CN102963516A - 水下安装全回转推进器的平板型密封装备及其搭载方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种适合于诸如钻探船的具有普通商船船形的船舶上安装的水下安装全回转推进器的平板型密封装备及其搭载方法。根据本发明，在安装水下安装全回转推进器所需的水密作业时，不需要在船舶内形成另外的空间，在原有窄小的空间内，也能够容易地搭载密封装备，此时，密封装备的大小和重量小，处置时的人员伤亡事故及装备损害危险也在相当程度上减小。

Description

水下安装全回转推进器的平板型密封装备及其搭载方法
技术领域
本发明涉及一种适合于诸如钻探船的具有普通商船船形的船舶上安装的水下安装全回转推进器的平板型密封装备及其搭载方法。
背景技术
一般而言，在船舶的推进装置中，全回转推进器(azimuth thruster)作为旋转方式的电驱动式推进装置的一种，如图1及图2所示，是兼具船舶的推进与操舵功能的装置，由于能够与主引擎分离安装，因而具有增加船舶内区划配置灵活性、减小引擎室容积及增加货舱容积的效果，借助于自身旋转，具有调整性能出色的优点。
另一方面，水下安装全回转推进器(underwater mounting azimuth thruster)作为安装于钻探船(drill ship)、穿梭油船(shuttle tanker)、FPSO（浮式生产储油船）等的主推进装置或用于借助于计算机动态定位(dynamic positioning)的推进装置，具有在水面以下安装的特征，需要常年在一处进行作业的海洋装备(offshore facility)能够不中断其作业地在水中直接更换水下安装全回转推进器，经济性好，最近频繁使用。
这种水下安装全回转推进器的一般水下安装方法可以分为以下两种，第一种如图3至图6所示，在水深较深处，在海面50利用起重船(crane barge)30或本船10的起重机，把水下安装全回转推进器20放入海面50以下后，与从水下安装全回转推进器20将安装的本船10供应的钢缆(steel wire rope;60)连接后，在本船10利用钢缆进行起吊安装。
第二种方法如图7至图9所示，把水下安装全回转推进器20安放于具有既定水深处的海底面40，使本船10移动到安放好的水下安装全回转推进器20上之后，把从本船供应的钢缆连接于水下安装全回转推进器20，利用本船10的钢缆进行起吊安装
为了象这样对水下安装全回转推进器在水下进行安装，进行水下安装全回转推进器拆装时，保持船舶内部的水密性非常重要。因此，以往如图10至图12所示，通过把圆顶(dome)形密封装备80搭载于船舶的水下安装全回转推进器拆装部，从而在水下安装全回转推进器安装时，保持船舶内部的水密性。
可是，就诸如钻探船的具有普通商船船形的船舶而言，虽然机动性比诸如半潜船(semi-submersible)的其他海洋装备出色，但相反，却存在安装水下安装全回转推进器的空间相对窄小的空间性制约。如果把水下安装全回转推进器应用于这样存在空间性制约的钻探船等船舶，则发生如下缺点。
1.圆顶形密封装备的搭载空间窄小
同时执行推进与操舵功能的水下安装全回转推进器加装于钻探船等船舶的船尾，如图13所示，一般安装于艉鳍(skeg)形态的结构物。因此，与普通的房间(room)形态的区划(compartment)相比，可以使用的空间小，在搭载(storage)圆顶形密封装备80方面存在困难。
另外，即使在水下安装全回转推进器的附近搭载圆顶形密封装备80，由于搭载于窄小的空间，因此在作业时，圆顶形密封装备80的移动发生制约。针对这种问题，欲通过在一角使马达竖起配置，形成一条圆顶形密封装备80能够通过的路，从而解决搭载空间窄小问题，但在这种情况下，动力传递轴的长度延长，马达与水下安装全回转推进器之间的轴系校中(shaftalignment)困难，引发动力传递效率下降的缺点。
2.圆顶形密封装备的处置问题
虽然圆顶形密封装备80的大小可根据水下安装全回转推进器而变化，但就一般使用的圆顶形密封装备80而言，其重量为1吨左右，大小为直径约2m，高度约500mm左右。另外，圆顶形密封装备80使用厚钢板(steel plate)制作成一体型，以便能够充分承受压力。因此，在如上所述的窄小空间中，对这种重量物进行处置(handling)，常常伴随着人员伤亡事故危险和周边装备损害危险。
3.供应厂商规格过高
