CN103057673B - 一种抗横倾的压载结构 - Google Patents

Abstract

一种用于多用途重吊船在吊运装卸货物时稳定船体重心的抗横倾的压载结构，包括在56＃～163＃肋位之间的左舷、右舷分别设置抗横倾的左舷N个上边压载水舱和N个下边压载水舱，右舷N个上边压载水舱和N个下边压载水舱，在底舱沿船轴方向的压载总管、多个抗横倾管路和一个抗横倾管路控制系统，N个上边压载水舱和N个下边压载水舱的各相应的上边压载水舱和下边压载水舱之间设置连通管。本发明解决了20000吨多用途重吊船抗横倾压载作业的难题，有效地利用了上下边舱之间直接连通的特点实施抗横倾压载作业，从而保证了船舶装卸货物时生产的力矩平稳，保证了船体的稳定。

Description

一种抗横倾的压载结构

技术领域

本发明涉及船舶制造技术领域，特别是一种用于多用途重吊船在吊运装卸货物时稳定船体重心的抗横倾的压载结构。

技术背景

20000吨多用途重吊船的最大特点是2台700吨起重能力的克令吊位于船体左舷，以及一台180吨起重能力的克令吊位于船体右舷，起重能力达1400吨以上。在装卸货物时会产生巨大的力矩，船体产生倾斜，为平衡克令吊所产生的巨大力矩稳定船体，本船配备了44个压载水舱。与传统船舶不同的是该船没有单独设置抗横倾舱，而是采取了独特的压载舱兼作抗横倾舱，抗横倾系统是校正船舶横倾的自动控制系统，其主要功能是当控制系统检测到船舶倾角超过设定值时，自动启动控制阀门，启动抗横倾泵，调节左右抗横倾舱快速校正船舶的横倾。

20000吨多用途重吊船配置的抗横倾舱有其特殊性，它在吊运货物的状态下，抗横倾程度是不断变化的，有了抗横倾系统就可以在动态下，通过压载补偿船舶装卸货物时的横倾，保证船态平衡。20000吨多用途重吊船超大起重能力及抗横倾舱兼作压载水舱，这在国内船舶建造中是首次。传统布置压载管的方法是从压载总管上开出分支管路到每个压载水舱，通过控制管路中的遥控蝶阀来实现每个舱的压载功能。该船压载水舱多达四十四个，在56＃至163＃肋位之间设置了3＃～7＃16个抗横倾兼作压载的上下边舱，而该船在最初的压载管路设计时，正是采用传统方法，为了能够快速调拨压载水，总管弄内的总管直经达300mm，每个压载舱的分支管管径达150mm，且控制压载管路的蝶阀外型直径达600mm，使得布置压载管路及蝶阀安装非常困难。为此如何综合考虑压载系统与抗衡系统二者的关系至关重要。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有压载舱分管路系统的不足，提供一种用于20000吨多用途重吊船在吊运装卸货物时稳定船体重心的压载结构,简化了控制系统、简化了管路，既节省材料降低成本，又能确保压载作业快速简捷，提高生产效率。

本发明的技术解决方案如下：

一种用于多用途重吊船在吊运装卸货物时稳定船体重心的抗横倾的压载结构，包括在船体中段区域（即56＃～163＃肋位之间）的左舷、右舷分别设置抗横倾的左舷N个上边压载水舱和N个下边压载水舱，右舷N个上边压载水舱和N个下边压载水舱，其中N为3以上的正整数，在底舱沿船轴方向的压载总管、多个抗横倾管路和一个抗横倾管路控制系统，其特点在于：所述的N个上边压载水舱和N个下边压载水舱的各相应的上边压载水舱和下边压载水舱之间设置连通管，将所述的上边压载水舱和下边压载水舱连成一个大舱，在左舷和右舷的每一个下边压载水舱的底部设置两个吸口，所述的左舷下边压载水舱的第一吸口经压载管路和第一遥控蝶阀与所述的压载总管相连通，所述的右舷下边压载水舱的第一吸口经压载管路和第二遥控蝶阀与所述的压载总管相连通，所述的左舷下边压载水舱的第二吸口经抗横倾管路与右舷下边压载水舱的第二吸口相连，在所述的抗横倾管路中依次是第三遥控蝶阀、抗横倾泵和第四遥控蝶阀；

