CN104590482A - 一种重力式移动压载水的船舶倾斜试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种重力式移动压载水的船舶倾斜试验方法，通过重力式移动压载水替代压载泵和临时泵移动压载水的传统方法，依靠左右两个舱之间存在的液位差并通过相应的连通管系自行移动，移动重物的次数一共有8次。本发明不需要开启船上的压载泵或使用临时泵。在船舶倾斜试验中采用重力式移动压载水方法可以替代用泵移动压载水的常规方法，还可以减少试验误差，节省试验时间，节约生产成本。

Description

一种重力式移动压载水的船舶倾斜试验方法

技术领域

本发明涉及船舶的倾斜试验方法，更具体地说，尤其涉及左右舷双壳压载舱对称布置的肥大型船舶的倾斜试验方法。

背景技术

船舶倾斜试验是在船舶接近完工时在码头或在坞内进行的一项重要试验，其目的主要是确定船舶的空船重量及空船重心的垂向和纵向位置，以便进行船舶完工稳性计算和校核。通常情况下，对于大型船舶的倾斜试验，一般采用压载水作为移动重物，而压载水的移动通常是依靠船上的压载泵或临时泵来实现。而对于压载管系中只有一条主压载管路或压载系统在倾斜试验时不具备条件的船舶，不能用压载泵将左右两压载舱中的压载水互相移动，或只能不得已采用临时泵移动左右压载舱的水。对于10万吨级以上的大型船舶，如果使用临时泵移动压载水，倾斜试验时间就需要24个多小时，如果试验中途压载泵或临时泵出现问题，那么试验将会延迟或中止，大大增加了生产周期和成本，非常不经济，同时根据以往的试验经验，很难保证试验结果的准确性。

对于具有左右舷双壳压载舱对称布置的肥大型船舶，可以使用两舷压载水舱移动压载水来代替移动重块，进行倾斜试验。

发明内容

本发明主要是为满足船舶倾斜试验利用压载水作为移动重物时不用压载泵或使用临时泵移动压载水的要求，提供一种新式的重力式移动压载水方法，以便减少试验误差，节省试验时间，节约生产成本，适用于左右舷双壳压载舱对称布置的肥大型船舶(10万吨级以上的油船、VLCC和浮式生产储卸油装置FPSO)。

为了达到上述目的，本发明提供一种重力式移动压载水的船舶倾斜试验方法，首先，针对具有左右舷双壳压载舱对称布置的肥大型船舶，选取左右对称的两对压载舱，分别称为左侧第一压载舱和右侧第一压载舱、左侧第二压载舱和右侧第二压载舱；

其次，估算出完成每一步移动压载水所需的时间其中，压载水密度ρ、压载管系的截面积A、压载管系流速V，以及达到规范要求的最大倾斜角度时，需要的移动压载水的总重量T吨；

此后，完成如下步骤：

S1、初始状态

左侧第一压载舱液位高于右侧第一压载舱，舱容差2T吨；

右侧第二压载舱液位高于左侧第二压载舱，舱容差2T吨；

S2、第1次压载水移动：

左侧第一压载舱向右侧第一压载舱通过连通管系移动压载水，重量T₁吨；

S3、第2次压载水移动：

左侧第一压载舱向右侧第一压载舱通过连通管系移动压载水，重量T₂吨；

S4、第3次和第4次压载水移动：

右侧第二压载舱向左侧第二压载舱通过连通管系移动压载水，重量T₁吨；

右侧第二压载舱向左侧第二压载舱通过连通管系移动压载水，重量T₂吨；

S5、第5次和第6次压载水移动：

右侧第二压载舱向左侧第二压载舱通过连通管系移动压载水，重量T₁吨；

右侧第二压载舱向左侧第二压载舱通过连通管系移动压载水，重量T₂吨；

S6、第7次和第8次压载水移动：

左侧第一压载舱向右侧第一压载舱通过连通管系移动压载水，重量T₁吨；

左侧第一压载舱向右侧第一压载舱通过连通管系移动压载水，重量T₂吨；

其中，S1～S6中，T₁+T₂＝T，且T₁、T₂为T的40％-60％；

每次移动重量后，记录船舶横倾角θ，根据公式得到初稳性高GM；其中，Δ为船舶排水量、M_shift为每次移动重量的横倾力矩、M_shift＝移动重量×移动距离；所得8组GM值用于确定船舶倾斜试验的结果。

