【摘 要】
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化石燃料的过度使用给环境带来了不可逆转的影响,随着节能减排观念的提出,具有高热值的清洁能源天然气占比逐年增高。液态天然气（Liquefies Natural Gas,LNG）体积小、重量轻,常用于天然气的贸易运输。FSRU船舶（Floating Storage and Re-gasification Unit）除了可对LNG进行运输外,还能在近海岸对LNG进行卸载、气化等工作,具有较强的灵活机动性
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化石燃料的过度使用给环境带来了不可逆转的影响,随着节能减排观念的提出,具有高热值的清洁能源天然气占比逐年增高。液态天然气（Liquefies Natural Gas,LNG）体积小、重量轻,常用于天然气的贸易运输。FSRU船舶（Floating Storage and Re-gasification Unit）除了可对LNG进行运输外,还能在近海岸对LNG进行卸载、气化等工作,具有较强的灵活机动性,在海上运输中广泛使用,但现有船舶上搭载的LNG气化装置受工作环境温度影响较大,因此迫切需求一种不受环境影响、换热效率高的LNG气化装置以供FSRU船舶使用。本文简述了LNG气化装置的结构布局和两相流传热机理,并通过有限元分析软件仿真计算了LNG气化装置的温度场,然后通过试验验证了数学模型的准确性,最后在此基础上通过对装置内液面高度及旋水子等关键参数的优化设计,解决了LNG气化装置的船用适用性问题。其主要工作如下:本文通过对比常用LNG气化装置的结构布局、传热机理及优缺点,综合考虑FSRU船舶LNG气化装置特性,确定了以LNG气化技术为基础,利用高温、高速烟气冲击部分浸入在池水中具有导向作用的旋水以达到降低烟温的总方案。本文利用CFD软件建立的烟气冲击旋水子气液两相流动传热模型,完成了LNG气化装置在水平放置、液面高度为75mm时的数值模拟计算,得到了气液两相的温度场分布状况,通过实验验证了数值模型边界条件的准确性。为满足《钢质海船入级规范》中FSRU船舶的环境使用要求,本文对LNG气化装置的工况进行了数值计算及关键参数优化,仿真结果表明旋水子底盘最大直径减小至149mm和将水池液面高度增大至90mm,均可满足LNG气化装置极限倾斜30°的使用条件,对上述两种方案在水平位置和中间位置（倾斜15°）状态进行了复核,计算结果均满足装置的使用要求。
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