所述的管路控制系统，包括程序、电路、气动泵控制模块、分管路蝶阀控制程序，在该管路控制系统的控制下上边压载水舱与下边压载水舱之间的连通阀自动打开，上下边舱合为一个大舱，抗横倾泵自动启动，通过遥控蝶阀自动调拨左右舷的压载水舱的压载水。

优选的，N为5。

本发明的原理如下：

1、简化控制系统

所述的简化控制系统是指将3＃～7＃上下边舱压载及抗横倾的控制系统有机结合起来。其中抗横倾系统的工作原理是通过电路程序控制，通过上下边舱的直接连通气动浸没式遥控蝶阀开启闭合实施注水排水。

为此首要目标是取消56＃～163＃肋位之间，3＃～7＃区域上边舱压载分管路的控制系统，包括上边舱的压载分支管程序控制模块、分水泵开启、闭合、、分管路蝶阀控制程序，利用抗横倾系统设置在边舱的上下蝶阀连通管替代上边舱的分管路的压载功能，从而简化压载分管路控制系统。

2、取消分支管路

所述的取消分管路是指保留船体56＃～163＃区域3＃～7＃下边舱的压载分支管路，取消上边舱的十个分支管路，十个蝶阀，上下舱则用蝶阀直接连接，压载水通过下边舱与上边舱联通蝶阀注入、排出。新设计专用遥控蝶阀通管、法兰，并与各分段的遥控蝶阀配套，注水从上下边舱连通蝶阀进出，实现压载功能。

3、取消分支管的托架基座

所述的取消分支管弄内的托架基座是指原分支管弄内的分支管是有托架基座进行固定的，取消了分支管路之后就不再需要设置托架基座了，为此则需取消上边舱分支管弄内的托架基座，使管弄空间增加压载舱内结构简约，增加舱容。

本发明的有益效果：

取消上边舱的压载分管路程序系统及上边舱的压载分管路，首创了抗横倾兼压载舱的压载注水、排水，直接通过连接上下边舱的连通阀直接实施压载作业，实现了分管路系统删繁为简，使整个管弄内管路通畅空间增大，舱容整洁，避免了蝶阀因管弄空间狭窄而引起的布置困难等不利因素。

其效果是：

1. 改善了管弄内的管路程序系统布局，使其更趋合理性。

2. 取消分管路方法，通过上下边舱连通套管与蝶阀的设置，改变了压载注水、排水的方式，取消了十个上边舱压载管路及吸口等附件，用一套下边舱分支管路实现上下边舱的压载功能。

3.改善了有限的管弄与舱室空间，是管弄与压载舱结构布置趋于合理简约，节省了材料。

附图说明

图1是常规的压载及抗横倾管路设计方法

图2是本发明用于多用途重吊船在吊运装卸货物时稳定船体重心的抗横倾的压载结构的示意图。

图中：1－第一吸口       2－压载管路    3－抗横倾管路

    4－抗横倾泵      5－压载总管    6－第一遥控蝶阀

    7－连通阀       8-第二遥控蝶阀  9-第二吸口

10-第三遥控蝶阀   11-第四遥控蝶阀。

具体实施方式：

  下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了具体的实施方法，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

请参阅图2，图2是本发明用于多用途重吊船在吊运装卸货物时稳定船体重心的抗横倾的压载结构的示意图，即20000吨多用途重吊船压载及抗横倾管路结构，如图所示，一种用于多用途重吊船在吊运装卸货物时稳定船体重心的抗横倾的压载结构，包括在56＃～163＃肋位之间的左舷、右舷分别设置抗横倾的左舷N个上边压载水舱和N个下边压载水舱，右舷N个上边压载水舱和N个下边压载水舱，其中N为3以上的正整数，在底舱沿船轴方向的压载总管5、多个抗横倾管路3和一个抗横倾管路控制系统，所述的N个上边压载水舱和N个下边压载水舱的各相应的上边压载水舱和下边压载水舱之间设置连通管7，将所述的上边压载水舱和下边压载水舱连成一个大舱，在左舷和右舷的每一个下边压载水舱的底部设置两个吸口1、9，所述的左舷下边压载水舱的第一吸口1经压载管路2和第一遥控蝶阀6与所述的压载总管5相连通，所述的右舷下边压载水舱的第一吸口1经压载管路2和第二遥控蝶阀8与所述的压载总管5相连通，所述的左舷下边压载水舱的第二吸口9经抗横倾管路3与右舷下边压载水舱的第二吸口9相连，在所述的抗横倾管路3中依次是第三遥控蝶阀10、抗横倾泵4和第四遥控蝶阀11；所述的管路控制系统，包括程序、电路、气动泵控制模块、分管路蝶阀控制程序，在该管路控制系统的控制下上边压载水舱与下边压载水舱之间的连通阀7自动打开，上下边舱合为一个大舱，抗横倾泵自动启动，通过遥控蝶阀自动调拨左右舷的压载水舱的压载水。

