長(zhǎng)江干線LNG運(yùn)輸船型

CCS上海規(guī)范研究所 付喜華

2018年8月3日，交通運(yùn)輸部《關(guān)于深入推進(jìn)水運(yùn)行業(yè)應(yīng)用液化天然氣的意見（征求意見稿）》提出有序開展LNG水路運(yùn)輸系統(tǒng)建設(shè)，著力打造高效運(yùn)輸服務(wù)系統(tǒng)，加快內(nèi)河LNG碼頭建設(shè)，提升LNG接卸和轉(zhuǎn)運(yùn)能力。同時(shí)，提升LNG水路運(yùn)輸能力，率先以長(zhǎng)江干線為主穩(wěn)步推進(jìn)內(nèi)河LNG運(yùn)輸，有序發(fā)展國(guó)內(nèi)LNG運(yùn)輸船隊(duì)，不斷壯大遠(yuǎn)洋LNG運(yùn)輸船隊(duì)規(guī)模。目標(biāo)到2025年，初步建成集約高效、功能完備的LNG水路運(yùn)輸系統(tǒng)。

長(zhǎng)江干線LNG接收站

自2006年，我國(guó)第一個(gè)LNG接收站——深圳大鵬灣LNG接收站投入運(yùn)營(yíng)以來，我國(guó)沿海LNG接收站進(jìn)入快速發(fā)展期，經(jīng)過13年的發(fā)展，截至2019年上半年，我國(guó)沿海建成投產(chǎn)的LNG接收站21座，年LNG接收量約為7325萬噸，LNG儲(chǔ)罐容量高達(dá)約910萬立方米，大部分分布在環(huán)渤海灣、長(zhǎng)三角和珠三角地區(qū)，為緩解我國(guó)沿海地區(qū)能源緊張局勢(shì)，促進(jìn)LNG在我國(guó)能源消費(fèi)中的應(yīng)用起著至關(guān)重要的作用。相比沿海LNG接收站的快速發(fā)展，由于經(jīng)濟(jì)性、安全性等原因，目前我國(guó)內(nèi)河尚無LNG接收站。

表1 長(zhǎng)江干線LNG接收站規(guī)劃

圖1 長(zhǎng)江干線LNG接收站規(guī)劃港口

1、長(zhǎng)江干線LNG接收站規(guī)劃

隨著近年來長(zhǎng)江沿線各省市對(duì)LNG需求量的增強(qiáng)，包括內(nèi)河LNG動(dòng)力船舶數(shù)量的逐年增多，尤其是《船舶載運(yùn)危險(xiǎn)貨物安全監(jiān)督管理規(guī)定》（2018年11號(hào)令）對(duì)內(nèi)河LNG運(yùn)輸相關(guān)規(guī)定發(fā)布以來，江蘇、安徽、江西、湖北和湖南等省市加快了規(guī)劃建造長(zhǎng)江干線LNG接收站的步伐。目前，長(zhǎng)江干線規(guī)劃建造LNG接收站的港口有，鎮(zhèn)江、江陰、蕪湖、九江、武漢和岳陽(yáng)，其規(guī)劃接卸能力及地理位置等如表1、圖1所示。其中，蕪湖長(zhǎng)江LNG內(nèi)河接收（轉(zhuǎn)運(yùn)）站項(xiàng)目在2019年2月獲得安徽省發(fā)改委核準(zhǔn)批復(fù)，或?qū)⒊蔀槲覈?guó)國(guó)家級(jí)規(guī)劃的首座內(nèi)河接收站。

2、蕪湖長(zhǎng)江LNG內(nèi)河接收站

蕪湖長(zhǎng)江LNG接收站規(guī)劃位于蕪湖三山港區(qū)高安圩作業(yè)區(qū)，東距上海488公里，西距武漢637公里，具有重要的戰(zhàn)略位置。接收站規(guī)劃建設(shè)4座泊位：3座接卸泊位，1座工作船泊位（如圖3所示）。設(shè)計(jì)LNG接卸能力為150萬噸/年，最大LNG接卸能力為200萬噸/年；一期2座10萬立方米LNG儲(chǔ)罐及配套設(shè)施，二期預(yù)留2座10萬立方米LNG儲(chǔ)罐；規(guī)劃陸域面積約68萬平方米，長(zhǎng)約3400m，寬約200m（如圖2、3所示）。項(xiàng)目計(jì)劃2019年開工，2022年建成投產(chǎn)，屆時(shí)可接收天然氣21億方/年，兼具皖南LNG儲(chǔ)備調(diào)峰中心功能。

