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动力系统设计技术

成果类型:: 实用新型专利

发布时间: 2022-10-27 15:01:18

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 22:08:03
本船为满足饱和潜水作业需求、的动力定位及航行机动性要求,动力系统采用了全船电力推进,并取得了挪威船级社满足 DNV 的船级符DYNPOS - AUTRODP-3(DP-3)及 DYNPOSP-ER(DP-ER)。本船设有 6 台主发电机组为全船供电,每 3 台布置在一个机舱内,每台发电机组功率为 2600ekW,发电电制为 3 x 6,6kV 60Hz,由中速柴油机驱动,通过机带淡水泵中央淡水冷却系对柴油机、发电机机附属设备进行冷却,燃油、滑油、压缩空气系统亦自成一体,可独立运行,减少对外部系统的以来和干涉,保证最强的自制能力。本船还还配有 2 台应急发电机组,每台机组功率达 800kW,发电电制为 440V/60 Hz,由高速柴油机驱动。 首部配有 1 台可伸缩、全回转、定距推进器及 2 台定距侧推,均由变频电机驱动。 本船的推进器配置了满足 VGP2013 的密封油自动收集系统,避免 了推进器可能的漏油对海洋的污染。
本船为深水多功能饱和潜水支持船,具备 300 米饱和潜水、70 米 空气潜水、6000 米深水勘察和 ROV 作业、400 吨级海上起重作业,DP3+动力定位作业,Fifi II 对外消防作业等多项海工作业能力。 本船需重点考虑的船舶水动力性能主要包括快速性耐波性。本船在进行饱和潜水、起重作业、ROV 勘测等零航速和低航速作业时,对耐波性要求较高。 本船进行了船体自航试验,基于试验结果对航速做了估算,且应用水动力计算软件计算了本船的运动性能。 1) 快速性分析 2) 耐波性分析:基于 DNV-GL 船级社水动力计算软件 SESAM/Wadam 采用频域势流理论对本船的在波浪中运动性能做了计算分析。本船相关作业要求对横摇运动有较高求,根据同类型船对比,横摇临界阻尼值考虑同类船型试验结果情况取 7%,以考虑相关阻尼的影响。在计算中针对最危险工况,考虑冬季风暴和 1 年 1 遇风暴海况条件,对本船的耐波性做全面的分析。

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。具有广阔的应用市场。

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。