Schiffsantrieb: Aufbruch in eine neue Ära - GL Source

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lng tank-studie Treibstoff – Gas ist nicht gleich Gas Die Nachfrage nach Flüssigerdgas (LNG) als sauberer Treibstoff wächst seit Jahren kontinuierlich. Eine Studie des GL untersucht, ob auch bewährte LPG-Tank-Designs für kleinere LNG-Tanker genutzt werden können „NORGAS INVENTION“. Kurzstrecken-LNG-Tanker mit GL-Klasse. Das wirtschaftlichste Transportmittel für verfl üssigtes Erdgas (LNG) über große Distanzen sind große Flüs- siggastanker. Sie löschen ihre Ladung an LNG-Ter- minals in Häfen, von wo aus das Gas durch Pipelines zu den Endverbrauchern gelangt. Aufgrund seiner schadstoffarmen Verbrennung wird Erdgas als Schiffstreibstoff wie auch als Energiequelle im Binnenland immer interessanter. Eine ge- eignete Transport- und Verteilungsinfrastruktur muss jedoch erst geschaffen werden. Für die LNG-Versorgung erdgasbe- triebener Schiffe wird man kleinere Mengen über kürzere Strecken transportieren müssen. Dazu braucht man kleinere LNG-Tanker. Die Reedereien würden hier am liebsten auf be- währte Konzepte zurückgreifen und die Tankkonstruktionen von LPG-Tankern auf die kleinen LNG-Kurzstreckentanker der Zukunft übertragen. Verteilung der Temperatur Nun wird LNG bei –162 °C transportiert, LPG dagegen nur bei –104 °C. Die Stützkonstruktionen für künftige LNG-Tanks müssten also wesentlich tiefere Temperaturen aushalten als die von LPG-Tanks. Die LNG-Tanks ziehen sich stärker zusammen und setzen ihre Unterbauten höheren Belastungen aus. Doch all das bedeutet nicht, dass bewährte LPG-Tankkons- truktionen gänzlich ungeeignet für LNG sein müssen. 24 nonstop
Wie sich die Temperaturen in der Unterkonstruktion ver- teilen und welche Stähle und Plattenstärken die Anforde- rungen der internationalen Flüssiggas-Transportnorm (IGC- Code) erfüllen, kann nur in einer detaillierten Analyse ermittelt werden. Der GL hat kürzlich eine Studie vorgelegt, in der Bilobe-Tanks des Typs C nach diesen Kriterien untersucht werden. Die Temperaturverteilung in der Unterkonstruktion wurde jeweils für LNG- und LPG-Ladung ermittelt. Hierzu wurde ein 3-D-Modell des Laderaums, des Tanks und seiner Isolation, des hölzernen Aufl agers und des Tank- unterbaus erstellt. Alle relevanten Randbedingungen ein- schließlich der Wärmeleitfähigkeit und Konvektionseffekte wurden dabei berücksichtigt. Die im Laderaum vorherrschen- den Temperaturen und die Wärmeübertragungskoeffi zienten mussten sorgsam gewählt werden, da diese Parameter die Analyseergebnisse erheblich beeinfl ussen. Der GL konnte bei diesen wichtigen Eingangsparametern auf Daten aus Lang- zeit-Temperaturmessungen an Tankstützkonstruktionen und in Laderäumen von LPG- und LNG-Tankern zurückgreifen. Wie die GL-Studie zeigt, lag die niedrigste Temperatur am oberen Stützfl ansch der starren Unterkonstruktion des Tanks bei LNG-Füllung etwa 10 °C unter dem Wert, der bei LPG-Fül- lung gemessen wurde. Diese niedrigeren Temperaturen wirken sich durchaus auf den Tank und seinen Unterbau aus. 01/2012 Photo: Hasenpusch LINKS. Temperaturverteilung in der starren Unterkonstruktion für LNG (oben) und LPG (unten). RECHTS. Spannungsverteilung nach von Mises (MPa) am Gleitauflager für LNG (oben) und LPG (unten). Zur Berechnung der Beanspruchung wurde das Tempe- raturfeld zusammen mit den vom IGC-Code vorgegebenen Solllasten auf das dreidimensionale FE-Modell angewendet. Mit LNG-Füllung wies der Tank eine wesentlich ausgeprägte- re Kontraktion auf als mit LPG-Füllung. Infolgedessen waren die Kontaktfl ächen zwischen Tank und Unterbau kleiner und die resultierende Beanspruchung höher. Aufgrund der stärke- ren Kontraktion in Längsrichtung war auch die Exzentrizität der hölzernen Aufl ager auf der tragenden Gleitfl äche ausge- prägter und die Spannung somit höher. Insgesamt wurde für LNG eine um 35 Prozent höhere maximale Beanspruchung als bei LPG ermittelt. Auch beim Rückgriff auf bewährte LPG-Tank-Designs be- dürfen die für kleinere LNG-Tanker der Zukunft bestimmte Tanks und ihre Unterkonstruktionen auch beim Rückgriff auf bewährte LPG-Tank-Designs einer detaillierten Analyse. Die- se Analysen sollten von anerkannten Experten durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass die Voraussetzungen für eine Abnahme nach dem IGC-Code erfüllt sind. AB WEITERE INFORMATIONEN: Achim Birk, FutureShip Telefon: +49 40 36149-4096, E-Mail: achim.birk@gl-group.com IGC-CODE. Internationale Vorschrift für den Bau und die Ausrüstung von Schiffen zur Beförderung verflüssigter Gase als Massengut. 25
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