[实用新型]二元流双半潜艏远洋液氢运输船

说明书

技术领域

本实用新型涉及船舶制造技术领域，尤其涉及一种液氢运输船。

背景技术

21世纪中叶，氢将成为主要能源。液氢(LH₂)的大规模海运将日渐频繁。为迎接未来海运格局，有必要开始研制远洋液氢运输船。

    作为海运货物，液氢的一些性质见表1。表中还列出了液化天然气(LNG)的对应性质，以便对比。

表1 LH₂和LNG的性质对比

货种密度温度LH₂71kg/m³-253℃LNG424kg/m³-163℃

    可见，液氢密度极低，且对低温的要求较LNG高。所以，液氢运输船需要有一些特殊设计，以适应上述液氢的特性。如：

    1） 需具有极大的舱容，以尽可能提高运载液氢的重量；

    2） 需具有良好的绝热保温措施，防止液氢蒸发。

    此外，即便有良好的绝热措施，液氢在运输途中，仍然会有相当一部分因热交换和液体摇荡而损失掉。因此，液氢运输船的航速应尽可能快，以缩短航次时间，减小流失量。

    若在现有常规LNG远洋运输船的基础上设计远洋LH₂运输船，则难以满足上述要求，因为极大的舱容需求会导致船舶尺度异常巨大，但极低的货物密度将使船的吃水深度得不到保证，使之成为“极浅吃水极肥大”船，稳性不佳，兴波阻力大，波浪中螺旋桨容易“飞车”，难以实现高速海运，需大量压载水保证其正常航行。

    20世纪90年代，几个国家基于一些高性能船概念，提出了几种远洋液氢运输船方案。例如德国霍瓦兹-德意志船厂(HDW)和德国劳埃德船级社(GL)等联合提出的小水线面双体(SWATH)液氢运输船、日本WE-NET项目提出的穿浪双体(WPC)液氢运输船等。

  实际上，这些设计并不适于液氢的大规模海运。对于SWATH方案,原因如下：

  1） 运载液氢要求船舶具有极大的舱容，但排水量却很小，这将给SWATH带来结构强度隐患。如一艘长330米、载液氢14200t（20万m³）的SWATH，假定其空船重4.2万吨，则其半潜体直径还未超过5m便已经可以满足重力-浮力平衡。而其支柱宽度必小于半潜体直径，不妨假定为3米。显然，若以上述尺寸搭配50-60m宽的船体，很难保证船的强度；

  2） 支柱过于狭窄，导致装货后吃水变大很多，因此在波浪中，连接桥可能会遭受砰击；

  3） 半潜体过于细长（长宽比约70）导致湿面积较现有常规SWATH大大增加，故其总阻力性能开始较常规船型有优势的临界Fn_▽将大于1.2，导致一艘330m长的该船型只能适用于50节以上的航速；

  4） 片体内难以布置绝热材料，不能载货，造成空间浪费；

  5） 货物和主机均置于甲板上，带来稳性问题；

  6） 片体相对间距太小，不利干扰几乎无法避免。

    WPC方案不具有上述SWATH的缺点2），但可能产生与常规船型同样的吃水过浅问题。而其他SWATH的缺点，WPC全部具备。

    可见，目前世界上并没有一种合适的远洋液氢运输船。液氢运输船需要全新的设计概念。

实用新型内容