1、简化控制系统

在首制船设计阶段审阅设计图时发现，该船共有的44个压载舱，从56＃～163＃肋位，其中抗横倾舱16个， 3＃～4＃、6＃～7＃分成上下边舱，5＃压载舱在中间，结构非常复杂，总管弄内压载管管径达到300mm，分支管管径达到150mm，不仅分支管路需通达下边舱，通达上边舱，不仅分支管线路长，同时舱内结构密集，给管路与蝶阀设置增加了困难。还要通过观察与原理分析，克令吊在满载压载试验，首先是将下边舱注满压载水，然后再升到上边舱，压载的重心在下边舱，水注满下边舱后可通过连接上下舱的蝶阀通管注入上边舱。压载水迅速进入上边舱可以满足原分支管路的压载功能，确保船体稳定。为此我方主动向德国GL船级社及船东提出取消上边舱压载分管路的简化方案，并与船级社与船东一起进行方案验证。初始阶段船东是有疑问的，当时在国内某船厂正在同时建造的德国19000吨级重吊船设置了2台400吨克令吊，压载舱的负荷要比我公司建造的20000吨级重吊船小，乃采用下边舱与上边舱两个分管路系统。20000吨重吊船的起吊吨位大，船东担心分支压载管路取消后管路的控制系统是否能有效操控蝶阀的启闭，将压载水直接从连接通管由下边舱进入上边舱？我们将开启下边舱分管路蝶阀注满水以后通过上下边舱蝶阀通管再注入上边舱的注水、排水压载实例、试验数据报给了船级社认证。验证结果，一致认为改进方案具有可靠性、安全性。为此最终的方案是将3＃～7＃抗横倾的10个上边舱的压载支管管路取消，将原系统中两套分管路系统有机结合起来去实现上边舱的压载功能。

原系统中3＃～7＃上下边舱的分支管路都有各自的程序模块来控制。压载分支管、分水泵管路蝶阀吸口系统，控制着二十多个分管路气动泵蝶阀组的开启、闭合，程序相当复杂。现在采取的方法是保留下边舱的程序系统控制模块、电路、遥控蝶阀实施压载功能，而取消了上边舱的程序模块、电路，控制系统，利用抗横倾系统中新设置在下边舱的上下连通管蝶阀，实现上边舱的压载功能的系统控制。从而简化控制系统，减少了程序模块。（见图1系统图简化的前后对比）。

2、取消压载分支管路

原3＃～7＃抗横倾舱区域有10个上边舱、10个下边舱的分管路，分支管的通经为150mm，上下边舱支管分别通至各自的压载舱，分管路不仅线路长且要穿过上下舱密集结构区域才能到达上边舱，管路安装施工都有相当的难度，为此我们将压载系统及抗横舱系统结合起来考虑。最终实施的方案是将3＃～7＃压载兼抗横倾的左右下边舱压载分支管路保留，取消上边舱分管路，上下舱则用连通蝶阀在上下舱之间进行连通。为此专门设计了遥控蝶阀连接套管，该连接套管采用20＃材料，零件在车间焊接组合完毕后实施热浸镀锌（保护好法兰密封），然后在分段上焊接装好后，焊接部位补好锌漆，再装上控制阀，套上防护罩。配套好各型各分段标准遥控蝶阀，见配套表。具体的安装要求：法兰螺孔尺寸应按照图示角度摆放，遥控蝶阀的螺孔应与法兰一致，将蝶阀安装在甲板的下方，以确保将水全部排出。当需要进行抗横倾压载注水或排水时，上下连通阀自动打开，通过下边舱抗横倾泵及横倾管路来调节左右舷的压载水进行压载注水，从而平衡船体。其工作原理是当下边舱压载水打满之后，水会通过上下舱之间连通阀从下边舱直接进入上边舱，从而实现上边舱的压载功能，保证船体平衡。上边舱的压载分支管路取消，上边舱的10个蝶阀及吸口取消，（见图2）。我们从建模视图中可清楚地看到保留了下边舱的分支管路，取消了上边舱的分支管路。

