РАСЧЕТ РЕЖИМОВ БЕЗДРЕНАЖНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ СУДОВЫХ КРИОГЕННЫХ ТАНКОВ ТИПА «С»

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. 

1. Иванов Л.В., Баранов А.Ю., Плужникова Перспективы использования водного транспорта СПГ для автономной газификации отдаленных регионов // Газовая промышленность. 2020, №2(796). С. 52-58;

2. Баранов А. Ю., Иванов Л. В., Анализ конструкционных особенностей систем хранения груза для танков для модернизации проекта речного танкера класса река-море // Морской Вестник. 2019, №3(71). с 18-21;

3. Каталог продукции компании Woojo Hightech CO., LTD URL: http://woojohightech.com/pdf/woojocatalogue.pdf (дата обращения 08.06.2020);

4. МАРПОЛ 73/78 Приложение I к конвенции «Правила предотвращения загрязнения нефтью» URL: http://docs.cntd.ru/document/499014769 (дата обращения 08.06.2020);

5. Международный кодекс постройки и оборудования судов, перевозящих сжиженные газы наливом (IGC Code);

6. Архаров А.М. Криогенные системы: основы проектирования аппаратов, установок и систем. - М.: Машиностроение, 1999. 556-562 с.

7. Баранов А.Ю., Валентинова К.А., Иванов Л.В. Моделирование испарения сжиженного природного газа в мобильных резервуарах [Modeling of liquefied natural gas evaporation on mobile reservoirs] // Научнотехнический вестника информационных технологий, механики и оптики [Scintific and Technical Journal of Information Technologies, Mechanics and Optics]. 2020. Т. 20. №4(128). С. 595-602.

8. Яковлев Е.И. Тепловые режимы хранилищ сжиженных газов. - СПб.: Недра, 1992. 182 с.

9. DNVGL-CG-0135 Liquefied gas carriers with independent cylindrical tanks of type C – 2016 URL: https://rules.dnvgl.com/docs/pdf/DNVGL/CG/2016-02/DNVGL-CG-0135.pdf (дата обращения 08.06.2020);

10. Egil Rensvik Distibution and use of LNG for a cleaner environment // Presentation on the Network LNG Norway with GO LNG Interreg Project – Bergen, Norway – 2017 URL: http://www.lngcluster.eu/files/Main/files/Egil%20Rensvik_Network%20LNG%20Norway.pdf (дата обращения 08.06.2020);

11. Lucia Karpatyova LNG Masterplan in a nutshell. Project overview presentation – 2015 URL: http://lngmasterplan.eu/images/2015-12-16_04_LNG_MP_FE_Project_overview_Lucia.Karpatyova.pdf (дата обращения 08.06.2020);

12. Спецификация Ленанефть 621 URL: https://russrivership.ru/public/files/doc357.pdf (дата обращения 08.06.2020).

13. Soumya Chakraborty - Understanding the design of liquified gas carriers - Naval Architecture, 2019.- URL: https://www.marineinsight.com/navalarchitecture/understandingdesignliquefiedgascarriers/(дата обращения 09.06.2019)

14. International safety guide for inland navigation tankbarges and terminals. (ISGINTT).- Chapter 33: Types of gas carriers,2010, 14 с. 21

15. LNG vessel construction - Advantages of Moss Rosenberg technology URL: http://www.liquefiedgascarrier.com/mossrosenbergcontainmentsystem.html (дата обращения 09.06.2019)

16. IHI: What is SPB tank?URL: https://www.ihi.co.jp/offshore/whatisspb_e.htm (дата обращения 09.06.2019)

17. Wursig G.M. LNG fuel tank: benefits and challenges - Managing risk DNV, 2012. 27 c. 21

18. Fleet List Small Scale LNG Carriers - Updated URL: https://smalllng.com/fleetlistsmallscalelngcarriersupdated/(дата обращения 09.06.2019

19. Karistios Leonidas. Smallscale LNG ships: a report into the commercial drivers and technical requirements for seaborn smallscale supply - Southampton, UK: Lloyd's Register Marine, 2018.-32 c.

20. URL: https://www.fkab.com/wpcontent/uploads/sites/3/CoraliusLNG.pdf (дата обращения 09.06.2019) Coralius: 5800 m3 LNG Bunker and feeder vessel.