rmrsНаучно-технический сборник Российского морского регистра судоходстваResearch Bulletin by Russian Maritime Register of Shipping2223-7097Российский морской регистр судоходстваrmrs-61Research ArticleПРОЧНОСТЬ СУДОВ И ПЛАВУЧИХ СООРУЖЕНИЙSTRENGTH OF SHIPS AND FLOATING FACILITIESРасчет теплового потока в корпусе судна-газовоза на основе аналитических методов теории теплообменаCalculation of heat flow in gas carrier structure based on analytical methods of heat exchange theoryБойкоМ. С.BoykoM. S.

канд. техн. наук

Санкт-Петербург

PhD

St. Petersburg

boyko.ms@rs-class.orgФАУ «Российский морской регистр судоходства»РоссияFAI "Russian Maritime Register of Shipping"Russian Federation202328102024070/7188100Copyright © Бойко М.С., 20242024Бойко М.С.Boyko M.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sbornik.rs-class.org/jour/article/view/61

Статья посвящена описанию и практическому применению аналитического метода расчета параметров теплового потока в корпусе и тепловой изоляции судна-газовоза. Рассматриваются суда, предназначенные для транспортировки сжиженного природного газа наливом. Числовые параметры, характеризующие тепловой поток, используют для определения интенсивности образования отпарного газа: газа, который испаряется с поверхности груза в процессе транспортировки, и определения расчетной температуры смежных с грузовой емкостью корпусных конструкций. В статье выполнены тестовые расчеты теплового потока для трех судов-газовозов. Два судна оборудованы мембранными емкостями общей грузовместимостью 361000 м3 и 172000 м3 соответственно. Третье тестовое судно оборудовано двумя емкостями типа С вместимостью по 2900 м3 . Выполнены расчеты для стандартных параметров окружающей среды в соответствии с требованиями отраслевых нормативных документов, проведена оценка адекватности полученных результатов и модели в целом. Выполнены количественные и качественные оценки влияния параметров окружающей среды на параметры теплового потока. Результаты, представленные в статье, могут быть использованы при совершенствовании требований нормативных документов и разработке конструкции системы хранения сжиженного газа.

The aims of the article is to describe and demonstrate the practical application of analytical heat flow calculation in ship hull and thermal insulation of liquefied gas carriers. Numerical parameters describing the heat flow are used to calculate the amount of boil-off gas evaporating from liquefied gas surface in tank. Also, such numerical parameters are used to define the design temperature of hull structures adjacent to gas containment system. The article gives the results of test heat flow calculations for three ships. Two of the ships are equipped with membrane containment system and have the total cargo capacity of 361000 m3 and 172000 m3 , respectively. The third test ship is equipped with two type C tanks of 2900 m3 capacity each. The calculations corresponding to the standard environment conditions as per industry normative documents have been performed. Reliability of the results, as well as the mathematical model itself, has been checked. Case studies have been done to assess the influence of external conditions to heat flow parameters, both numerically and qualitatively. The results given in the article may be used to improve the requirements of normative documents, and in practical cargo containment system design.