3、取消分支管的托架基座

按原设计上下边舱都有分支管路通达各压载舱，而分支管路沿线需用托架结构基座固定加强，沿线路的压载舱内结构繁杂。现采取了将两套复杂分管路系统有机结合成一套管路系统，取消了上边舱的分支管路之后，原先上边舱分支管路的托架基座就没有必要再设置了。为此采取了取消上边舱分支管路沿线的托架基座措施。取消了气控箱、气控蝶阀及托架基座使压载舱内的结构件相应减少变得合理简约，同时也节约了一大批基座钢材。

实践证明我们根据重心越低，船体稳性越高的原理，在实施压载功能上取消分支管路通达上边压载舱的方法，而是采取了且有独创性的，将压载注水先注满下边舱再直接通过上下边舱连通阀将水注入上边舱的方法是正确的、合理的，具有实用性、可靠性、安全性。

本次技术创新发明是从系统功能的角度去修改设计，上边舱分管路的取消而用上下边舱之间的连通阀替代在国内外是首创的，将原来两套复杂的分管路系统有机结合起来去实现上下舱的压载功能。在综合考虑压载系统及抗衡系统关系不影响二者功能的基础上实施，实现了控制系统与管路简化。其主要方法是利用抗衡系统中的上下连通阀实施压载水舱功能，从而达到取消3＃～7＃左右上边十个压载舱的分支压载管路蝶阀吸口及附件。新方案已付诸实施。既保证了该船压载抗横倾系统的正常运行，同时又简约了管路系统，管路，管弄线路布置合理通畅，为今后重吊船的压载管弄设置提供了借鉴经验。

Claims (2)

1.一种用于多用途重吊船在吊运装卸货物时稳定船体重心的抗横倾的压载结构，包括在船体中段区域的左舷、右舷分别设置抗横倾的左舷N个上边压载水舱和N个下边压载水舱，右舷N个上边压载水舱和N个下边压载水舱，其中N为3以上的正整数，在底舱沿船轴方向的压载总管(5)、多个抗横倾管路(3)和一个抗横倾管路控制系统，其特征在于：所述的N个上边压载水舱和N个下边压载水舱的各相应的上边压载水舱和下边压载水舱之间设置连通管(7)，将所述的上边压载水舱和下边压载水舱连成一个大舱，在左舷和右舷的每一个下边压载水舱的底部设置两个吸口(1、9)，所述的左舷下边压载水舱的第一吸口(1)经压载管路(2)和第一遥控蝶阀(6)与所述的压载总管(5)相连通，所述的右舷下边压载水舱的第一吸口(1)经压载管路(2)和第二遥控蝶阀(8)与所述的压载总管(5)相连通，所述的左舷下边压载水舱的第二吸口(9)经抗横倾管路(3)与右舷下边压载水舱的第二吸口(9)相连，在所述的抗横倾管路(3)中依次是第三遥控蝶阀(10)、抗横倾泵(4)和第四遥控蝶阀(11)；

所述的管路控制系统，包括程序、电路、气动泵控制模块、分管路蝶阀控制程序，在该管路控制系统的控制下上边压载水舱与下边压载水舱之间的连通阀(7)自动打开，上下边舱合为一个大舱，抗横倾泵自动启动，通过所述的第一遥控蝶阀、第二遥控蝶阀、第三遥控蝶阀和第四遥控蝶阀自动调拨左右舷的压载水舱的压载水。

2.根据权利要求1所述的抗横倾的压载结构，其特征在于：所述的N为5。