臺灣博碩士論文加值系統

由於環保政策的推廣，傳統發電廠使用天然氣替代燃煤發電、核電廠拆除等，使得台灣近年來對於天然氣的使用逐漸增長。根據能源局統計台灣對天然氣的消費量自1996年至2016年，年平均成長率為10.47%，而台灣天然氣主要是由國外進口，因此建設天然氣的儲存設施為現存的問題之一，近幾年本應在桃園大潭電廠旁建設台灣第三座天然氣接收終端站，由於環保的關係導致計劃無法順利執行。本論文提出在離岸建設一座天然氣終端站，目的在於遠離保育區、節省土地利用。
本論文主要分為三個部分，第一個部分為資料的蒐集，包含台灣能源使用、海上巨大浮體結構、陸上儲罐結構、LNG運輸船結構、繫泊系統、台灣海域地形等等，將以上資料納入本論文儲存設施設計之參考。第二部分為將儲罐需使用之相關資訊整理並設計出本論文儲罐結構，並利用COMSOL計算結構是否具有絕熱效果，同時利用經驗公式配合假設條件計算本設計所受之環境力並估計所需之錨定力。第三部分透過蒐集到的海岸地形圖，評估此設施是否能建設在台灣離岸並做一個簡單的區域規劃。
結論中，本設計之絕熱效果在天然氣使用週期(15天)內具有相當好的表現，而在環境力的部分計算值與線有LNG運輸船或其他油輪的錨定力相去不遠，因此本設施可錨定在海床上不致偏移。
此論文僅設計一個簡單之結構，並不包含氣化設備以及運輸管線配置、施工方法，而在計算部分並未考慮此設施位於海上是否會處於平穩狀態不致傾倒，僅提供一個解決現有問題的方案。

Due to the promotion of environmental protection policies, traditional power plants use natural gas to replace coal-fired power generation, the demolition of nuclear power plant, etc., making Taiwan''s use of natural gas gradually increase in recent years. According to the statistics of the Energy Bureau, Taiwan’s consumption of natural gas has averaged 10.47% annual growth rate from 1996 to 2016, and natural gas in Taiwan is mainly imported from abroad, the construction of natural gas storage facilities is one of the existing problems. Recent years, the third natural gas receiving terminal station in Taiwan should be built next to the Taoyuan Datan Power Plant, due to environmental protection, the plant cannot be implemented smoothly. This paper proposes to build a natural gas terminal station offshore to separate it from the conservation area and to save land use.
This paper is divided into three parts. The first part is the collection of data, including the use of energy in Taiwan, the huge floating structure on the sea, the onshore storage tank structure, the LNG carrier structure, the mooring system, the terrain of Taiwan''s sea areas, and so on. The above information is incorporated into the design of the storage facility of this paper. The second part is to organize and design the storage tank structure of this paper by using the relevant information needed for storage tanks, and use COMSOL to calculate whether the structure has adiabatic effect. At the same time, using empirical formulas and assumptions to calculate the environmental forces on the design and estimates the anchoring force. The third part assesses whether the facility can be built offshore in Taiwan and make a simple regional plan through the collected topographic maps of the coast.
In conclusion, the adiabatic effect of this design has a fairly good performance within the life cycle of natural gas (15 days), and the calculated value of the environmental force is not far from the value of the anchorage force of the LNG carrier or other tanker. Therefore, the facility can be anchored on the sea floor without deflection.
This paper only designs a simple structure that does not include gasification equipment and transportation pipeline configuration and construction methods. However, in the calculation part, it does not consider whether the facility will not be dumped on the sea. It only provides a solution to the existing problems.

誌謝 i
摘要 ii
Abstract iii
目錄 iv
圖目錄 vi
表目錄 viii
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究背景 4
1.3 文獻回顧 5
1.4 研究方法 6
第二章 現有的發明及應用 7
2.1 非常巨大的浮動結構 7
2.1.1沿海型 7
2.1.2離岸型 8
2.1.3現有的VLFS介紹 9
2.2 液態天然氣及其儲罐 10
2.2.1液態天然氣特色 10
2.2.2液態天然氣儲罐種類及其結構 11
2.2.3液態天然處理及運送流程 15
2.3 現有專利介紹 18
2.3.1橢球型浮式儲存槽 18
2.3.2具滑軌之球型冷凍液化氣體儲存設施 19
2.3.3具再氣化系統之單點繫泊駁船式LNG終端 21
第三章 單點繫泊可移動式浮式LNG儲存槽 22
3.1 設計結構示意圖 22
3.1.1海下平台 23
3.1.2繫泊系統 24
3.1.3儲罐本體 24
3.2 儲罐容量計算 25
3.2.1本設計所需容量計算 26
3.2.2儲罐數量計算 27
3.3 液態天然氣輸送方式 27
3.4 本設計之儲罐結構 27
3.4.1儲罐內層材料選用 28
3.4.2儲罐外殼材料選用 29
3.5 估計本設計儲罐所需之浮力 30
3.6 作業流程 33
3.7 儲罐熱傳分析 36
3.7.1模擬之幾何模型與設定參數 36
3.7.2熱傳導方程式 38
3.7.3模擬結果 41
3.8 儲罐所受環境力估算 43
3.8.1風力 43
3.8.2海流力 44
3.8.3海浪力 44
3.8.4總環境力 45
第四章 可行性與成本分析 46
4.1台灣周圍海域深度調查 46
4.2本設計適用海域以及規劃地點 48
4.3成本計算 49
第五章 結論與未來展望 58
5.1結論 50
5.2未來展望 50
參考文獻 51