圖2 蕪湖LNG長(zhǎng)江內(nèi)河接收站地理位置

圖3 蕪湖LNG接收站規(guī)劃

長(zhǎng)江下游航道通航限制

1、長(zhǎng)江干線航道養(yǎng)護(hù)水深

航道和港區(qū)的養(yǎng)護(hù)水深直接關(guān)系到船舶設(shè)計(jì)過程中的船舶吃水的確定，關(guān)系到船舶的裝載容量及航行工況等重要船型特征和參數(shù)。2018年5月長(zhǎng)江南京以下12.5米深水航道二期工程開通試運(yùn)行，南京至長(zhǎng)江口養(yǎng)護(hù)水深全部為12.5米，極大地提高了長(zhǎng)江口至南京段航道的通航能力。根據(jù)長(zhǎng)江航道局的發(fā)布，2019年長(zhǎng)江干線航道養(yǎng)護(hù)水深為下表2、圖4所示。

表2 長(zhǎng)江干線航道養(yǎng)護(hù)水深

表3 長(zhǎng)江中下游航道大橋的最高水位凈空高度

圖5 長(zhǎng)江中下游航道大橋的最高水位凈空高度

2、長(zhǎng)江中下游航道大橋的最高水位凈空高度

截止目前，船舶從蕪湖港區(qū)沿長(zhǎng)江干線航行至長(zhǎng)江口，一共需要經(jīng)過12座長(zhǎng)江大橋，大橋處最高水位凈空高度（如表3、圖5所示）對(duì)進(jìn)江船舶的主尺度，尤其是型深和上層建筑高度的設(shè)計(jì)尺寸，影響很大，須在船舶開發(fā)設(shè)計(jì)初期予以重點(diǎn)考慮。

圖4 蕪湖至長(zhǎng)江口長(zhǎng)江干線航道養(yǎng)護(hù)水深

進(jìn)江型LNG運(yùn)輸船規(guī)范體系

中國(guó)船級(jí)社（CCS）已建立液化氣體船一整套完整的規(guī)范技術(shù)體系，既包括國(guó)際航行也包括內(nèi)河液化氣體運(yùn)輸船各項(xiàng)檢驗(yàn)規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（如圖6、圖7所示），艙型覆蓋了薄膜艙、A型獨(dú)立艙、B型棱形獨(dú)立艙和C型獨(dú)立艙。最新版規(guī)范納入了IGC Code的最新要求以及CCS在各個(gè)艙型液化氣體運(yùn)輸船領(lǐng)域的新研究成果和最新技術(shù)。近年來，CCS在液化氣體運(yùn)輸船領(lǐng)域，包括薄膜型LNG運(yùn)輸船，A型獨(dú)立艙液化氣體運(yùn)輸船及C型獨(dú)立艙LNG運(yùn)輸船積累了豐富的實(shí)船入級(jí)服務(wù)經(jīng)驗(yàn)。

圖6 內(nèi)河散裝運(yùn)輸液化氣體船舶構(gòu)造與設(shè)備規(guī)范

圖7 散裝運(yùn)輸液化氣體船舶規(guī)范體系

圖8 LNG運(yùn)輸船液貨艙類型

圖8 LNG運(yùn)輸船液貨艙類型

進(jìn)江型LNG運(yùn)輸船艙型特征及現(xiàn)有船型

進(jìn)江型LNG運(yùn)輸船可以將進(jìn)口LNG直接運(yùn)往沿江LNG接收站，也可以完成將LNG從沿海LNG接收站向沿江LNG接收站的二程轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)，既從事遠(yuǎn)洋國(guó)際航線航行也從事內(nèi)河航道航行，既需要滿足國(guó)際航行海船LNG運(yùn)輸船相關(guān)規(guī)范要求，也需要滿足內(nèi)河LNG運(yùn)輸船規(guī)范要求。從液貨艙類型來分，LNG運(yùn)輸船液貨艙主要有GTT的薄膜艙，A型、B型及C型獨(dú)立艙等（如圖8所示）。

1、薄膜艙LNG運(yùn)輸船

薄膜艙LNG運(yùn)輸船結(jié)構(gòu)形式采用的是雙層底、雙殼、雙甲板、凸形甲板、J型壓載艙、貨艙之間采用隔離空艙的設(shè)計(jì)，液貨艙參與承受船體梁載荷，液貨艙采用的是薄膜型圍護(hù)系統(tǒng)，需要完成的次屏壁。應(yīng)用最為廣泛的薄膜圍護(hù)系統(tǒng)技術(shù)為法國(guó)GTT公司的NO96系列和MARK系列（如圖9所示），具有良好的空間利用率和較低的日蒸發(fā)率。

2、A型獨(dú)立艙LNG運(yùn)輸船

A型獨(dú)立艙LNG運(yùn)輸船船體結(jié)構(gòu)采用雙殼、雙底、雙層甲板的設(shè)計(jì)，液貨艙采用自撐式棱柱形A型獨(dú)立液貨艙（如圖10所示），不承受船體梁載荷，艙內(nèi)設(shè)置中縱艙壁和制蕩橫艙壁以較小晃蕩載荷。需要完整次屏壁防護(hù)，主、次屏壁系統(tǒng)均可以進(jìn)入，便于今后的檢查和圍護(hù)。液貨艙可以與船體結(jié)構(gòu)的建造并行建造，以縮短建造周期。

