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CN106741670A - 一种沿海风电场运输维修抢险作业船 - Google Patents

一种沿海风电场运输维修抢险作业船 Download PDF

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CN106741670A CN201611150308.XA CN201611150308A CN106741670A CN 106741670 A CN106741670 A CN 106741670A CN 201611150308 A CN201611150308 A CN 201611150308A CN 106741670 A CN106741670 A CN 106741670A
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程红蓉
邬婷
李鸿瑞
苗飞
陆天奇
刘勇
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Abstract

本发明提出了一种沿海风电场运输维修抢险作业船，包括船体和主甲板，所述船体由右片体、左片体和连接桥组成，其特征在于，所述主甲板以上为上甲板，所述主甲板平面上由首至尾部依次分为抛锚系泊系统、作业预处理区域和尾部作业甲板，所述上甲板上依次设置驾驶室、船员舱室和风机抢修登乘梯，所述主甲板以下从艏至尾依次为艏尖舱、艏侧推舱、空舱、机舱、燃油舱和全回转推进器舱，所述艏侧推舱内安装艏侧推装置。本发明采用双体船型，优化整个布置空间，极大提高了作业区域甲板的利用面积，在片体不对称情况下，通过水动力性能计算，满足最终船舶的运动性能指标，在国内双体船设计中尚属首创。

