CN104406767B - 变结构式c型lng液舱晃荡试验系统 - Google Patents

Abstract

一种变结构式C型LNG液舱晃荡试验系统，属于海洋工程LNG/LPG存储与运输技术领域。该系统由封头，主罐体，制荡舱壁、晃荡仿真平台以及控制系统等组成。试验罐体分为第一封头，第二封头以及主罐体三部分。第一封头、第二封头安装在主罐体两端。制荡舱壁固定于试验罐体内部，通过松紧其上的连接螺钉，将制荡舱壁安置于主罐体内的任意位置。压力传感器设于试验罐体内部、封头和制荡舱壁的各指定位置，发射无线信号和有线信号由控制系统接收。本发明的优点在于：可以试验不同形式封头对晃荡物理特性的影响；采用可拆卸的组合方式，便于安装、拆除、维护、调整制荡舱壁位置及数量、更换制荡舱壁形式，提高试验的灵活性。

Description

变结构式C型LNG液舱晃荡试验系统

技术领域

本发明涉及海洋工程LNG/LPG贮存与运输技术领域，特别涉及到一种变结构式C型LNG液舱晃荡试验系统。

背景技术

当LNG/LPG船舶独立C型货舱内的液体处于部分充装状态，LNG/LPG船舶在波浪中航行时，舱内的液体会发生晃荡现象。强烈的晃荡会直接导致货舱的破损，严重时会发生海损及污染事件，而且对于沿船长方向布置的独立C型货舱，当液体晃荡的自然频率接近船舶的纵摇频率时，液体的晃动和纵摇运动发生谐振，从而导致对独立C型货舱舱壁产生很大的晃荡冲击，由于该晃荡冲击，构成该独立C型货舱的部件可能被损坏。另一方面，由于货舱的晃荡，会对船舶产生较大的晃荡力矩，破坏船舶稳性，强烈时会导致船舶倾覆。晃荡现象由于LNG/LPG船舶在海洋中的运动而产生，目前还没有方法避免该现象的发生，因此LNG/LPG船舶的晃荡安全问题引起了各界的关注及重视。而对晃荡问题研究的最可信方法依然是模型试验。

目前，进行晃荡模拟的试验装置基本上是不可拆解的，无法改变模型舱内外的结构，不利于进行封头形式、制荡舱壁位置、数量以及形式的研究，不能对晃荡问题进行深入的讨论。因此，要设计一种结构简单可靠，便于安装、拆除、维护、更换独立C型罐封头形式、调整制荡舱壁位置、更换制荡舱壁形式和数量，试验灵活性高的C型LNG液舱晃荡模型罐，对研究液舱晃荡问题有重大意义。

发明内容

为了克服现有技术中存在的问题，发明了一种变结构式C型LNG液舱晃荡试验系统，采用可拆卸的方式，方便调节封头形式、制荡舱壁的位置以及更换不同数量、不同形式的制荡舱壁。

本发明采用的技术方案是：一种变结构式C型LNG液舱晃荡试验系统，试验系统包含试验罐体、制荡舱壁、压力传感器、半圆套环、底座、晃荡仿真平台和控制系统，所述试验罐体和制荡舱壁由聚甲基丙烯酸甲酯制成，半圆套环和底座由钢制成；试验罐体固定于底座上，半圆套环与底座使用螺栓固定连接试验罐体；所述试验罐体分为主罐体、第一封头、第二封头三部分，对接处以法兰的形式连接；部分压力传感器穿过第一封头，探头深入第一封头的内壁，其余压力传感器布置于制荡舱壁表面，第二封头的上部和下部分别开有进水孔和出水孔；所述试验罐体为独立C型罐体，主罐体为圆筒形，第一封头与第二封头为半球形或椭球形等压力容器标准封头形式；主罐体的内径与第一封头、第二封头接口处的内径保持一致，主罐体外部刻指示液面高度的液位刻度；所述第一封头、第二封头在保持与主罐体接口处内径保持一致的情况下，采用任意更换封头形式的结构；所述制荡舱壁的边缘安置4个连接折板，通过连接折板上的连接螺钉顶住主罐体的内表面，从而将制荡舱壁固定在主罐体内的任意位置；制荡舱壁采用不同的结构形式以及不同的数量，制荡舱壁的外径与主罐体的内径一致，制荡舱壁上设有流水孔。

一种变结构式C型LNG液舱晃荡试验系统，其安装方法包括如下步骤：

（a）将主罐体通过底座固定在晃荡仿真平台上，安装压力传感器；

（b）根据试验工况将不等数量的制荡舱壁置于主罐体中，并拧紧连接螺钉；

（c）在主罐体两端安装第一封头和第二封头并拧紧法兰上的螺栓，使试验罐体组合并密封；

（d）使用半圆套环将试验罐体固定到底座上；

（e）将晃荡仿真平台、压力传感器与控制系统连接，完成安装。

本发明的有益效果是：该装置由试验罐体、制荡舱壁、压力传感器、底座、半圆套环、晃荡仿真平台以及控制系统等组成。半圆套环和底座用于连接试验罐体，并将其固定在晃荡试验平台上。制荡舱壁设于主罐体内部，使用其上的连接螺钉将制荡舱壁固定在主罐体的任意位置。压力传感器位于第一封头表面和制荡舱壁的各指定位置，发射信号，由控制系统采集。本发明的优点在于：采用可拆卸的封头与罐体的组合方式，便于安装、拆除、维护、更换封头形式、调整制荡舱壁位置、更换制荡舱壁形式、添加制荡舱壁的数量，方便晃荡现象方面试验的研究，提高试验的效率 。

