• 1912 西弗吉尼亚建造了第一个液化天然气工厂；
• 1914 Godfrey Cabot在一艘驳船上验证了水运液化气的可能性；
• 1959 甲烷先锋号（Methane Pioneer），是一条由货船改装，同时也是历史上真正意义的第一条LNG船。运载能力为5000立方米，航线由路易斯安那州的查尔斯湖到英国的坎维艾兰（Canvey Island）；
• 1971 挪威的克瓦那（kvaerner）船厂研发出了88000立方米的MOSS型球罐液货围护系统；
• 1979 SIGTTO（Society of International Gas Tanker and Terminal Operators）成立，旨在促进气体运输船和气体终端（岸基液化气工厂）的安全和可靠性；
• 1994 GT公司（GAZTRANSPORT，拥有NO82，NO85，NO88，NO96,型LNG液货围护系统专利）和TG公司（TECHIGAZ，拥有MK-I，MK-II，MK-III型液货围护系统专利）合并，成为今日的GTT公司。

货物围护系统

在LNG/LPG船的发展史上至少出现过15种经认可的货物围护系统的设计，这些设计的基本范畴是属于自持型和薄膜型（非自持）两种，每一种又可再分为多型。自持式货物围护系统是一种独立罐体，与船体结构靠支撑结构相连接，罐体的结构设计能承受自身重量的载荷及由液货产生的晃荡载荷，舱和舱的支撑块又将这些载荷传递到主船体；而薄膜型液舱是由金属膜制成的，它是非自持型的。这些舱是通过承受载荷的绝热层附于船体之上的。液化气体船的货物围护系统，根据其构造的不同可分为五种类型：整体型液货舱、薄膜型液货舱、半薄膜型液货舱、内部绝热型液货舱（1和2型）以及独立型液货舱（A、B、C型）。

1. 整体型液货舱

整体型液舱构成船体结构的一部分, 并且受到与船体结构相同方式、相同载荷的应力影响, 其设计蒸气压力通常不超过0.025Mpa，它适用于装载沸点不低于零下10 ℃ 的货物（按《IGC规则》规定, 经主管机关特殊考虑, 也可同意较低温度）。若在大气条件下或近于大气条件下装运丁烷之类的货物, 其装卸设备与普通油轮相似。采用这种型式的液货舱, 无需考虑液货舱的膨胀系数。

2. 薄膜型液货舱

薄膜型液货舱系非自身承重的液货舱，它取消了独立于船体结构的液货舱，由邻接的船体结构通过绝热层支持的一层金属或金属薄膜所组成。也就是说，由不能自身承重的薄膜作为围护系统的主屏壁，通过绝热层由船壳构件兼作液舱的强度构件，直接利用船体的强度来支撑液化气载荷，即在液货舱内壁衬上抗压性绝热层，绝热层再衬以装容液化气的金属膜内衬，构成液货舱结构。对薄膜的设计，要考虑补偿其金属的热膨胀系数，而不使舱的材料承受过大的应力。液舱的金属膜需要使用耐低温、耐腐蚀、有液密性及气密性的材料，例如36%的镍钢。绝热性能是根据船体的容许温度、液化天然气的蒸发率、液化天然气的运输成本等因素来决定适当的绝热层厚度。

采用薄膜液货舱技术建造的液化气体船，其船体设计与石油一散货一矿砂船的结构型式相似。货舱的结构本身组成船体内壳。船底、甲板、舷侧、横舱壁都是双层的。船体结构采用纵骨架式，因而，具有良好的纵向与横向的连续性。

薄膜围护系统要求有一个完整的次屏壁，以保障当屏壁万一泄漏时能起到货物围护系统的整体完整性。薄膜的材料, 可以是金属的，也可以是非金属的，厚度一般不超过10毫米。薄膜液舱的设计蒸气压力(P0 )，通常不超过0.025Mpa。如果船体结构尺寸有适当增加，并对其支持的绝热层强度作了适当考虑，P0可相应增加到某一较大值，但应小于0.07Mpa。

3. 半薄膜型液货舱

半薄膜型液货舱的概念是由薄膜型液舱演化而来的。这种结构型式介于薄膜型液舱与A 型棱柱独立液舱两者之间。舱具有圆形转角，以便吸收因温度波动而引起的变形。

半薄膜型液舱由一薄层组成，其各部分由相邻船体结构通过绝热层来支持，而该薄层与上述各支持部分相连接的圆形部分应设计成能承受热膨胀和其它膨胀( 或收缩)。

它的主屏壁比薄膜型液舱厚，舱壁也较厚，可采用自动双面焊，对整个膜层可进行X 光及外观检查。其舱形为棱柱舱，液舱在空载时是自持的，但在装载情况下是非自持的。当满载时，冷的液体会使舱膨胀，压迫舱与绝热层相接触，使作用在主屏壁上的压力经绝热层传递给船体内壳。

半薄膜型液舱的设计蒸气压力（P0）与薄膜型液舱相同。

4. 内部绝热型液货舱

内部绝热型液货舱是薄膜型液货舱的继续发展，其特点是使抗压性绝热材料本身具有充分的密性，从而可省去铺设绝热层内表面的金属表面。它直接固定在船体内壳板上或独立液舱的承载表面上，以围护和绝热液货。