Description

一种沿海风电场运输维修抢险作业船
技术领域
本发明涉及沿海风电工程作业船技术领域，尤其涉及一种沿海风电场运输维修抢险作业船。
背景技术
随着新能源开发利用的发展，海上风电场的开发规模和技术成熟度日益提高。但海上风电场风电机组面临潮汐、台风、气流和闪电等恶劣环境，机组容易出现故障且维修较陆上而言难度大，费用高，特别在海况恶劣时，维修人员难以接近，故障无法排除。
当系统设备发生重大故障导致停机或一些小型的机械或电气元件有故障导致风电场停机时，如得不到及时抢修，发电量损失大；如果是齿轮箱等大部件发生故障，还需要动用大型浮吊进行更换，单次吊装费用高达数万元，且造成长时间停机，将会造成巨大的经济损失。目前海上风电场的维修抢修任务：当出现大部件损坏时，主要借助风电安装船等大型船舶进行设备运输吊装，成本过于高昂；当遇到小故障抢修时，一般通过快艇或渔船等运输作业人员进行抢修，由于抢修天气一般过于恶劣，这些非专业船只导致维修作业非常困难，对作业人员来说，作业危险程度大大增加。
从整个海上风电场维修抢修作业来说，使用一款抗风浪能力强的专业运维抢修作业船来进行海上作业，将极大提高作业效率，降低运营成本。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种沿海风电场运输维修抢险作业船，包括船体和主甲板，所述船体由右片体、左片体和连接桥组成，其特征在于，所述主甲板以上为上甲板，所述主甲板平面上由首至尾部依次分为抛锚系泊系统、作业预处理区域和尾部作业甲板，所述上甲板上依次设置驾驶室、船员舱室和风机抢修登乘梯，所述主甲板以下从艏至尾依次为艏尖舱、艏侧推舱、空舱、机舱、燃油舱和全回转推进器舱，所述艏侧推舱内安装艏侧推装置。
进一步地，所述右片体和左片体宽度不对称。
进一步地，所述抛锚系泊系统与作业预处理区域之间设置卫生间、厨房和工作人员休息区域。
进一步地，所述作业预处理区域左右舷分别设置：左右机舱梯道、机械式送风风机和结构通风风道。
进一步地，所述艏尖舱、机舱、燃油舱和全回转推进器舱均为单底结构。
进一步地，所述艏侧推舱与空舱采用双底结构。
进一步地，所述风机抢修登乘梯采用可伸缩式、带波浪补偿的登乘梯。
本发明沿海风电场运输维修抢险作业船是一种响应快、功能齐、耐波性好、作业效率高、自动化程度高的新型片体不对称的双体船型，能够满足作业人员快速登陆风电机组基座，以及维修设备的快速吊装、转运到风机基座上的功能需求。
附图说明
图1为本发明一种沿海风电场运输维修抢险作业船的结构示意图；
图2为图1的左视图；
图3为图1的A-A视图；
图4为图1的B-B视图；
图5为图1的C-C视图。
图中：船体1，右片体2，左片体3，连接桥4，双层底5，艏升高驾驶室6，上甲板7，主甲板8，船员舱室9，卫生间10，厨房11，工作人员休息区12，作业预处理区域13，尾部作业甲板14，艏尖舱201，艏侧推舱202，空舱203，机舱204，燃油舱205，全回转推进器舱206，艏侧推装置301，推进器长传动轴系302，全回转推进器303，尾排气系统304，维修作业集装箱305，折臂吊306，风机抢修登乘梯307，海上发电风机308，风机维修作业平台309，救生筏310，抛锚系泊系统311，风机抢修电机基座312。
具体实施方式
下面结合附图对本发明一种沿海风电场运输维修抢险作业船的具体实施方式进行详细说明，该实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
如图1和图2，一种沿海风电场运输维修抢险作业船，船体1由右片体2、左片体3和连接桥4组成，艏柱采用斧头艏。
在本实施例中，右片体2的宽度大于左片体3，右片体2和左片体3分别作为辅机舱和储藏舱。也可以根据具体情况，将右片体2的宽度设计成小于左片体3，并将布置进行调换。右片体2与左片体3之间的关系根据力的平衡得到，左片体3的浮力F3，距船体中心距离L3；右片体2的浮力F2，距船体中心距离L2；船体设备布置不对称重量G，距船体中心距离L1；G*L1+F3*L3＝F2*L2,例如，统计的设备偏心重量为20t，距离船体中心1.5m，根据以上关系，得出左片体3减小排水量，最后根据左片体3的排水量，进行水动力优化，最终确定右片体2的宽度大于左片体3。在左右片体对称的情况下，由于登乘梯、折臂吊等设备重量过大、船舶主尺度不是很大以及设备作业要求限制，通过全船设备布置难以将全船重心调整到全船中心，因此，本发明将左右片体设计成不对称，左右片体排水量不对称，使船体的重量重心不在中心，才能在作业过程中将全船的重心调整到中心位置，能够减小全船横向重量分布的不对称性，保持整个船体的稳定性和安全性。在片体不对称情况下，通过水动力性能计算，满足最终船舶的运动性能指标，在国内双体船设计中尚属首创。
连接桥4是连接右片体2和左片体3的一个箱型结构，箱型上部表面为主甲板8，连接桥4内部舱一部分作为淡水舱，船体1的全船连续甲板为主甲板8，主甲板8以上为上甲板7、驾驶室6以及船员舱室9，主甲板8平面上由首至尾部的舱室布置以及功能区域划分为：抛锚系泊系统311、卫生间10、厨房11、工作人员休息区域12、作业预处理区域13、尾部作业甲板14，推进器长传动轴系302穿过空舱兼燃油舱205以及全回转推进器舱206，通过万向节连接全回转推进器303，尾排气系统304穿过燃油舱205以及全回转推进器舱206。
