доктор технических наук, профессор, факультет низкотемпературной энергетики
191002, г. Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 9, Россия
9 Lomonosov St., St. Petersburg 191002, Russia
аспирант, факультет низкотемпературной энергетики
191002, г. Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 9, Россия
9 Lomonosov St., St. Petersburg 191002, Russia
аспирант, факультет низкотемпературной энергетики
191002, г. Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 9, Россия
9 Lomonosov St., St. Petersburg 191002, Russia
Цель. Для нужд автономной газификации необходимо создавать речные суда для перевозки сжиженного природного газа (СПГ) и отрабатывать технологию транспортирования. В качестве наиболее рациональной системы хранения груза выбраны танки типа «С», которые могут эксплуатироваться в бездренажном режиме.
Метод. Существующая методика определения уровня первоначального заполнения танка не учитывает время хранения СПГ, что приводит к вынужденному сбросу образовавшихся паров СПГ при достижении максимально допустимого избыточного давления в танке. При модернизации танкера в средство транспортирования СПГ авторами предлагается установка на него двух танков типа «С». Диаметр полусферических крышек 9 м, длина цилиндрической части танка 20 м. Максимально допустимое избыточное давление внутри танка принято равным 0,65 МПа. Толщина тепловой изоляции определена из габаритных размеров трюма с учетом условия обеспечения расстояния между боковой стенкой корпуса и наружным изоляционным слоем не менее 760 мм. Максимально возможная толщина слоя теплового ограждения составила 1,1 м.
Результат. В статье предложена методика определения оптимального уровня заполнения танка для достижения бездренажного режима работы. Предложенная методика может позволить добиться максимальной экономической эффективности транспортирования СПГ за счет исключения потерь сбрасываемого СПГ для длительных переходов судна и транспортирования дополнительного объема СПГ для коротких переходов.
Вывод. При увеличении давления паров СПГ внутри танка растет температура насыщения жидкой фракции и снижается ее плотность. Из-за этого доля объема занятого жидкостью постоянно возрастает, уменьшая паровое пространство емкости. Увеличение массы паров СПГ в сочетании с уменьшением объема паровой зоны повышают темп роста давления. При оптимизации начального уровня заполнения танка определено количество СПГ, которое будет вынуждено сброшено в виде пара на длинных перегонах. Оптимизация режима эксплуатации танков типа «С» возможна для случаев с любой толщиной изоляционного слоя. При выполнении подобных расчетов можно составлять таблицы оптимального заполнения для перегонов любой дальности.
Objective. For autonomous gasification, it is necessary to create river vessels to transport liquefied natural gas and work out the transportation technology. As the most efficient cargo storage system, C-type tanks are selected and operated in a non-drainage mode.
Methods. The existing methodology for determining the level of initial filling of the tank does not consider the storage time of liquefied natural gas, which leads to the forced discharge of the formed liquefied natural gas vapors when the maximum allowable overpressure in the tank is reached. When upgrading a tanker into a transportation vessel for liquefied natural gas, the authors propose to install two C-type tanks on it. The diameter of the hemispherical covers is 9 m, the length of the cylindrical part of the tank is 20 m. The maximum permissible overpressure inside the tank is assumed to be 0.65 MPa. The thickness of the thermal insulation is determined from the overall dimensions of the hold, considering the condition of ensuring a distance between the hull sidewall and the outer insulation layer of at least760 mm. The maximum possible thickness of the thermal layer was 1.1 m.
Results. The article proposes a method for determining the optimal tank filling level to achieve a drainless operation mode. The proposed method can achieve the maximum economic efficiency of transportation of liquefied natural gas by eliminating the loss of discharged liquefied natural gas due to long ship crossings and transporting an additional liquefied natural gas volume for a short changeover.
Conclusion. As the pressure of liquefied natural gas vapor increases inside the tank, the saturation temperature of the liquid fraction increases, and its density decreases. Thus, the proportion of the liquid volume is constantly increasing, reducing the vapor space of the container. An increase in the mass of liquefied natural gas vapors combined with a decrease in the steam area volume increases the pressure growth rate. When optimizing the initial tank filling level, the amount of liquefied natural gas that will be forced to be discharged as steam on long legs is determined. Optimization of the operating mode of type C tanks is possible for cases with any thickness of the insulation layer. When performing such calculations, tables of optimal filling for any range of legs can be created.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.