移动压载水方法适用于具有左右舷双壳压载舱对称布置的肥大型船舶。肥大型船舶倾斜试验时需要较大的移动重量才能达到规范要求的横倾角度。一般使用两舷压载水舱移动压载水来代替移动重块。倾斜试验时，根据船舶重心位置选取左右舷对称两对压载舱(即4个压载舱)作为移动压载水的舱。例如，船舶重心偏向船艉时要在船舶艏半段选取压载舱，以保证压载后的船舶浮态满足规范对船舶倾斜试验时初始浮态的要求(例如，横倾不超过5°，纵倾不超过两柱间长的1％)。根据船舶的实际状态确定左右压载舱的液位高度，并且保证一对压载舱左舷(或右舷)舱室液位高于右舷(或左舷)舱室，应用重力式移动压载水方法使左舷(或右舷)压载舱中压载水移动重量自压移动至右舷(或左舷)压载舱。另一对压载舱右舷(或左舷)舱室液位高于左舷(或右舷)舱室，应用重力式移动压载水方法使右舷(或左舷)压载舱中压载水移动重量自压移动至左舷(或右舷)压载舱。根据规范要求，船舶倾斜试验移动重物的次数一共有8次。

本发明倾斜试验移动压载水的方法，通过重力式移动压载水方法可以替代压载泵和临时泵移动压载水的传统方法，还可以减少试验误差，节省试验时间，节约生产成本，在试验方法和消耗时间上都比传统的方法有明显的优势。本发明不需要开启船上的压载泵或使用临时泵，重力式移动压载水方法可以替代用泵移动压载水的常规方法，在试验方法和时间消耗上都比传统的方法有明显的优势，操作简单方便。依靠左右两个舱之间存在的液位差并通过相应的管系自行移动压载水。

本发明重力式移动压载水方法是依靠左右两个舱之间存在的液位差并通过相应的连通管系自行移动，该方法不需要开启船上的压载泵或使用临时泵。在船舶倾斜试验中采用重力式移动压载水方法可以替代用泵移动压载水的常规方法，还可以减少试验误差，节省试验时间，节约生产成本。

