборов — в диспетчерской (на пульте управления). Аварийный сигнал высокого давления установлен на 0,12 кг/см2. Аварийный сигнал низкого давления установлен на 0,02 кг/см2.

Предлагаемая литература: Предварительная обработка рулонного материала

Кроме того, для каждого трюма был установлен предохранительный/сбросной клапан.

• Высокое давление установлено на 0,15 кг/см2;
• Низкое давление установлено на уровне 0,05 кг/см2.

Кроме того, каждый грузовой отсек оборудован тремя предохранительными люками, расположенными на магистралях и сбросах давления. Они открываются при разрушении бака и резком повышении давления в трюме.

Температура в трюме

Дистанционное считывание показаний в диспетчерской (на щите управления грузовыми операциями). В каждом пространстве установлены два датчика, один вверху и один внизу.

Системы трубопроводов

Общие положения

Систему труб для газовой установки можно разделить на следующие группы:

1. Трубопроводы для жидкостей;
2. Трубопроводы паровой фракции;
3. Трубопроводы установки вторичного сжижения газа (грузовой, фреон R22, забортная вода);
4. Трубопроводы для вентиляции (инертный газ, воздух);
5. Судовые системы и трубопроводы Трубопроводы для различных вспомогательных систем, таких как (спиртовая, гликолевая, пневмоавтоматика и др).

Конструкция труб позволяет разделить систему хранения груза на две отдельные системы. Это сделано для того, чтобы корабль мог перевозить два разных груза одновременно. Система трубопроводов объединяет резервуары 1 и 4, а также резервуары 2 и 3.

Во избежание смешивания двух нагрузок из-за неисправности или утечки через клапаны трубопроводы включают сменные секции и глухие фланцы.

Когда судно перевозит два разных груза, система трубопроводов может быть организована таким образом, чтобы оплавление, погрузка и разгрузка могли выполняться одновременно для каждого из двух грузов.

Связи с берегом

Погрузка и разгрузка происходят от двух пар поперечных участков трубопроводов (коллекторов), расположенных в средней части сосуда. Каждая пара состоит из трубопровода для жидкости и трубопровода для паровой фракции груза. Одна пара обычно подключается к бакам 1 и 4, другая пара к бакам 2 и 3. Коллекторы труб устроены таким образом, что одна пара может одновременно обслуживать все 4 бака.

Каждый трубопровод имеет на конце фланец для соединения с трубопроводами на суше. Для обеспечения подключения к береговой трубопроводной системе с различными размерами фланцев имеется несколько сменных переходных труб.

Главные грузовые трубопроводы на палубе

Имеются два магистральных трубопровода для жидких грузов и два для паровой фракции груза. Одна из каждой пары прикреплена к двум соответствующим парам переходных трубок и к соответствующим куполам резервуара. Кроме того, от куполов цистерн до компрессорного отделения были проложены два трубопровода отсоса грузового пара. Один трубопровод обычно соединяет баки 1 и 4, другой — баки 2 и 3. Кроме того, устанавливаются две линии возврата конденсата, по одной на каждую пару баков.

Магистральные трубопроводы для жидких грузов и паровой фракции

Трубопроводы отсоса паровой фракции и конденсата теплоизолированы.

Системы труб заземлены на корпус корабля, чтобы компенсировать любую разницу в электрическом потенциале между трубами и корпусом.

Предохранительные клапаны

Различные части системы грузовых трубопроводов оборудованы предохранительными клапанами пружинного типа. Клапаны подключены к коллектору газоотводящего трубопровода, ведущего к мачте. Начальное давление для подрыва арматуры в трубопроводах паровой фракции и жидкости составляет 4 кг/см и 10 кг/см соответственно.