СПГ-танкеры: общие сведения
Типовой СПГ-танкер (метановоз) может перевозить 145-155 тыс. м 3 сжиженного газа, из чего может быть получено порядка 89-95 млн. м 3 природного газа в результате регазификации. По своему размеру суда-газовозы аналогичны авианосцам, но значительно меньше сверхкрупнотоннажных нефтеналивных судов. Ввиду того, что метановозы отличаются чрезвычайной капиталоемкостью, их простой недопустим. Они быстроходны, скорость морского судна, перевозящего сжиженный природный газ, достигает 18-20 узлов по сравнению с 14 узлами для стандартного нефтетанкера. Кроме того, операции по наливу и разгрузке СПГ не занимают много времени (в среднем 12-18 часов).
На случай аварии СПГ-танкеры имеют двухкорпусную структуру, специально предназначенную для недопущения утечек и разрывов. Груз (СПГ) перевозится при атмосферном давлении и температуре –162°C в специальных термоизолированных резервуарах (именуется «система хранения груза») внутри внутреннего корпуса судна-газовоза. Система хранения груза состоит из первичного контейнера или резервуара для хранения жидкости, слоя изоляции, вторичной оболочки, предназначенной для недопущения утечек, и еще одного слоя изоляции. В случае повреждения первичного резервуара вторичная оболочка не допустит утечки. Все поверхности, контактирующие с СПГ, изготавливаются из материалов, стойких к чрезвычайно низким температурам. Поэтому в качестве таких материалов, как правило, используются нержавеющая сталь, алюминий или инвар (сплав на основе железа с содержанием никеля 36%).
СПГ-танкер типа Moss (сферические резервуары)
Отличительной особенностью судов-газовозов типа Moss, составляющих на сегодняшний день 41% мирового флота метановозов, являются самонесущие резервуары сферической формы, которые, как правило, изготавливаются из алюминия и крепятся к корпусу судна при помощи манжета по линии экватора резервуара. На 57% танкеров-газовозов применяются системы трехмембранных резервуаров (система GazTransport, система Technigaz и система CS1). В мембранных конструкциях используется гораздо более тонкая мембрана, которая поддерживается стенками корпуса. Система GazTransport включает в себя первичную и вторичную мембраны в виде плоских панелей из инвара, а в системе Technigaz первичная мембрана изготовлена из гофрированной нержавеющей стали. В системе CS1 инварные панели из системы GazTransport, выполняющие роль первичной мембраны, сочетаются с трехслойными мембранами Technigaz (листовой алюминий, помещенный между двумя слоями стеклопластика) в качестве вторичной изоляции.
СПГ-танкер GazTransport & Technigaz (мембранные конструкции)
В отличие от судов для перевозки СНГ (сжиженный нефтяной газ), газовозы не оборудуются палубной установкой для сжижения, а их двигатели работают на газе из кипящего слоя. С учетом того, что часть груза (сжиженный природный газ) дополняет мазут в качестве топлива, СПГ-танкеры прибывают в порт назначения не с таким же количеством СПГ, которое было погружено на них на заводе по сжижению. Предельно допустимое значение показателя испарения в кипящем слое составляет порядка 0,15% от объема груза в сутки. В качестве движительной установки на метановозах применяются в основном паровые турбины. Несмотря на низкую топливную эффективность, паровые турбины могут легко приспосабливаться к работе на газе из кипящего слоя. Еще одна уникальная особенность танкеров-газовозов заключается в том, что в них, как правило, оставляется небольшая часть груза для охлаждения резервуаров до требуемой температуры до погрузки.
Следующее поколение СПГ-танкеров характеризуется новыми особенностями. Несмотря на более высокую грузовместимость (200-250 тыс. м 3 ), суда имеют такую же осадку – на сегодняшний день для судна грузовместимостью в 140 тыс. м 3 типична осадка в 12 метров ввиду ограничений, применяемых в Суэцком канале и на большинстве СПГ-терминалов. Однако их корпус будет более широким и длинным. Мощность паровых турбин не позволит таким более крупным судам развивать достаточную скорость, поэтому на них будет применяться двухтопливный газомазутный дизельный двигатель, разработанный в 1980-е годы. Кроме того, многие суда-газовозы, на которых сегодня размещены заказы, будут оснащаться судовой регазификационной установкой. Испарение газа на метановозах такого типа будет контролироваться таким же образом, как и на судах для перевозки сжиженного нефтяного газа (СНГ), что позволит избегать потерь груза в рейсе.
Источник: «Развитие рынка СПГ: роль Энергетической Хартии» (Секретариат Энергетической Хартии, 2008)
Источник
Сжиженный природный газ танкеры
СПГ-танкер со сферическими резервуарами (система Moss): 1 — машинное отделение; 2 — рубка; 3 — сферические резервуары; 4 — балласт
Высокая стоимость производства газовозов приводит к тому, что при их проектировании предусматриваются решения, которые изначально позволяют задействовать суда с максимально эффективным графиком работы для скорейшей окупаемости.
СПГ-танкер с трёхмембранными резервуарами (GazTransport & Technigaz): 1 — машинное отделение; 2 — рубка; 3 — СПГ-резервуары мембранного типа; 4 — балласт
В частности, конструктивные особенности кораблей позволяют осуществлять полную загрузку или разгрузку крупного газовоза максимум за 18 часов. Кроме того, газовозы достаточно быстроходны. Их скорость достигает планки в 20 узлов (более 37 километров в час), при том, что обычные нефтяные танкеры не могут разогнаться быстрее, чем до 14 узлов (26 километров в час).
На СПГ-танкерах в качестве горючего для силовых установок используется непосредственно перевозимый сжиженный газ. Впрочем, СПГ выступает в роли топлива для двигателей газовоза лишь частично, по большей части совместно с традиционным мазутом. На танкерах устанавливаются паровые турбины, которые, несмотря на свою недостаточно высокую эффективность в качестве двигательных установок, в то же время являются «всеядными».
В качестве перспективного направления рассматривается возможность установки на газовозах двухтопливных дизелей с системами впрыска газа под низким давлением. Такие двигатели работают как на дизтопливе, так и на испаряющемся жидком газе. Они выгодно отличаются возможностью гибкого использования рабочих режимов, а также высокоэффективны и достаточно безопасны.
В целом основным приоритетом при проектировании судов на современном этапе развития судостроения является достижение максимального уровня энергоэффективности, что обеспечивается не только грамотным использованием тех или иных решений, связанных с топливным обеспечением и двигателями, но и оптимизацией формы корпуса газовоза для снижения сопротивления воды при его движении с целью предотвращения потерь скорости и предупреждения увеличения затрат горючего.
Очевидно, что повышение эффективности транспортировки сжиженного газа в регионы, в которые прокладка газопроводов нерентабельна или же невозможна — это дело вовсе не энергетиков, а прежде всего судостроителей. От их инженерных решений зависит повышение рентабельности перевозок и, как один из результатов — предоставление возможности поставщикам снижать стоимость газа, делая его более доступным для потребителей в ценовом аспекте.
От поставок же газа, как и угля, зависит ключевой аспект жизнеобеспечения — выработка электрической и тепловой энергии в регионах — не только промышленности, но и бытовых потребителей, то есть рядовых граждан. Таким образом, на судостроительную отрасль возложена, не в меньшей степени, чем на трубопроводных операторов, миссия эффективного транспортного обеспечения глобальной энергетической безопасности.
Источник