附图说明

附图是船舶倾斜试验使用重力式移动压载水方法的基本原理图。其中，

图1(a)是船舶倾斜试验左、右两侧第一压载舱的初始状态。

图1(b)是船舶倾斜试验左、右两侧第二压载舱的初始状态。

图2(a)是船舶倾斜试验第一次移动压载水后左、右两侧第一压载舱的状态。

图2(b)是船舶倾斜试验第一次移动压载水后左、右两侧第二压载舱的状态。

图3(a)是船舶倾斜试验第二次移动压载水后左、右两侧第一压载舱的状态。

图3(b)是船舶倾斜试验第二次移动压载水后左、右两侧第二压载舱的状态。

图4(a)是船舶倾斜试验第三次移动压载水后左、右两侧第一压载舱的状态。

图4(b)是船舶倾斜试验第三次移动压载水后左、右两侧第二压载舱的状态。

图5(a)是船舶倾斜试验第四次移动压载水后左、右两侧第一压载舱的状态。

图5(b)是船舶倾斜试验第四次移动压载水后左、右两侧第二压载舱的状态。

图6(a)是船舶倾斜试验第五次移动压载水后左、右两侧第一压载舱的状态。

图6(b)是船舶倾斜试验第五次移动压载水后左、右两侧第二压载舱的状态。

图7(a)是船舶倾斜试验第六次移动压载水后左、右两侧第一压载舱的状态。

图7(b)是船舶倾斜试验第六次移动压载水后左、右两侧第二压载舱的状态。

图8(a)是船舶倾斜试验第七次移动压载水后左、右两侧第一压载舱的状态。

图8(b)是船舶倾斜试验第七次移动压载水后左、右两侧第二压载舱的状态。

图9(a)是船舶倾斜试验左、右两侧第一压载舱的最终状态。

图9(b)是船舶倾斜试验左、右两侧第二压载舱的最终状态。

下面结合附图实例进一步说明本发明。

具体实施方式

移动压载水方法适用于具有左右舷双壳压载舱对称布置的肥大型船舶。肥大型船舶倾斜试验时需要较大的移动重量才能达到规范要求的横倾角度。一般使用两舷压载水舱移动压载水来代替移动重块。倾斜试验时，根据船舶重心位置选取左右舷对称两对压载舱(即4个压载舱)作为移动压载水的舱。例如，船舶重心偏向船艉时要在船舶艏半段选取压载舱，以保证压载后的船舶浮态满足规范对船舶倾斜试验时初始浮态的要求(例如，横倾不超过5°，纵倾不超过两柱间长的1％)。根据船舶的实际状态确定左右压载舱的液位高度，并且保证一对压载舱左舷(或右舷)舱室液位高于右舷(或左舷)舱室，应用重力式移动压载水方法使左舷(或右舷)压载舱中压载水移动重量自压移动至右舷(或左舷)压载舱。另一对压载舱右舷(或左舷)舱室液位高于左舷(或右舷)舱室，应用重力式移动压载水方法使右舷(或左舷)压载舱中压载水移动重量自压移动至左舷(或右舷)压载舱。根据规范要求，船舶倾斜试验移动重物的次数一共有8次。

在倾斜试验前，根据规范要求和船舶的实际状态确定达到规范要求的最大倾斜角度所需移动压载水的总重量，如图1(a)和图1(b)所示，图中的标号1指示部分是需要移动的压载水。根据压载水移动的重量T，压载水密度ρ，压载管系的截面积A和压载管系流速V,可估算出完成每一步移动压载水所需的时间这样就可以在现场的操作中很好的控制每一步的压载水移动的重量。

使用重力式移动压载水方法进行倾斜试验，具体实施方式如下所述：

1、根据船舶压载后浮态，选取两对压载舱，以下统称为第一压载舱(左/右)和第二压载舱(左/右)。船舶压载后初始状态为，第一压载舱左舱液位高于右舱液位(舱容差2T吨)，第二压载舱右舱液位高于左舱液位(舱容差2T吨)。参见图1所示。根据船舶特点，计算达到规范要求的最大倾斜角度时，需要的移动压载水的总重量T吨。倾斜试验压载水移动顺序与移动重量如下表1所示。

2、试验开始后进行第1次压载水移动重量(压载水从第一压载左移到第一压载舱右)。打开第一压载舱左右两舱之间相关管系连通阀门，由于左舷压载舱液位高于右舷压载舱液位，压载水通过连通管系，由左舷压载舱依靠重力差自动流入右舷压载舱。根据预估的时间关闭阀门，移动重量约T₁吨。第1次压载水移动重量完成。参见图2(a)和图2(b)所示。

3、第2次压载水移动重量(压载水继续从第一压载左移到第一压载舱右)。打开第一压载舱左右两舱之间相关管系连通阀门，由于左舷压载舱液位高于右舷压载舱液位，压载水通过连通管系，由左舷压载舱依靠重力差自动流入右舷压载舱，移动重量约T₂吨。此时总计从左舷向右舷移动重量为T₁+T₂＝T吨，即两次移动总重量T使船舶达到规范要求的最大倾斜角度(船舶向右倾斜)。移动重量T₁和T₂的取值范围为总重量T的40％-60％。参见图3(a)和图3(b)所示。

4、第3次和第4次压载水移动重量选取第二压载舱左右两舱(压载水从第二压载舱右移到第二压载舱左)，操作方式与第1次和第2次相同。但压载水移动重量方向相反，压载水由第二压载舱右依靠重力差自动流入至第二压载舱左，两次移动总重量T吨。此时船舶将回复到倾斜试验初始状态，此时整个倾斜试验已完成一半。参见图4(a)和图4(b)、图5(a)和图5(b)所示。