内部绝热型液舱为非自身支持，由适合于货物围护系统的绝热材料所组成，并受到邻接的内层船体结构或独立液舱的支持。绝热层的内表面与货物直接接触，其货物围护系统应按《IGC规则》要求的模型试验和精确的分析方法进行设计。液舱的设计蒸气压力几一般不超过0.025Mpa 。如果货物围护系统的设计用于较高蒸气压力时,P0值可以提高；但若内部绝热液舱是由内层船体结构支持的，则P0不应超过0.07Mpa。假如内部绝热液舱受到适当的独立液舱结构的支持，主管机关可以接受大于0.0.07Mpa的设计蒸气压力。它能以零下10 ℃以下的温度装载冷冻的液货。

这种型式是20世纪60年代初由壳牌公司研究成功的。由干LPG分子会通过绝热层扩散, 经受着温度上升的过程，这些处于高于货物温度条件下的分子便不能以液态存在。因此，选用了能满足技术和商业要求的聚氨醋泡沫，它是封闭蜂窝式的绝热材料，有效地作为液体隔离层。

1968年此项技术的完整设计应用于日本三菱重工株式会社横滨船厂建造的四条LPG船上。将10毫米厚的聚氨醋泡沫用机械方法安装在作为次屏壁隔离层的船体内壳板的内侧。内部绝热型液舱一般应用在大型的LPG船上, 适于运输丙烷和丁烷的长距离航线上。

目前世界上主流的几种货物围护系统

目前依然服役的货物围护系统（CCS，cargo containment system）中，包括SPB型，MOSS型，以及GTT公司的薄膜型（著名的殷瓦钢就在这里）。

从表中可以看出，SPB型储罐系统和MOSS型以及GTT型相比，船舶操纵简单，维护相对较少，消除了不同的压力控制，不再需要加热管线，内壳与液货舱的间距更加容易处理。

这种液舱通常应用于全冷式液化气船舶上，采用“铝- 4.5%镁”的合金5083，是利用其较好的强度和焊接性能。其外部包覆PVC绝缘作为绝热层。整个液货舱由特别加强的多层板支承, 将货物和货舱的载荷传递到船体的内壳结构上。在液舱的上部与内壳结构之间装有防倾倒定位块，以限制液舱的横向移动和倾倒。液货舱形状通常为棱柱形，它比球形舱更能有效地利用舱容，同时使甲板保持传统的平坦形式。由于所装货物重心低，船舶稳性比较好。同时设有纵、横制荡舱壁，从而可减少自由液面和晃荡效应。为了在液货渗漏时能确保安全。

但是由于造价昂贵，导致这种类型的围护系统至今只有两条船在服役……

MOSS型船货舱结构形式在IGC规则中定义为B型液货舱，储罐最初采用9%的镍钢作为储罐材料，直到上世纪九十年代，铝5083才成为首选材料。最初采用的镍钢是经过特殊设计的，在较低的温度下具有较强的强度和韧性，通常用作陆上LNG储罐的材料。

由于MOSS型球罐采用了“ 渗漏不导致破坏” 的概念进行设计，因此采用铝合金制作的球罐仅需设置局部次屏壁，所谓局部次屏蔽是用铝制成的集槽，焊在预留舱底部，正对着球型货舱下部。当货舱发生泄漏时, 漏出的液货在绝热层内流入集槽, 不会直接喷到船体上, 该槽的容量是能容纳15天内的泄漏量（不计蒸发量）。

加上球罐外部包覆的绝热材料，构成了完整的MOSS型货物围护系统。为了使货物围护系统的绝缘材料和内壳不遭受恶劣天气的破坏，所有MOSS型LNG船均在主甲板以上区域装设了保护罩壳，并与主甲板通过焊接连接。同时可支持工作平台，这个平台是用来布置货舱阀和货物管系等设备的。其特点是它的罩壳在上甲板以上，该罩壳为半球形或接近半球形，由一块曲线板或多块板组成，在计算总强度时这部分不计入在内。但分析表明，这个舱盖在抵抗船体纵向变型和扭转变型时，它的下部直接焊在主甲板的部分能起一定的作用。

在壳体中部设有加强的赤道环，并通过与之相连的圆柱形舱裙将球罐支撑在主船体结构上，这样液货舱可以自由膨胀和收缩，使舱壳所受的负荷减至最小。为将由铝合金制成的罐体与主船体的普通船体结构钢进行焊接连接，支撑裙采用了复合材料的结构（STJ，Structural Transition Joint），自上至下依次为铝合金、不锈钢和高强钢。由于铝材不能与不锈钢直接焊接，解决方法是通过由铝合金、钛、镍和不锈钢经爆炸焊接制成的过渡接头连接的，以保证铝合金与不锈钢连接时的焊接性能和结构强度。在铝合金和高强钢之间加人不锈钢，主要是利用其热传导率比较低的特性，防止自货物传来的低温对其下部主船体支撑结构的低温破坏。通过筒裙与船体支撑结构件的焊接，能吸收船体结构的挠曲变形。液货通常在常压低温状态下运输。

当货舱首次装载液货时, 舱内温度从常温降到使用温度（零下163℃），产生的径向变形可达150毫米。这意味着裙边结构上部会冷却并向内弯曲，所以必须使用机械加工来保证构件的光顺以消除应力。

-- 龙de船人（2015-12-05）