如图3，上甲板7上布置依次为艏升高驾驶室6、船员舱室9、救生筏310和风机抢修登乘梯307，当登乘梯与风机平台相连接时，由于波浪作用，船舶会有垂向位移、水平位移以及纵摇横摇等多个运动，船舶与登乘梯为刚性连接时，会造成安全事故，因此登乘梯需要带有运动补偿量来抵消这些运动的位移量，确保登乘作业过程的安全。本发明中的风机抢修登乘梯307采用可伸缩式、带波浪补偿的登乘梯进行作业人员高效输送，登乘梯的波浪补偿装置包括信号采集传感器、运动控制器和执行机构，其中执行机构包括垂向的升降液压缸，水平伸缩液压缸，以及绕登乘梯底座的回转机构。带波浪补偿登乘梯能够缩短工作人员作业准备时间，降低工作人员海上作业风险。
如图4，作业预处理区域13左右舷分别布置：左右机舱梯道、机械式送风风机和结构通风风道；尾部作业甲板14上布置维修作业集装箱305、折臂吊306、风机抢修电机基座312、全回转推进器舱206的出口、机舱204的逃口和救助艇。
如图5，主甲板8以下从艏至尾依次为：艏尖舱201、艏侧推舱202、艏侧推装置301、空舱203、机舱204、燃油舱205和全回转推进器舱206，其中，艏尖舱201、机舱204、燃油舱205和全回转推进器舱206为单底结构，艏侧推舱202和空舱203采用双层底5，双层底5内布置生活污水舱与少量兼做压载舱，使船上的空间得到最大利用。其中，左片体3上的空舱203用来放置设备，右片体2上的空舱203作为备用舱，右片体2上的燃油舱205在不需要的情况下作为空舱。
如图2，本发明在工作时，将风机抢修登乘梯307与海上发电风机308的风机维修作业平台309对接，船上的工作人员通过风机抢修登乘梯307到达风机维修作业平台309，对海上发电风机308进行检查维修，对于大件维修作业工具以及零件采用折臂吊306进行吊装，尾部配置一个相应的维修作业集装箱305方便作业施工使用。
本发明为单甲板、双机，采用中机型布置、尾排气方式，以保证甲板作业区域的连续性与完整性，主推进轴系采用长轴系+万向联轴节的设计方案，推进系统采用两台全回转舵桨以及两台艏侧推装置，柴油机驱动方式，是具有DP2动力定位功能的双体作业船，配合波浪补偿登乘梯，能够确保作业人员安全登陆风机平台。
本发明在船舶首部布置驾驶室，尾部作为作业区域，上甲板采用半升甲板，降低驾驶室的高度，使得船员休息区域与驾驶区域布置得更紧凑，采用半升高驾驶室以降低全船高度，减小横向受风面积。通过采用尾排气系统，取消了烟囱设计，使得尾部作业甲板面积更加完整，折臂吊、登乘梯等设备布置位置更加灵活，作业时也无遮挡。
本发明采用双体船型，能够优化整个布置空间，相对于普通船舶极大提高了作业区域甲板的利用面积，整个尾部作业面积达到近200m2，尾部机修预处理区域面积接近100m2，双体船型船舶作业时，更有利于工作人员在甲板上的平稳性。
本发明根据作业特点及需求，在总体功能布局上进行优化，在四级海况下正常作业，五级海况下安全航行，满足全年280天以上出航作业条件，从而保证作业船在沿海风电场维修抢修作业中，满足响应快，高效、安全作业的特点。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种沿海风电场运输维修抢险作业船，包括船体(1)和主甲板(8)，所述船体(1)由右片体(2)、左片体(3)和连接桥(4)组成，其特征在于，所述主甲板(8)以上为上甲板(7)，所述主甲板(8)平面上由首至尾部依次分为抛锚系泊系统(311)、作业预处理区域(13)和尾部作业甲板(14)，所述上甲板(7)上依次设置驾驶室(6)、船员舱室(9)和风机抢修登乘梯(307)，所述主甲板(8)以下从艏至尾依次为艏尖舱(201)、艏侧推舱(202)、空舱(203)、机舱(204)、燃油舱(205)和全回转推进器舱(206)，所述艏侧推舱(202)内安装艏侧推装置(301)。
2.根据权利要求1所述的沿海风电场运输维修抢险作业船，其特征在于，所述右片体(2)和左片体(3)宽度不对称。
3.根据权利要求1所述的沿海风电场运输维修抢险作业船，其特征在于，所述抛锚系泊系统(311)与作业预处理区域(13)之间设置卫生间(10)、厨房(11)和工作人员休息区域(12)。
4.根据权利要求1所述的沿海风电场运输维修抢险作业船，其特征在于，所述作业预处理区域(13)左右舷分别设置：左右机舱梯道、机械式送风风机和结构通风风道。
5.根据权利要求1所述的沿海风电场运输维修抢险作业船，其特征在于，所述艏尖舱(201)、机舱(204)、燃油舱(205)和全回转推进器舱(206)均为单底结构。
6.根据权利要求1所述的沿海风电场运输维修抢险作业船，其特征在于，所述艏侧推舱(202)与空舱(203)采用双底结构。
7.根据权利要求1所述的沿海风电场运输维修抢险作业船，其特征在于，所述风机抢修登乘梯(307)采用可伸缩式、带波浪补偿的登乘梯。
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