1.經濟部能源局. 能源統計手冊, 2016; https://www.moeaboe.gov.tw/ECW_WEBPAGE/FlipBook/EnergyStaHandBook/mobile/index.html#p=I
2.內政部戶政司.”人口年增加及出生死亡率.”
3.C. M. Wang & Z. Y. Tay, Very Large Floating Structure: Applications, Research and Development. Procedia Engineering, 2011. 14: p.62-72.
4.H. Suzuki, B. Bhattacharya, & M. Fujikubo, very large floating structures. Proceedings of the 16th International Ship and Offshore Structures Congress. Southampton, UK, vol.2., 2006.
5.H. Suzuki, Overview of Megafloat: Concept, design criteria, analysis, and design. Marine Structure, 2005. 18(2): p.111-132.
6.G. Remmers, R. Zueck, P. Palo, & R. Taylor, Mobile offshore base. Paper presented at the International Offshore and Polar Engineering Conference, International Offshore and Polar Engineering, Montreal, Canada, May, 1998.
7.呂娜娜, 謝劍, 楊建江, 大型低溫儲罐建造技術綜述. 特種結構, 2010. 27(1): p.105-108.
8.猿中立, 闫倫江, LNG低溫儲罐的設計及建造技術. 石油工程建設, 2007. 33(5): p.19-22.
9.施林圓, 馬劍林, LNG液化流程及管道輸送工藝綜述. 天然氣與石油, 2010. 28(5): p.37-40.
10.李品友, 崔益嵩, 韓厚德, LNG船液或裝卸系統的研究. 上海海運學院學報, 2001. 22(4): p.53-56.
11.I. W. Alcorn, Floating storage tank. U.S. Patent No 2,655,888, 1953.
12.F. S. Cook, Offshore submarine storage facility for highly chilled liquified gases. U.S. Patent No 4,365,576, 1982.
13.C. F. Frimm ; J. R. K. DE LAENDER, ; L. F. L. CAPPOEN, Method and apparatus for offshore LNG regasification. U.S. Patent No 6,546,739, 2003.
14.http://tmp2.wikia.com/wiki/Pneumatically_Stabilized_Platforms_-_PSP
15.陳宏市, 液化天然氣輸送工程－液化與氣化, 科學發展, 2011. 465:p.54-57.
16.台灣中油天然氣事業部; https://new.cpc.com.tw/division/lngb/information-text.aspx?ID=12
17.許潤能源, LNG接收站儲罐形式及儲罐大型化發展趨勢; http://www.xurun-nengyuan.com/html/2016/jishu_0612/320.html
18.F. Chen, The Kuroshio Power Plant, Springer International Publishing Switzerland 2013.
19.聞名不如見面－小編帶你走進LNG船; https://news.hsdhw.com/505976
20.交通部氣象局.”波浪統計.” , 1998-2017. https://www.cwb.gov.tw/V7/climate/marine_stat/wave.htm
21.台灣濱海地區風速估算, https://www.swp.energy/zh-hant/wind-speed-estimation-for-coastal-area-around-taiwan/
22.莊文傑, 廖建明, 台灣鄰近海域洋流之模擬及其對近岸海流影響之評估(1/4)－POM海洋數值模式應用於台灣鄰近海域之洋流模擬, 2010.
23.OCIMF Oil Companies International Marine Forum Estimating The Enviromental Loads On Anchoring Systems, Oct, 2010.
24.京口岩, 台灣海峽介紹－台灣海峽地型, 每日頭條, 2017-07-13; https://kknews.cc/society/jzreavy.html
25.黃佩君, 譚偉晟, 劉力仁, 謝武雄, 觀塘接氣站環差9月底補件, 2017-08-12; http://news.ltn.com.tw/news/focus/paper/1126326