附图说明

图1是一种变结构式C型LNG液舱晃荡试验系统主视图。

图2是一种变结构式C型LNG液舱晃荡试验系统左视图。

图3是试验罐体内部布置图。

图4是图3中的A-A视图。

图5是制荡舱壁左视图。

图6是图5中的B的局部放大视图。

图7是半圆套环的左视图。

图8是底座的左视图。

图中：1、试验罐体，1a、主罐体，1b、第一封头，1c、第二封头，2、制荡舱壁，2a、连接折板，2b、连接螺杆，2c、连接螺母，2d、流水孔，3、进水孔， 4、出水孔，5、液位刻度， 6、压力传感器，7、半圆套环 8、底座，9、晃荡仿真平台，10、控制系统。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的结构做进一步描述。

图1、2示出了一种变结构式C型LNG液舱晃荡试验系统的主视图和左视图。该系统由试验罐体1、制荡舱壁2、压力传感器6、半圆套环7、底座8等部分组成。主罐体1a、第一封头1b、第二封头1c和制荡舱壁2由聚甲基丙烯酸甲酯制成，用以更好的观测罐内自由液面变化情况。半圆套环7和底座8由钢制成。半圆套环7与底座8使用螺栓连接，固定试验罐体，同时方便拆卸。主罐体1a、第一封头1b、第二封头1c通过法兰的形式进行连接，法兰与主罐体1a成一体，方便对试验罐体1两端的封头形式进行更换，同时也可以对内部的制荡舱壁2进行操作。部分压力传感器6穿过第一封头1b，探头深入第一封头1b内壁。其余压力传感器6布置于制荡舱壁2表面。第二封头1c的上部和下部分别开有进水孔3和出水孔4，用于注水及排水。

图3、4示出了试验罐体1内部布置。试验罐体1的主罐体1a，其内径与制荡舱壁2的外径等同，制荡舱壁2上设有4个连接折板2a，通过连接折板2a上连接螺钉2b与连接螺母2c的配合，将制荡舱壁2固定在主罐体1a的任意位置。压力传感器6分别沿第一封头1b中纵面与端部内侧面交线分布（图4）。

图6示出了制荡舱壁2左视图。制荡舱壁2开有流水孔2d，由于该试验罐可拆卸更换制荡舱壁2，制荡舱壁2的形式与数量可以进行调整。但制荡舱壁2的外径始终与主罐体1a的内径一致，可以恰好竖直设置在主罐体1a内部。通过连接折板2a上的连接螺钉2b顶住主罐体1a的内表面，达到固定制荡舱壁位置的目的，同时，连接螺母2c套在连接螺钉2b上，用以限制连接螺钉2b的移动（图7）。制荡舱壁表面设有压力传感器6。

图7、8示出了半圆套环7与底座8的左视图。主罐体1a首先安置在底座8上，半圆套环7盖在主罐体1a的上半部，之后用螺栓将半圆套环7与底座8固定在一起。半圆套环7的内径与主罐体1a的外径等同，达到固定试验罐体1的作用。

Claims (2)

1.一种变结构式C型LNG液舱晃荡试验系统，试验系统包含试验罐体（1）、制荡舱壁（2）、压力传感器（6）、半圆套环（7）、底座（8）、晃荡仿真平台（9）和控制系统（10），其特征在于，所述试验罐体（1）和制荡舱壁（2）由聚甲基丙烯酸甲酯制成，半圆套环（7）和底座（8）由钢制成；试验罐体（1）固定于底座（8）上，半圆套环（7）套在试验罐体（1）上，并通过螺栓将半圆套环（7）与底座（8）固定连接；所述试验罐体（1）分为主罐体（1a）、第一封头（1b）、第二封头（1c）三部分，对接处以法兰的形式连接；部分压力传感器（6）穿过第一封头（1b），探头深入第一封头（1b）的内壁，其余压力传感器（6）布置于制荡舱壁（2）表面，第二封头（1c）的上部和下部分别开有进水孔（3）和出水孔（4）；所述试验罐体（1）为独立C型罐体，主罐体（1a）为圆筒形，第一封头（1b）与第二封头（1c）为半球形或椭球形压力容器标准封头形式；主罐体（1a）的内径与第一封头（1b）、第二封头（1c）接口处的内径保持一致，主罐体（1a）外部刻指示液面高度的液位刻度（5）；所述第一封头（1b）、第二封头（1c）在与主罐体（1a）接口处内径保持一致的情况下，采用任意更换封头形式的结构；所述制荡舱壁（2）的边缘安置4个连接折板（2a），通过连接折板（2a）上的连接螺钉（2b）顶住主罐体（1a）的内表面，从而将制荡舱壁（2）固定在主罐体（1a）内的任意位置；制荡舱壁（2）采用不同的结构形式以及不同的数量，制荡舱壁（2）的外径与主罐体（1a）的内径一致，制荡舱壁（2）上设有流水孔（2d）。

2.权利要求1所述的一种变结构式C型LNG液舱晃荡试验系统，其特征在于，其安装方法包括如下步骤：

（a）将主罐体（1a）通过底座（8）固定在晃荡仿真平台（9）上，安装压力传感器（6）；

（b）根据试验工况将不等数量的制荡舱壁（2）置于主罐体（1a）中，并拧紧连接螺钉（2b）；

（c）在主罐体（1a）两端安装第一封头（1b）和第二封头（1c）并拧紧法兰上的螺栓，使试验罐体（1）组合并密封；

（d）使用半圆套环（7）将试验罐体（1）固定到底座（8）上；

（e）将晃荡仿真平台（9）、压力传感器（6）与控制系统（10）连接，完成安装。