B型液舱可用作运输船货舱和LNG燃料船燃料舱，但由于都是国外专利技术，制造时需要支付大量专利费，加上本身材料昂贵、工艺复杂，使得制造成本极高。国内目前尚未掌握B型独立液舱的全部设计制造技术，研发新型B型独立液舱，实现国产化并投入实船应用，将在世界范围内对LNG运输船和燃料动力船市场产生深远影响。

液货舱类型

按照国际海事组织颁布的《国际散装液化气体船舶构造与设备规则》(IGC规则)的定义，LNG运输船液舱主要分为独立型液货舱(A、B、C型)和薄膜型液货舱。对于运输船市场，主要使用的是薄膜型液舱以及早期的MOSS型B型液舱。对于LNG燃料动力船，基本采用C型舱。

薄膜型液货舱依附于船体结构，自身重量轻，舱容利用率高，更多被大型LNG运输船所采用。此类舱型面临的最大问题是舱内介质的晃荡影响。另外此类液舱建造工艺复杂、成本昂贵、后期维护检修工序复杂，可靠性差，需要设置完整的次屏壁防止泄漏。此型液舱应用于大型和超大型运输时才能体现出优势。

B型独立液舱采用模型试验、精确分析手段和分析计算方法确定其应力水平、疲劳寿命和裂纹扩展特性。由于使用了精确分析方法，可对复杂结构形式、复杂载荷工况和复杂约束条件进行全面考虑，此类舱型往往重量更轻、可靠性更高(相对A型和C型独立舱)，只需设置部分次屏壁。另外，B型独立液舱自身具有一定的强度，属自身支持式结构，可根据需要方便的设计外形尺寸和设置内部止荡构件，不论是作为货物储舱还是燃料储舱，都有很好的适应性。

C型独立液舱基于压力容器标准设计建造，其横截面通常为圆形，能够承受较高的内部压力(设计压力在1.0MPa以上)。此型液舱结构形式相对简单、可靠性高，无需设置次屏壁，但对舱容的利用率低，自身重量大，适用于小型LNG运输船和小型LNG燃料动力船。

表1 用作LNG货物/燃料储存的三型

主要液舱

关键技术研发

B型液舱的主要技术指标体现在结构安全性、低温适应性和深冷绝热性。结构安全性指标主要是液舱设计需符合国际海事组织IGC规则规定的极限设计和疲劳设计要求，通过基于断裂力学的裂纹扩展分析，预估结构寿命，设置次屏壁保护。低温适应性指标主要是液舱主、次屏壁的设计温度与深冷介质温度相适应，液舱支撑结构通过合理设计，既保证船体结构钢避免不可接受的低温，又减小由于冷缩效应产生的热应力。深冷绝热性指标主要是有效控制液舱日蒸发率，尽可能减小LNG蒸发量，减轻蒸发气处理环节压力，降低围护系统成本。项目研发结合上述要素提出解决方案，并通过计算及试验进行了验证。

图1 项目研发流程

主要研究成果

国内目前尚未掌握B型独立液舱的全部设计制造技术，项目以新颖的设计理念、特别的支撑设计和新型的绝热设计，研发了一型B型独立液舱。通过设置满足相关要求的管系及仪表控制等系统，可用于LNG运输船、加注船的液货储存，也可用作LNG燃料舱。

1、安全可靠的结构及支撑设计

液货舱为符合IGC、IGF规则定义的B型独立液货舱，主要由平面构成，包括顶板、底板、侧壁板、端壁板、中纵舱壁。液货舱围壁的所有结构构件均设置在液舱内部，外部平整以便于绝热层的敷设。液舱顶板、底板采用纵骨架式，每隔3档设置强框架。侧壁和中纵舱壁采用横骨架式，设置两道水平桁。顶部设气室，以满足相关法规、规范对管系敷设的要求。液舱顶部设吊耳，用于液舱的吊装及安装。液货舱与船体结构间相互独立，两者间通过若干连接组件进行连接。不同的连接组件部分约束不同方向的自由度，也许液舱应热胀冷缩滑动，避免连接节点位置产生过大的约束反力。

为验证新型液舱结构及支撑设计的有效性，项目设计并实施了系列试验进行相关性能验证，包括静置内压试验、静横倾试验、等效碰撞试验、单侧装载试验。试验舱顺利通过所有试验项目，在液舱围壁及支撑组件区域均未出现永久变形和任何形式的渗漏，完全符合IGC、IGF规则的相关要求。

图2 在实验室进行静置内压和等效碰撞试验

2、新颖灵活的绝热设计

不同于传统LNG液舱的离散式预制绝热块/绝缘箱，项目采用的绝热系统为整体发泡体系。在液舱围壁表面完成界面剂喷涂后，整体逐层均匀喷涂聚氨酯涂层，每一层喷涂厚度在20~35mm，并在特定厚度敷设耐碱性玻璃纤维布。绝热系统的厚度以液舱技术规格要求的绝热性能为基础计算确定，施工时按绝热层厚度制定喷涂程序即可，设计施工简便灵活。

为验证液舱的绝热设计性能，项目设计并实施了低温传热试验。通过实验获取测点位置绝热层两侧的温度瞬态变化历程，确定稳定状态下的温度场，对绝热系统的有效性进行测试。通过预设在保温层不同测点、不同厚度的温度传感器，测得试验舱稳定状态下绝热层内外表面温差达183℃以上(试验介质液氮，-l63℃)，有效隔段热量传递。

图3 液舱低温性能测试

B型液舱可根据需要方便的设计外形尺寸和设置内部止荡构件，不存在薄膜型液舱面临的晃荡影响的问题，也不存在C型液舱对舱容的利用率低，自身重量大的问题，适装于LNG燃料动力船、LNG加注(趸)船、水上浮式装置(如LNG浮式储存装置、浮式储存再气化装置)等水上船舶/设施。