以往的水下安装全回转推进器供应厂商设计圆顶形密封装备80的基准对象是吃水(draft)大的半潜船类的海洋装备。在这种情况下，水下安装全回转推进器安装的水深大约为30~40m，此时的水压为3~4巴。但是，钻探船等船舶的最大吃水(max draft)约为10m左右，水下安装全回转推进器安装使用的水深往往比其小，水压不足1巴。即，钻探船等船舶内要求的水下安装全回转推进器的水密压力远远低于以往圆顶形密封装备80所保障的水密压力，所以，以往的供应厂商所提供的圆顶形密封装备80的规格远远超过了应用于钻探船等船舶的要求。
发明内容
要解决的技术问题
本发明正是为了解决如上问题而研发的，目的在于提供一种适合于诸如钻探船的具有普通商船船形的船舶上安装的水下安装全回转推进器的平板型密封装备及其搭载方法。
解决问题的手段
为达成上述目的，本发明提供一种水下安装全回转推进器的平板型密封装备，包括：
固定部，固定安装于诸如钻探船的具有普通商船船形的船舶的船体，利用圆柱侧面形状的主体内部，包围水下安装全回转推进器的安装上部；以及
拆装部，能拆装地安装于所述固定部的上面，供平板形状的主体与所述固定部结合，形成密封结构。
此时，其特征在于：所述拆装部的主体三等分为中间及左右两侧面。
另外，作为所述水下安装全回转推进器的平板型密封装备的搭载方法，
本发明提供一种水下安装全回转推进器的平板型密封装备的搭载方法，包括：
安装步骤，把所述固定部安装于诸如钻探船的具有普通商船船形的船舶的船体；以及
形成密封结构步骤，把所述拆装部安装于所述固定部的上面，形成密封结构。
此时，其特征在于：所述拆装部按任意顺序选择主体的三等分的中间及左右两侧面中的一个，安装于所述固定部的上面。
发明的效果
根据本发明，在用于把水下安装全回转推进器安装于诸如钻探船的具有普通商船船形的船舶的水密作业时，不需要在船舶内形成另外的空间，在原有窄小的空间内，也能够容易地搭载密封装备，此时，密封装备的大小和重量小，处置时的人员伤亡事故及装备损害危险也在相当程度上减小。
附图说明
图1及图2是全回转推进器的一般面貌。
图3至图9是在水下对水下安装全回转推进器进行安装的方法。
图10至图12是以往的圆顶形密封装备。
图13是水下安装全回转推进器附着于钻探船等船舶的船尾的面貌。
图14是本发明的平板型密封装备的面貌(立体图)。
图15是本发明的平板型密封装备的面貌(侧面剖面图)。
图16是本发明的平板型密封装备的面貌(俯视图)。
图17及图18是用于本发明平板型密封装备的数值解析的建模。
附图符号说明
1:固定部
2:拆装部
3:拆装部的三等分的中间主体
4:拆装部的三等分的左右两侧面主体
5:O形环
6:螺栓及螺母
7:船舶的船体
10:船舶
20:水下安装全回转推进器
30:装载驳船、浮动船坞或与之类似的驳船
40:海底面
50:海面
60:钢缆
70:水下安装全回转推进器定盘
80:以往的圆顶形密封装备
具体实施方式
下面参照附图，对本发明进行详细说明。首先需要注意的是，在对各附图的构成要素赋予参照符号方面，针对相同的构成要素，即使显示于不同的附图上，也尽可能使之具有相同的符号。另外，在对本发明进行说明的过程中，当判断认为对相关公知构成或功能的具体说明可能混淆本发明要旨时，省略相应详细说明。
水下安装全回转推进器的平板型密封装备
图14至图16显示出本发明的平板型密封装备的面貌。
本发明的目的是提供一种适合于诸如钻探船的具有普通商船船形的船舶上安装的水下安装全回转推进器的平板型密封装备，为达成这种目的，本发明包括固定部1及拆装部2。
以往的以一体型制作的圆顶形密封装备80在水压方面比较理想，而在搭载时受到较多空间上的制约，本发明的平板型密封装备把以往的以一体型制作的圆顶形密封装备80制作成平板形的钢盖(steel cover)，并将其三等分，从而使船舶内搭载时的效率实现最大化。
作为本发明平板型密封装备一个构成要素的固定部1，固定安装于诸如钻探船的具有普通商船船形的船舶的船体(hull)7，在该状态下，利用圆柱侧面形状的主体内部，包围水下安装全回转推进器20的安装上部。
而且，作为本发明的平板型密封装备另一构成要素的拆装部2，优选是具有圆形平板形状的钢盖，能拆装地安装于固定部1的上面，平板形状的主体与固定部1结合，形成密封结构。
此时，根据本发明的优选实施例，在拆装部2及固定部1之间插入O形环(o-ring)5，利用螺栓及螺母6形成密封结构。钻探船等船舶的最大吃水(max draft)大约为10m左右，水下安装全回转推进器20安装使用的水深往往比其低，水压不足1巴，因此，利用如上所述的拆装部2及固定部1的结合结构，也能够充分确保1巴左右的水密压力。
另一方面，根据本发明，在固定部1固定安装于船体7的状态下，只有作为盖的拆装部2结合于固定部1的上面，能够形成密封结构，与以往需要一次对制作成一体型的整个圆顶形密封装备80进行处置的情形相比，在相当程度上减少了作业人员的负担。
