[科普中国]-薄膜型围护系统

系统结构

薄膜型液舱由法国Gaz Transport and Technigaz(简称GTT)公司设计，是紧贴于双层船壳结构的非自撑式液舱。典型的薄膜型围护系统，包括主屏壁、次屏壁和绝缘层，它是由邻接的船体通过绝热层支持的双层屏壁组成。对于屏壁的设计应考虑使热膨胀和其他膨胀(或收缩)得到补偿，以避免受到过大的薄膜应力。薄膜型液舱主要有NO.96型和MARKIII型两种，主要区别在与两层屏壁和绝热层材料。NO.96型液舱的首层屏壁与次层屏壁均为殷瓦钢；而绝热层则是装有珍珠岩颗粒的层合板木箱组成。MARKIII型液舱的首层屏壁为不锈钢波纹板，次层屏壁为三层复合材料薄膜；绝热层则是加强聚氨酯泡沫。

以NO.96型围护系统为例，包括主次屏壁两层绝缘：主次层薄膜均由0.7mm殷瓦钢(INVAR，含36%镍的合金钢种)拼焊而成(在转角处用殷瓦管和专用殷瓦转角件)。主次屏壁间，以及次屏壁与船体内壳间以填充膨化珍珠岩的胶合板绝缘箱作为绝热材料。2

优缺点薄膜型围护系统的优点：货舱区舱容利用率高，主、次屏壁所受温度应力小，造价相对便宜。缺点：由于不能承受过大的晃荡应力，所以必须限制货舱的装载率(如满载不低于70%舱高，空载不高于10%舱高)。2

系统应用目前，液化气体运输船舶最常见的货物围护系统为薄膜型和独立型两种。LPG运输广泛采用A型和C型独立液舱货物围护系统技术，LNG运输则广泛采用薄膜型围护系统和球罐型货物围护系统(IGC B型球罐型独立液舱)。2

常用的薄膜型围护系统包括MKIII型，NO.96型和CSI型3种,均为法国GTT公司的专利技术。韩国正在开发KC-1型，目前世界LNG船船队中约80%是薄膜型。2

薄膜型（MARK III）货物围护系统

MARK III薄膜型货物围护系统的主屏壁为1.2mm厚带有纵横方向槽形的不锈钢板（304L），次屏壁为二层玻璃纤维布及一层铝箔的三合一片材，隔热板块为上下层压板夹增强聚氨酯泡沫。该系统的主要优点是主屏壁的不锈钢厚度较厚，304L不锈钢的焊接要求较为容易，同时，不锈钢板价格相对36%镍钢（INVAR）便宜。缺点是不锈钢热膨胀系数很大，主屏壁需要采用纵横双向槽形结构，加工较为复杂自动化焊接效率较低。图1为MARK III薄膜型货物围护系统舱内局部的照片。3

薄膜型（NO96）货物围护系统

NO.96薄膜型货物围护系统的主、次屏壁均采用0.7mm厚的36%镍钢（INVAR），隔热材料为充填珍珠岩的层压板绝缘箱。该围护系统的主要优点是其主、次屏壁所采用的镍钢（INVAR）热膨胀系数极低，所以可以采用折边平板拼接的结构，比较容易实施自动焊接的方式，参见图2。缺点是镍钢（INVAR）价格昂贵，厚度比较薄，绝缘箱的安装精度高。对焊接技术要求较高。3

薄膜型（CS-1）货物围护系统

CS-1薄膜型货物围护系统是GTT公司结合NO96和MARK III两种系统的优点新开发的薄膜型货物围护系统。其主屏壁采用的是NO96的结构，而次屏壁则是MARK III的结构，角部则非常类似NO96的形式。目前该围护系统仅应用于法国大西洋船厂（现在属于STX Europe）为GDF建造的75000立方米和155000立方米电力推进的LNG船，在其它船厂尚未大范围推广应用。图3为CS-1薄膜型货物围护系统的原理图。3