圖10 A型獨(dú)立艙LNG運(yùn)輸船及液貨艙

圖11 B型獨(dú)立艙

圖12 C型雙體罐液貨艙

圖13 C型獨(dú)立艙LNG運(yùn)輸船

3、B型棱形獨(dú)立艙LNG運(yùn)輸船

B型棱形獨(dú)立艙LNG運(yùn)輸船的船體結(jié)構(gòu)形式類似于常見的雙殼散貨船，其甲板有采用封閉式甲板設(shè)計(jì)，也有凸形甲板設(shè)計(jì)。液貨艙采用B型獨(dú)立艙設(shè)計(jì)要求（如圖11所示），不參與總縱強(qiáng)度，通過支承結(jié)構(gòu)船底與船體結(jié)構(gòu)之間的載荷?？紤]液貨晃蕩的影響，艙內(nèi)通常設(shè)置中縱艙壁和制蕩艙壁，需要設(shè)置部分次屏壁。另外，液貨艙還需基于斷裂力學(xué)原理進(jìn)行疲勞裂紋擴(kuò)展評(píng)估，以及根據(jù)裂紋擴(kuò)展的分析預(yù)報(bào)開展液貨艙泄漏量的計(jì)算。

4、C型獨(dú)立艙LNG運(yùn)輸船

C型獨(dú)立艙LNG運(yùn)輸船的船體結(jié)構(gòu)一般情況下采用雙底、單殼、單層甲板的設(shè)計(jì)，C型罐體采用9%鎳鋼建造（如圖12、13所示）。罐體結(jié)構(gòu)形式可分為單體罐、雙體罐和三體罐，其中三體罐較雙體罐裝載量提升約20%。C型艙承壓能力較大，液貨艙內(nèi)部設(shè)置縱向艙壁以及橫向制蕩艙壁，不要求次屏壁。液貨艙可與船體結(jié)構(gòu)同時(shí)建造，通過吊裝的方式完成整體建造，其建造過程中的Y形接頭的焊接工藝以及吊裝精度控制等對(duì)船廠的建造技術(shù)和工藝要求較高。

現(xiàn)有進(jìn)江型LNG運(yùn)輸船船型設(shè)計(jì)

近幾年，CCS和業(yè)界設(shè)計(jì)單位一起積極開展了多型進(jìn)江型LNG運(yùn)輸船的船型開發(fā)和認(rèn)可工作，液貨艙涵蓋薄膜艙、A型獨(dú)立艙及C型獨(dú)立艙，為進(jìn)一步開展進(jìn)江型LNG運(yùn)輸船的船型開發(fā)提供船型參考和有益支撐。

1、4萬方進(jìn)江型LNG運(yùn)輸船

該船型由LNT Marine和上海船舶設(shè)計(jì)研究院聯(lián)合開發(fā)完成，液貨艙采用的是LNT Marine的A-BOX技術(shù)（如圖14所示），船長(zhǎng)185米，船寬32米，型深17.5米，專門為長(zhǎng)江航道LNG接收站開發(fā)設(shè)計(jì)，獲得了CCS的船型認(rèn)可和AiP認(rèn)可證書。

2、2.8萬方進(jìn)江型LNG運(yùn)輸船

圖14 4萬方進(jìn)江型LNG運(yùn)輸船

圖15 2.8萬方進(jìn)江型LNG運(yùn)輸船

圖16 GTT 3.2萬方進(jìn)江型LNG運(yùn)輸船

圖17 GTT 1.65萬方進(jìn)江型LNG運(yùn)輸船

該船型由LNT Marine和上海佳豪船舶設(shè)計(jì)院聯(lián)合開發(fā)完成，液貨艙采用的是LNT Marine的A-BOX技術(shù)（如圖15所示），船長(zhǎng)149.9米，船寬30米，型深14.3米，專門為長(zhǎng)江航道LNG接收站開發(fā)設(shè)計(jì)，獲得了CCS的船型認(rèn)可和AiP認(rèn)可證書。

3、3.2萬方進(jìn)江型LNG運(yùn)輸船

該船型由GTT公司基于GTT MARK III薄膜艙技術(shù)設(shè)計(jì)開發(fā)的進(jìn)江型LNG運(yùn)輸船（如圖16所示），船長(zhǎng)165米，船寬28.8米，型深18米，通過了CCS的船型認(rèn)可并獲得CCS AiP認(rèn)可證書。

4、1.65萬方進(jìn)江型LNG運(yùn)輸船

該船型由GTT公司基于GTT MARK III薄膜艙技術(shù)設(shè)計(jì)開發(fā)的進(jìn)江型LNG運(yùn)輸船，船長(zhǎng)126米，船寬28米，型深11.7米，為了提高船舶的可視性，本船的甲板室區(qū)域采用船首布置（如圖17所示），獲得了CCS的船型認(rèn)可及CCS AiP認(rèn)可證書。