而且，根据本发明的优选实施例，拆装部2的主体三等分成中间3及左右两侧面4，作业人员可以按任意顺序选择如此三等分的中间3及左右两侧面4中的一个，安装于固定部1的上面，因此，能够进一步使船舶内搭载时的作业效率实现最大化。
因此，根据本发明，在用于把水下安装全回转推进器20安装于诸如钻探船的具有普通商船船形的船舶的水密作业时，不需要在船舶内形成另外的空间，在原有窄小的空间内，也能够容易地搭载密封装备。另外，拆装部2与以往制作成一体型的圆顶形密封装备80相比，重量减小至1/3~1/5，大小也减小一半以上，从而，本发明的平板型密封装备的大小和重量整体上减小，处置时的人员伤亡事故及装备损害危险也在相当程度上减小。
另一方面，在本发明的实施例中，为确保本发明的平板型密封装备的可靠性，实施了通过数值解析的理论性验证和通过空气试验的实际验证。图17及图18显示出用于本发明的平板型密封装备的数值解析的建模状态。
在数值解析时，执行了包括船体7的本发明平板型密封装备整体的建模。此时，作为数值解析条件(analysis condition)，水压为0.75巴(noble drillship基准)，安全系数(safety factor)为2，由于使用了A级钢，所以屈服强度定为235N/mm2。数值解析的结果，压力集中于连结拆装部2的正中央与拆装部2的螺栓部分，通过该值可以确认出现了104N/mm2。这是低于作为基准的235N/mm2的值，从理论上看，证明了本发明的平板型密封装备是安全的。
另一方面，在本发明的实施例中，把拆装部2安装于固定部1后，实际注入空气(air)，实施了水密试验。本试验的介绍(instruction)及步骤(procedure)显示于表1中。表1显示出本发明的平板型密封装备的空气试验说明书。本试验在船主及船级协会人员到场下实施，试验结果可以确认完全确保了水密。
表1
Figure BDA00002083163200071
水下安装全回转推进器的平板型密封装备的搭载方法
作为上述的水下安装全回转推进器的平板型密封装备的搭载方法，本发明还提供一种水下安装全回转推进器的平板型密封装备的搭载方法，包括：安装步骤，把所述固定部1安装于诸如钻探船的具有普通商船船形的船舶的船体7；以及形成密封结构步骤，把所述拆装部2安装于所述固定部1的上面，形成密封结构。另一方面，本发明的详细说明与上述内容相同，因此以下省略重复的说明。
以上的说明只不过是举例说明本发明的技术思想而已，本发明所属技术领域的技术人员可以在不超越本发明本质特性的范围内，进行多种修改、变更及置换。因此，本发明中公开的实施例及附图并非用于限定而是用于说明本发明的技术思想，本发明的技术思想的范围并且限定于这种实施例及附图。本发明的保护范围应根据权利要求书进行解释，在与之同等范围内的所有技术思想应解释为包含于本发明的权利范围。

Claims (8)

1.一种水下安装全回转推进器的平板型密封装备，包括：
固定部，固定安装于诸如钻探船的具有普通商船船形的船舶的船体，利用圆柱侧面形状的主体内部，包围水下安装全回转推进器的安装上部；以及
拆装部，能拆装地安装于所述固定部的上面，平板形状的主体与所述固定部结合，形成密封结构。
2.根据权利要求1所述的水下安装全回转推进器的平板型密封装备，其特征在于：
所述拆装部为圆形的平板形状。
3.根据权利要求1或2所述的水下安装全回转推进器的平板型密封装备，其特征在于：
所述拆装部的主体三等分成中间及左右两侧面。
4.根据权利要求1所述的水下安装全回转推进器的平板型密封装备，其特征在于：
在所述拆装部及所述固定部之间插入O形环，利用螺栓及螺母，形成密封结构。
5.一种水下安装全回转推进器的平板型密封装备的搭载方法，作为所述水下安装全回转推进器的平板型密封装备的搭载方法，包括：
安装步骤，把所述固定部安装于诸如钻探船的具有普通商船船形的船舶的船体；以及
形成密封结构步骤，把所述拆装部安装于所述固定部的上面，形成密封结构。
6.根据权利要求5所述的水下安装全回转推进器的平板型密封装备的搭载方法，其特征在于：
所述拆装部为圆形的平板形状。
7.根据权利要求5所述的水下安装全回转推进器的平板型密封装备的搭载方法，其特征在于：
所述拆装部按任意顺序选择主体的三等分的中间及左右两侧面中的一个，安装于所述固定部的上面。
8.根据权利要求5所述的水下安装全回转推进器的平板型密封装备的搭载方法，其特征在于：
在所述拆装部及所述固定部之间插入O形环，利用螺栓及螺母，形成密封结构。
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