Содержание
Основные принципы работы системы Mark III
Технология Mark III является одной из самых успешных и надежных систем для хранения и транспортировки сжиженных природных газов (СПГ) на судах и в резервуарах. Она используется для сохранения газа при очень низких температурах в условиях атмосферного давления. С момента своего появления Mark III прошла несколько этапов эволюции, адаптируясь к изменениям в требованиях судовладельцев и судостроителей, а также в соответствии с новыми международными стандартами.
Система Mark III — это мембранная технология для содержания криогенных жидкостей, включающая два основных элемента: первичную мембрану из нержавеющей стали и вторичную мембрану, изготовленную из композитных материалов. Эти мембраны устанавливаются на панели теплоизоляции, которые защищают газ от нагрева, минимизируя потери и обеспечивая высокую эффективность хранения.
Структура мембранной системы
- Первичная мембрана
Это волнистая (корифированная) мембрана, изготовленная из нержавеющей стали 304L толщиной 1,2 мм. Она служит основным элементом, обеспечивающим герметичность и прочность контейнера для газа. - Вторичная мембрана
Изготавливается из композитных материалов, которые служат для дополнительной защиты от внешних воздействий и теплоизоляции. Эта мембрана помогает снизить потери температуры и улучшить безопасность системы. - Изоляционные панели
Между мембранами размещены панели теплоизоляции, выполненные из пенополиуретана с плотностью 130 кг/м³. Они играют ключевую роль в снижении теплопотерь и поддержании температуры СПГ на требуемом уровне. - Конструкция и поддержка
Мембраны и изоляционные панели поддерживаются структурой корпуса судна, что обеспечивает их долговечность и устойчивость к внешним воздействиям. Важно, что система Mark III может быть адаптирована под различные формы и размеры танков, благодаря использованию стандартных компонентов.
Эволюция технологии Mark III
С момента своего появления в 1969 году система Mark III прошла несколько стадий модернизации, каждое из которых улучшало её эксплуатационные характеристики.
Mark III (1969)
Первая версия Mark III была основана на концепции мембранного контейнера, который позволял эффективно содержать сжиженные газы при низких температурах и атмосферном давлении. Использование нержавеющей стали и теплоизоляции обеспечивало достаточную прочность и устойчивость к экстремальным условиям.
Mark III Flex (2011)
С введением версии Mark III Flex в 2011 году, технология получила значительное улучшение в области термальной и структурной эффективности. Основными изменениями стали:
- Увеличение толщины изоляции: Панели из пенополиуретана стали толще, что обеспечило лучшее удержание холода.
- Оптимизация конструкции мембран: Были использованы новые композитные материалы для вторичной мембраны, что повысило прочность и уменьшило массу системы.
Mark III Flex+ (2017)
Новая версия Mark III Flex+ была представлена в 2017 году и предложила значительные улучшения в плане изоляции и эффективности использования пространства:
- Увеличенная толщина изоляции до 480 мм, что позволило достичь минимального уровня потерь газа (Boil-Off Rate — BOR) до 0,07% в сутки.
- Усовершенствованная конструкция мембран для повышения структурной прочности и долговечности системы.
Характеристики и преимущества Mark III
Снижение потерь газа (Boil-Off Rate, BOR)
Одним из ключевых параметров, на который ориентированы все версии Mark III, является Boil-Off Rate (BOR) — показатель потери газа за сутки. Для разных версий Mark III этот показатель меняется в зависимости от конструктивных особенностей и толщины изоляции.
| Технология | BOR (для судна 170 000 м³) | Дата выхода на рынок | Толщина изоляции | Мембраны |
|---|---|---|---|---|
| Mark III | от 0.15% до 0.125% | 1969 | 270 мм (100+170) | Первичная: нержавеющая сталь 304L, 1.2 мм; вторичная: композитный материал |
| Mark III Flex | от 0.10% до 0.085% | 2011 | 400 мм (100+300) | Первичная: нержавеющая сталь 304L, 1.2 мм; вторичная: композитный материал |
| Mark III Flex+ | 0.07% | 2017 | 480 мм (100+380) | Первичная: нержавеющая сталь 304L, 1.2 мм; вторичная: композитный материал |
Улучшения в теплоизоляции
С развитием технологии и улучшением материалов, из которых изготовлены мембраны, изоляционные характеристики также значительно повысились:
- Толщина изоляции с каждым этапом эволюции увеличивалась, что снижало теплопотери и улучшало эффективность хранения газа.
- Современные системы с толщиной изоляции 480 мм обеспечивают минимальные потери, что делает их идеальными для дальних перевозок и длительного хранения СПГ.
Примеры применения и перспективы
Технология Mark III уже более 50 лет используется в различных сферах — от морских судов до крупных наземных хранилищ. Среди примеров использования можно выделить:
- Танкерные суда для транспортировки СПГ, такие как Q-Flex и Q-Max, которые оснащены мембранными системами Mark III.
- Офшорные платформы для хранения и переработки СПГ, где важна компактность и высокая эффективность системы.
С каждым годом требования к технологии ужесточаются, и компания GTT продолжает развивать систему, оптимизируя её под нужды судовладельцев и новые международные стандарты. Ожидается, что в будущем новые версии Mark III смогут предложить еще более низкие уровни BOR и улучшенные термические характеристики.
Заключение
Система Mark III продолжает оставаться ведущей технологией в области криогенного хранения и транспортировки газа. Благодаря постоянной модернизации и улучшению характеристик, она обеспечивает высокую эффективность, низкие потери газа и долгосрочную надежность, что делает её идеальной для использования в самых сложных и удаленных условиях.