5、第5次和第6次压载水移动，继续使用第二压载舱左右两舱(压载水继续从第二压载舱右移到第二压载舱左)。实施方法与第3次和第4次相同。通过第5次和第6次移动压载水后，两次移动总重量T吨，使船舶达到规范要求的最大倾斜角度(船舶向左倾斜)。参见图6(a)和图6(b)、图7(a)和图7(b)所示。

6、第7次和第8次压载水移动，使用第一压载舱左右两个舱(压载水从第一压载舱左移到第一压载舱右)。实施方式与第1次和第2次相同。通过依靠重力差和相关的联通管系，压载水从第一压载舱左自行流入到第一压载舱右，两次移动总重量T吨。第8次压载水重量移动后，两对压载舱(第一压载左/右和第二压载舱左/右)中的压载水移动重量全部完成左右舷调换，船舶又一次恢复到倾斜试验前的初始状态，倾斜试验移动重量结束。参见图8(a)和图8(b)、图9(a)和图9(b)所示。

7、每次移动重量后，记录船舶横倾角θ。根据公式可以计算得到初稳性高GM。其中，Δ为船舶排水量。M_shift为每次移动重量的横倾力矩，M_shift＝移动重量×移动距离。初稳性高GM作为船舶固有特性是一个定值。通过对比移动重量计算所得的8组GM值，如果没有偏差较大的数值，则证明倾斜试验成功完成。8组GM值之和取平均值船舶重心其中KM为船舶稳心距离基线的高度。

利用本发明进行移动压载水，通过在308000吨原油船(VLCC)、12万吨浮式生产储油船(FPSO)和15万吨浮式生产储油船(FPSO)上成功实施和检验，结果证明是非常有效的，节省时间约20小时，试验结果非常理想，得到了船东、船检的认可和好评。

表1倾斜试验时压载水移动的顺序和重量(举例)

注：T₁+T₂＝T吨，T为船舶达到规范要求的最大倾斜角度时所需的移动总重量。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种重力式移动压载水的船舶倾斜试验方法，其特征在于，

首先，针对具有左右舷双壳压载舱对称布置的肥大型船舶，选取左右对称的两对压载舱，分别称为左侧第一压载舱和右侧第一压载舱、左侧第二压载舱和右侧第二压载舱；

其次，估算出完成每一步移动压载水所需的时间其中，压载水密度ρ、压载管系的截面积A、压载管系流速V，以及达到规范要求的最大倾斜角度时，需要的移动压载水的总重量T吨；

此后，完成如下步骤：

S1、初始状态

左侧第一压载舱液位高于右侧第一压载舱，舱容差2T吨；

右侧第二压载舱液位高于左侧第二压载舱，舱容差2T吨；

S2、第1次压载水移动：

左侧第一压载舱向右侧第一压载舱通过连通管系移动压载水，重量T₁吨；

S3、第2次压载水移动：

左侧第一压载舱向右侧第一压载舱通过连通管系移动压载水，重量T₂吨；

S4、第3次和第4次压载水移动：

右侧第二压载舱向左侧第二压载舱通过连通管系移动压载水，重量T₁吨；

右侧第二压载舱向左侧第二压载舱通过连通管系移动压载水，重量T₂吨；

S5、第5次和第6次压载水移动：

右侧第二压载舱向左侧第二压载舱通过连通管系移动压载水，重量T₁吨；

右侧第二压载舱向左侧第二压载舱通过连通管系移动压载水，重量T₂吨；

S6、第7次和第8次压载水移动：

左侧第一压载舱向右侧第一压载舱通过连通管系移动压载水，重量T₁吨；

左侧第一压载舱向右侧第一压载舱通过连通管系移动压载水，重量T₂吨；

其中，S1～S6中，T₁+T₂＝T，且T₁、T₂为T的40％-60％；

每次移动重量后，记录船舶横倾角θ，根据公式得到初稳性高GM；其中，Δ为船舶排水量、M_shift为每次移动重量的横倾力矩、M_shift＝移动重量×移动距离；所得8组GM值用于确定船舶倾斜试验的结果。