第 ４５ 卷第 ４ 期
应 用 科 技
Ｖｏｌ．４５ №．４
２０１８ 年 ８ 月
Ａｐｐｌｉｅｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ａｕｇ． ２０１８
ＤＯＩ：１０．１１９９１ ／ ｙｙｋｊ．２０１８０３００２
网络出版地址：ｈｔｔｐ： ／ ／ ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ ｋｃｍｓ／ ｄｅｔａｉｌ ／ ２３．１１９１．Ｕ．２０１８０４０８．１７２３．００４．ｈｔｍｌ
双燃料大型集装箱船 ＬＮＧ 加注系统设计
蒯晶晶
１
，靖佳超
１
，李志鹏
２
，马忠丽
２
，燕辰铭
２
１． 上海外高桥造船有限公司，上海 ２００１３７
２． 哈尔滨工程大学 自动化学院，黑龙江 哈尔滨 １５０００１
摘 要：液化天然气（ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ ｎａｔｕｒａｌ ｇａｓ， ＬＮＧ）是一种清洁、高效的绿色能源，发展 ＬＮＧ 相关技术有助于实现低碳绿色
发展，建设起清洁、高效的现代化能源体系。 加注系统是将 ＬＮＧ 燃料从存储设施转移到燃料储存舱的设施，为保证加注
过程的稳定安全运行，以 ２０ ０００ 箱大型集装箱双燃料船为研究对象，以国内外 ＬＮＧ 船舶设计规范为基础，提出带有安全
监控功能的加注系统设计方案，详细阐述加注系统管系管径及壁厚计算方法。 在实现燃料加注功能的同时，对系统进行
安全监控，当系统在突发意外情况时能做出相应的应急响应，可以为 ＬＮＧ 船舶加注系统安全设计提供参考。
关键词：液化天然气；双燃料船；集装箱船；加注系统；管系计算；监控系统；应急响应
中图分类号：Ｕ６６２．２ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００９⁃６７１Ｘ（２０１８）０４
－
００１
－
０５
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ＬＮＧ ｂｕｎｋｅｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｄｕａｌ ｆｕｅｌ ｌａｒｇｅ ｃｏｎｔａｉｎｅｒ ｓｈｉｐ
ＫＵＡＩ Ｊｉｎｇｊｉｎｇ
１
， ＪＩＮＧ Ｊｉａｃｈａｏ
１
， ＬＩ Ｚｈｉｐｅｎｇ
２
， ＭＡ Ｚｈｏｎｇｌｉ
２
， ＹＡＮ Ｃｈｅｎｍｉｎｇ
２
１． Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｗａｉｇａｏｑｉａｏ Ｓｈｉｐｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．， Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００１３７， Ｃｈｉｎａ
２． Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ， Ｈａｒｂｉｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｈａｒｂｉｎ １５０００１， Ｃｈｉｎａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ ｎａｔｕｒａｌ ｇａｓ （ ＬＮＧ） ｉｓ ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ｃｌｅａｎ ａｎｄ ｈｉｇｈ⁃ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｇｒｅｅｎ ｅｎｅｒｇｙ． Ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ＬＮＧ⁃ｒｅｌａｔ⁃
ｅｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｈｅｌｐｓ ｒｅａｌｉｚｉｎｇ ｌｏｗ⁃ｃａｒｂｏｎ ｇｒｅｅｎ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ａ ｃｌｅａｎ ａｎｄ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｍｏｄｅｒｎ ｅｎｅｒｇｙ ｓｙｓ⁃
ｔｅｍ． Ｂｕｎｋｅｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ａ ｆａｃｉｌｉｔｙ ｔｈａｔ ｔｒａｎｓｆｅｒｓ ＬＮＧ ｆｕｅｌ ｆｒｏｍ ａ ｓｔｏｒａｇｅ ｆａｃｉｌｉｔｙ ｔｏ ａ ｆｕｅｌ ｓｔｏｒａｇｅ ｔａｎｋ． Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ
ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｓｔａｂｌｅ ａｎｄ ｓａｆｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｂｕｎｋｅｒｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ， ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｂｕｎｋｅｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ ｓａｆｅｔｙ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ
ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｉｓ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ ＬＮＧ ｖｅｓｓｅｌｓ ａｔ ｈｏｍｅ ａｎｄ ａｂｒｏａｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ２０，０００
ｌａｒｇｅ ｃｏｎｔａｉｎｅｒ ｄｕａｌ ｆｕｅｌ ｖｅｓｓｅｌｓ． Ｔｈｅ ｂｕｎｋｅｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ＇ｓ ｐｉｐｅ ｄｉａｍｅｔｅｒ ａｎｄ ｗａｌｌ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｅｘ⁃
ｐｏｕｎｄｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ． Ｗｈｉｌｅ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｉｎｇ ｔｈｅ ｆｕｅｌｉｎｇ ｆｕｎｃｔｉｏｎ， ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｃａｎ ｂｅ ｓａｆｅｌｙ ｍｏｎｉｔｏｒｅｄ ｓｏ ｔｈａｔ ｉｔ ｃａｎ ｍａｋｅ
ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｗｈｅｎ ｅｎｃｏｕｎｔｅｒｉｎｇ ｓｕｄｄｅｎ ａｎｄ ｕｎｅｘｐｅｃｔｅｄ ｃｉｒｃｕｍｓｔａｎｃｅｓ． Ｉｔ ｃａｎ ｐｒｏｖｉｄｅ ａ ｒｅｆｅｒ⁃
ｅｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ ＬＮＧ ｓｈｉｐ ｂｕｎｋｅｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ ｎａｔｕｒａｌ ｇａｓ； ｄｉｅｓｅｌ ／ ＬＮＧ ｄｕａｌ ｆｕｅｌ ｓｈｉｐ； ｃｏｎｔａｉｎｅｒ ｓｈｉｐ； ｂｕｎｋｅｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ； ｐｉｐｅｌｉｎｅ ｃａｌｃｕｌａ⁃
ｔｉｏｎ； ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ； ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ ｒｅｓｐｏｎｓｅ
收稿日期：２０１８
－
０３
－
０５． 网络出版日期：２０１８
－
０４
－
０８．
基金项目：黑龙江省自然科学基金项目（ Ｅ２０１７０１７）．
作者简介：蒯晶晶（１９８２
－
），女，硕士；
马忠丽（１９７４
－
），女，副教授，博士．
通信作者：马忠丽，Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｍａｚｈｏｎｇｌｉ＠ ｈｒｂｅｕ．ｅｄｕ．ｃｎ．
与传统柴油燃料相比，ＬＮＧ 更加清洁环保，且
其储量大，因此兼具好的环保效益和经济效益
［１］
。
随着石油资源日益减少以及各国相继推出环保法案
控制污染排放，ＬＮＧ 作为一种无污染高热值的清洁
能源越来越受到世界各国的重视
［２
－
３］
。 我国天然气
发展“十三五” 规划明确指出要加快天然气产业发
展，提高天然气在一次能源消费中的比重。 同时，船
舶采用 ＬＮＧ 原料作为动力能源，具有单次充装量
大、续航能力强、系统运行安全的优势，因而受到越
来越多能源企业和航运企业的青睐，逐渐成为航运
业能源应用发展的新方向，大量以 ＬＮＧ 为动力的船
型已经投入使用
［４
－
５］
。
加注是 ＬＮＧ 燃料在双燃料船上使用的第一个
环节，是指将燃料站的 ＬＮＧ 燃料导入到船舶的燃料
储存舱的过程。 其系统的主要组成部分为 ＬＮＧ 加
注站、ＬＮＧ 液体注入总管和 ＬＮＧ 蒸汽回收总管，其
中 ＬＮＧ 液体注入总管又分为底部注入管和顶部喷
淋管
［６］
。 由于 ＬＮＧ 具有远不同于柴油的理化性质，
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