(1)船舶动力系统设计分析研究
收集了主要船级社对 DP 船动力系统冗余设计的要求;分析动力定位等级对动力系统设计的影响;围绕设备布置及系统的冗余设计要求,完成了动力装置选型及设备布置的设计研究、动力辅助系统设计研究、推进装置选型及设备布置的设计研究、以及推进装置管系设计研究,形成了设计流程图。
(2)船舶电气系统设计分析研究
分析钻井船典型作业工况、主要设备配置及用电需求,研究了钻井船的负载特性,研究钻井船的电站配置方法与原则;研究了潮流计算方法,以合理地分配节点负荷;研究了短路电流计算方法,根据计算结果,选择合适的断路器和继电保护装置;分析了电力系统常见的故障模式,研究了电网协调性保护方法,包括断路器的设置以及上、下级断路器之间的协调保护措施,以有效保障电网运行的安全性;对中压变压器预充磁方法进行了深入研究,以解决变压器合闸的冲击电流引起电网电压降低和继电保护的误动作;对中性点接地方式进行了多方案比较研究,分析了其优缺点,研究认为选用中性点经高阻接地是钻井船适用的接地方式,保障了供电可靠性和安全性;考虑深水钻井船电站配置和负载特点,提出了与电站相适应的谐波抑制方案
掌握了深水钻井船动力系统设计的原则和方法。钻井船采用柴油机电力推进,由于深水作业的特殊要求,动力定位作为一种动力装置已成为深水钻井船不可或缺的配套设备。动力定位系统中,各部件、系统协同运作以保证足够、可靠的定位能力。动力定位系统的可靠性应根据失去定位能力的后果决定,后果越严重,动力定位系统应当越可靠。动力定位系统一般分为 DP-1、DP-2、DP-3 三个级别。本项目任务书要求的动力定位等级为 DP-2,通过总结各大船级社对 DP-2、DP-3 动力定位船动力系统的设计要求,掌握了动力定位船动力系统的设计理念和原则,形成了深水钻井船动力系统的设计流程。其中包括动力辅助系统设计研究: 动力系统的设计准则为,当动力需求变化时,动力系统应能适时响应。DP-1 级别的船舶动力系统设计无需冗余;DP-2 的动力系统应该分散布置为两个或两个以上系统,以保证一个系统发生故障后至少有一个系统保持运行。DP-3 的动力系统除了要求分散布置为两个或两个以上系统,以保证一个系统发生故障后至少有一个系统保持运行外,还要求两个系统分隔在不同 A-60 舱室内。若动力系统位于操作水线下,则应该同时满足水密分隔。
研究团队由中国船舶集团有限公司第七○八研究所
上海船厂船舶有限公司的数余名专家组成。研究团队按照“关键技术取得突破,研究成果拓展应用”的总体思路,考虑我国南海油气开发背景,并结合国际市场需求,分阶段实施深水钻井船的研发。本项目研究分为“深水钻井船设计与建造关键技术研究”、“1500 米水深钻井船工程化应用研究”和“3000米水深钻井船开发设计”三个阶段开展。
项目申请并授权专利 12 件,其中发明专利 3 件,实用新型专利 9 件。发表论文 20 篇,其中 4 项为硕士论文。完成软件著作权登记 2 项。
评价单位:“科创中国”高端装备产业科技服务团 (中国造船工程学会)
评价时间:2022-11-02
综合评价
深水钻井船自主研发项目研究成果有力支撑了 1500 米水深钻井船工程项目,完成了国内首次自主设计、总装建造深水钻井船,经济效益显著,实现了核心技术和设备系统的自主可控;开发的 3000 米深水钻井船基本设计方案通过了挪威船级社审查认可,总体技术指标达到了国际先进水平,部分技术指标达到国际领先水平。深水钻井船自主研发项目的成功实施,打破了少数发达国家在深水钻井船设计建造领域的垄断,填补了国内自主设计建造深水钻井船的空白,推动了我国深水钻井装备技术的创新和发展,标志着我国进入了高端海洋工程装备设计、制造领域,提升了我国在高端海洋工程装备领域的综合竞争力。
该项目投入时间较长,虽未在产品化商业化实现规模销售。但该成果产品化商业化的材料采购成本与生产成本均可控,技术含量较高,与同类系统相比竞争优势较大。
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