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饱和潜水支持船总体设计技术

成果类型:: 实用新型专利

发布时间: 2022-10-27 10:36:02

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:“科创中国”高端装备产业科技服务团| 贡天媛 | 2022-10-30 21:34:36
本船为深水多功能饱和潜水支持船,因船舶尺度有限,主甲板作业面积与生活楼居住需求面积冲突较大。本船作为特种用途船,特种作业人员数量超过 60 人,在破舱稳性、防火和逃生等方面要高于一般的海工支持作业船舶,需遵照 36 人以下客船的要求。本船从以下几个方面对船型总体设计展开研究。 1) 总布置研究 本船功能多,系统设备复杂,需满足饱和潜水系统、空气潜水系统、 深水起重机,ROV 机库及收放系统以及 6×2800kW 主电站等设备、 系统的布置,此外,还需满足 200 人的居住需求和 1850m2 的甲板面积要求,必须反复优化总体布置,才能高效利用空间。总布置优化研究主要基于以下几个方面: 全船功能区域划分 饱和潜水系统布置 深水起重机布置 全船 DP3 的区域划分及电缆通道设计 生活区域布置 2) 船舶水动力性能分析 快速性模型试验及分析 耐波性分析 3) 稳性设计 本船稳性分别按航行工况、起重工况、潜水工况进行校核,其完整 稳性和破舱稳性需同时满足 DNV-GL 船级社船舶规范和海上移动平台 双规范要求。经核算,本船的稳性设计能够确保船舶安全。
船舶总体布置规划需满足船体主要技术指标要求、动力设备及系 统布置、人员居住以及作业系统布置要求。本船系统复杂、功能多样、 尺度有限,总体布置规划难度较大。通过主甲板以及舱内空间的反复优化,本船成功实现了对主要系统的布置,并且满足主要设计指标要求,在船型特点上体现出了专业性和先进性的特点。 1)全船功能区域划分 本船共设包括双层底、中间甲板、主甲板、01~06 甲板,驾驶甲板、 罗经甲板共 11 层甲板。 2)饱和潜水系统布置 本船的饱和潜水系统为一个整体式的机械系统,自内底板到 03 甲 板贯穿了 5 层甲板,设备数量众多,安装精度较高,对船舶分舱、密性 及精度均带来较高的要求。需对甲板居住舱、潜水钟、潜水钟吊放系统、 控制集装箱、储气设备、潜水钟脐带缆、高压逃生舱、热水单元、环境控制单元、应急发电机、空压机、工具间、施工工具下放平台等进行布置。 3)400 吨海工吊布置 4)全船 DP3 的区域划分及电缆通道设计5)生活舱室设计

经航行试验及实船营运验证,该船功能强大、技术先进、性能优良,集饱和潜水、空气潜水、深水勘察、ROV 作业、海底施工、动力定位作业、吊机舷外作业、海上开采以及海工支援服务等多项功能与一身,能满足多种作业需求,是世界一流的水下工程利器。 

该船采用综合电力系统,配有 6 台 2700kW 主柴油发电机组,驱动尾部 3 台 3000 kW 的全回转推进器,首部 2 台 2680kW 的侧向推进器和首部 1 台 2500kW 的伸缩推,配备 DP3+级动力定位系统。作为专业的饱和潜水支持船,该船在舱内设有 1 套全自动化 24 人 300 米饱和潜水综合系统和 1 套具有波浪补偿功能的潜水钟系统,2 个潜水钟可通过船上的 2 个潜水系统月池,在 4~5 米波浪海况下下放至水下并高效作业,安全性和舒适性均为目前全球最高水平;同时,该船在第一甲板作业区左舷设置 1 个空气潜水工作站点,配有一套氦氧混合空气潜水系统,用于 70 米水深以内的潜水作业。

深水多功能饱和潜水支持船在研制过程中不断挑战船型设计的新高度,提出了诸多创新型设计,相关技术应用填补了业内空白,主要体现在其为首艘采用 300 米水深 24 人全自动化双潜水钟型饱和潜水系统的深水多功能饱和潜水支持船,设有 2 个全自动饱和加压舱,可实现潜水员加减压操作的标准化、流程化和潜水作业的规模化,作业效率和可靠性高。具有广阔的应用前景。

研究团队由中国船舶集团有限公司第七〇八研究所上海振华重工(集团)股份有限公司的二十余名专家组成。 研究团队开展了总布置设计、作业性能优化、饱和潜水系统及动力系统等方面 的技术研究,实现了多功能船型布置设计、饱和潜水系统布置与安装技术、DP3+动力定位系统设计、被动可控式减摇系统设计、大功率抗横倾系统设计、淡水细水雾结合海水喷淋的消防系统设计等关键技术的突破,在大深度饱和潜水作业、深水油气及其他海洋资源开发利用、科考勘察、国防建设等领域取得了良好的应用效果。 本团队已申请发明专利6项,已授权6项,发明4项,已授权2项。

本项目的技术成果在海洋开发、国防建设、经济建设中将会展现前所未有的发展前景,如何加快研究进度,解决关键技术难点,提高综合技术保障能力,以适应海洋经济发展对潜水技术的需求,更好地为海洋开发事业服务,发挥特有的作用,将成为新的挑战。

饱和潜水系统设计,安装及调试技术将不仅填补国内在该领域的空白,还将带动国内相关装备领域的发展,打破国外在大型深水多功能潜水支持船设计制造技术领域的垄断,使得我国海工装备制造迈入深水工程作业的新领域。这势必使得我国在大深度饱和潜水装备上也实现新的突破,逐步掌握大深度饱和潜水装备自主研发能力和制造能力,大大提高我国在饱和潜水装备领域的知名度和竞争力,也为我国南海深水油气资源开发及维护做好准备。

近年来,随着海工市场的不断发展,海洋装备的使用日益增加,对潜水作业的需求也越来越大。目前,饱和潜水是最为先进有效的潜水作业方式。因此饱和潜水系统和饱和潜水支持船也必将有着较大需求量,产业化前景看好。

相对于常规潜水,饱和潜水机会不受水下作业时间限制,大大提高了水下作业效率,节省能源,降低了水下作业成本。饱和潜水系统的技术优越性为系统本身及其母船带来了极高的附加值。一套饱和潜水系统大约能创造 2 3 亿人民币的产值,而装备有饱和潜水系统的潜水支持船大约能创造 10 亿左右人民币的产值。