газовозтепловой потокотпарной газмембранная технологияемкость типа Cgas carrierheat flowboil-off gasmembrane technologytype C tankReferencesБойко М.С. Основы мембранной технологии хранения сжиженного природного газа на судне: учебное пособие. / Бойко М.С. Научный ред. Тряскин В.Н. СПб.: Издательство СПбГМТУ, 2023. 220 с.Boyko M.S. Osnovy membrannoy tehnologii hraneniya szhizhennogo prirodnogo gaza na sudne: uchebnoe posobie [Basics of membrane technology for liquefied natural gas containment of ship: textbook]. Boyko M.S. scient. ed. Tryaskin V.N. St. Petersburg, SMTU Publishing, 2023. 220 p.Зайцев В.В., Коробанов Ю.Н. Суда-газовозы. — Л.: Судостроение, 1990. 304 с.Zajcev V.V., Korobanov Ju.N. Suda-gazovozy [Gas carrier ships]. Leningrad, Sudostroenie, 1990. 304 p.Bergman T.L. Introduction to Heat Transfer / Bergman T.L., Lavine A.S., Incropera F.P., Dewitt D.P. // JOHN WILEY & SONS, INC, 2002. 1040 c.Bergman T.L., Lavine A.S., Incropera F.P., Dewitt D.P. Introduction to heat transfer. JOHN WILEY & SONS, INC, 2002. 1040 p.Резолюция MSC.370(93) от 22.05.2014. Международный кодекс постройки и оборудования судов, перевозящих сжиженные газы наливом (с изменениями на 1 января 2016 года). URL: https://docs.cntd.ru/document/499003330 (дата обращения: 16.02.2023).Resolution MSC.370(93) adopted on 22.05.2014. Mezhdunarodnyj kodeks postrojki i oborudovaniya sudov, perevozyashhikh szhizhennye gazy nalivom (s izmeneniyami na 1 yanvarya 2016 goda) [Amendments to The International Code of the Construction and Equipment of Ships Carrying Liquefied Gases in Bulk (with updates as per 1 Jan 2016] URL: https://docs.cntd.ru/document/499003330 (accessed on 16.02.2023).Правила классификации и постройки судов для перевозки сжиженных газов наливом. Часть IV. Хранение груза. Российский морской регистр судоходства. СПб., 2023. 57 с.Rules for the Classification and Construction of Ships Carrying Liquefied Gases in Bulk. Part IV. Cargo Containment. Russian Maritime Register of Shipping. St. Petersburg, 2023. 57 p. (in Russian)Miana M. Calculation of boil-off rate of liquefied natural gas in MARK III tanks of ships carriers by numerical analysis/Miana M., Legorburo R., Diez D., Hwang Y.H.//Applied Thermal Engineering, Vol. 93, January 2016. Pp. 279 — 296.Miana M., Legorburo R., Diez D., Hwang Y.H. Calculation of boil-off rate of liquefied natural gas in Mark III tanks of ships carriers by numerical analysis. Applied Thermal Engineering, Vol. 93, January 2016. Pp. 279 — 296.Triaskin J.V. Numerical study of evaporation rate of liquefied natural gas from a cargo tank while transported by LNG vessels/Triaskin J.V., Tryaskin V.N.//Proceedings of The Thirteenth ISOPE Pacific/Asia Offshore Mechanics Symposium. October 2018. Paper No. ISOPE-P-18-063. 5 p.Triaskin J.V., Tryaskin V.N. Numerical study of evaporation rate of liquefied natural gas from a cargo tank while transported by LNG vessels. Proceedings of the thirteenth ISOPE Pacific/Asia Offshore Mechanics Symposium. October 2018. Paper No. ISOPE-P-18-063. 5 p.Реуцкий А.С., Таровик О.В., Павловский В.А. Определение потерь сжиженного природного газа при выполнении бункеровки и сопутствующих технологических операций//Труды Крыловского государственного научного центра, 2020. Специальный выпуск 1. с. 122 — 130.Reucky A.S., Tarovik O.V., Pavlovsky V.A. Opredelenie poter szhizhennogo prirodnogo gaza pri vypolnenii bunkerovki i soputstvujushchikh tehnologicheskikh operatsy [Evaluation of liquefied natural gas losses during bunkering and accompanying working operations]. Transactions of the Krylov State Research Centre. 2020, Special Edition 1, pp. 122 — 130.Guidance Notes on Thermal Analysis of Vessels with Tanks for Liquefied Gas. American Bureau of Shipping. September 2019. 30 c.Guidance Notes on Thermal Analysis of Vessels with Tanks for Liquefied Gas. American Bureau of Shipping. September 2019. 30 p.Guidance of Heat Transfer Analysis for Ships Carrying Liquefied Gases in Bulk/ Ships Using Liquefied Gases as Fuels. Korean Register. 2020. 23 c.Guidance of Heat Transfer Analysis for Ships Carrying Liquefied Gases in Bulk/ Ships Using Liquefied Gases as Fuels. Korean Register. 2020. 23 p.Completion of largest LNG Bi-Lobe Type C. URL: https://www.tge-marine.com/completion-of-largest-lng-bi-lobe-type-c-tanks/ (дата обращения: 17.02.2023).Completion of largest LNG Bi-Lobe Type C. URL: https://www.tge-marine.com/completion-of-largest-lng-bi-lobe-type-c-tanks/ (accessed on 17.02.2023).Hongjun Fan. IMO type C tank and FGSS solution for a retrofitted 10,000 TEU LNG-fuelled container ship. C-LNG Solutions Pte. Ltd. Technical report. Singapore, 2021. 17 c.Hongjun Fan. IMO type C tank and FGSS solution for a retrofitted 10,000 TEU LNG-fuelled container ship. C-LNG Solutions Pte. Ltd. Technical report. Singapore, 2021. 17 p.Правила классификации и постройки морских судов. Часть II. Корпус. Российский морской регистр судоходства. СПб., 2023. 336 с.Rules for the Classification and Construction of Sea-Going ships. Part II. Hull. Russian Maritime Register of Shipping. St. Petersburg, 2023. 336 p. (In Russian)Реуцкий А.С. Особенности проектирования судов-бункеровщиков сжиженным природным газом: дисс. канд. техн. наук: 05.08.03: защищена 22.04.2021 / Реуцкий Александр Сергеевич. СПб., 2021. 346 с.Reuckij A.S. Osobennosti proektirovaniya sudov-bunkerovshhikov szhizhennym prirodnym gazom (Specifics of LNG bunkering ships design). Dissertation to fulfill the requirements for Cand. of tech. sciences. Presented 22.04.2021, 2021. 346 p.Официальный сайт GTT. URL: www.gtt.fr (дата обращения: 24.05.2023). 16. Czerski K. Workshop on modernization of Danube vessel fleet. Wartsila Portfolio. 18.04.2018. 56 c.Official site of GTT: URL: www.gtt.fr (accessed on: 24.05.2023).Czerski K. Workshop on modernization of Danube vessel fleet. Wartsila Portfolio. 18.04.2018. 56 p.Czerski K. Workshop on modernization of Danube vessel fleet. Wartsila Portfolio. 18.04.2018. 56 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.