CN106956752A - 一种灵便型深海采矿船型 - Google Patents

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高良田
彭夺锦
宋卫国
陈琳
金磊
贾宾
王键伟
刘博�
张以恒
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Abstract

本发明提供一种灵便型深海采矿船型，包括主船体、设置在主船体上的直通式夹板、垂向贯穿主船体的用于布放采矿设备以及矿石的回收操作的月池，所述月池设置在主船体的中间位置，所述主船体的船尾呈方形、船首是飞剪式，主船体尾部的尾机舱内设置三个全回转推进器、主船体首部的首部推进舱内设置有两个侧向槽道推进器，且上层建筑布置在主船体首部。本发明提供一种即能充分提高舱容利用率，减少排水体积，又具有宽大甲板面积的灵便型深海采矿船型，同时还能满足结构强度、总布置以及性能上的要求。

Description

一种灵便型深海采矿船型
技术领域
本发明涉及一种采矿船型，尤其涉及一种灵便型深海采矿船型，适用于我国大部分深海矿区。
背景技术
海洋是世界上最大潜在矿产资源基地，随着世界经济的迅速发展，人类对资源的需求与日俱增，资源供求矛盾也日益凸显。由于陆地金属矿资源日渐枯竭，因此开发海底矿产资源成为资源开发战略目标的重要一环，开发蓝色国土，拓展生存和发展空间成为全球经济发展大趋势。目前，人类对海洋资源开发利用程度低，除石油、天然气外，海底金属矿产资源的开发几乎为零。
深海采矿船不同于一般船舶，其系统多样性范围广、技术集成化程度高、设备专业性标准严、作业稳定性难度大；同时深海采矿系统尚未经过实际商业生产的考验。目前，在深海采矿船的理论研究方面，美、日、德、韩等国均有较大进展；我国深海采矿船研究起步较晚，技术储备不深，与国际先进国家相比存在较大进步空间。与传统采矿船相比，灵便型深海采矿船既可以用作采矿母船，又可以进行矿石运输，而且主船体特殊的形状在保证足够甲板面积和提高舱容利用率的同时，又减小了排水体积，提高了灵活性，未来可以作为一种新式采矿船。
发明内容
本发明的目的是为了设计一种即能充分提高舱容利用率，减少排水体积，又具有宽大甲板面积的灵便型深海采矿船型，同时还能满足结构强度、总布置以及性能上的要求。
本发明的目的是这样实现的：包括主船体、设置在主船体上的直通式夹板、垂向贯穿主船体的用于布放采矿设备以及矿石的回收操作的月池，所述月池设置在主船体的中间位置，所述主船体的船尾呈方形、船首是飞剪式，主船体尾部的尾机舱内设置三个全回转推进器、主船体首部的首部推进舱内设置有两个侧向槽道推进器，且上层建筑布置在主船体首部。
本发明还包括这样一些结构特征：
1.主船体中横剖面的水下部分呈U型、水上部分甲板外飘且呈梯形。
2.主船体中横剖面的水上部分甲板的外飘角为38°，且在主船体中横剖面的水上部分甲板的外飘处设置横向舷顶加强结构。
3.主船体的船底是双层底结构、两侧是双层舷侧。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的创新点主要体现在船舶外壳形式以及推进器布置方式上，本发明的主船体的横剖面在下部呈U型，船型丰满，可使舱容得到充分利用；而上部呈梯形，即船体在横向外飘，使得船舶在不增加排水体积的基础上既增大了甲板面积，便于采矿设备设施的布置，又提高了船舶舱容利用率，使得船舶整体的工作效率和经济效益得到显著提高。同时推进器布置于船舶首尾两端，使得船舶操纵性能十分优秀；双层底双层舷侧的舱室布局方式，使船体的结构强度得到了极大保证，经过计算校核，这种设计方式在结构强度方面优势明显。
附图说明
图1是本发明的灵便型深海采矿船示意图；
图2是本发明的灵便型深海采矿船侧视图；
图3是本发明的灵便型深海采矿船俯视图；
图4是本发明的灵便型深海采矿船典型横剖面图；
图5是本发明的船长90-108m处横剖面图；
图6是本发明的艏垂线(195m)处横剖面图；
图7是本发明的尾垂线(0m)处横剖面图；
图中：1、直通式甲板，2、主船体，3、月池，4、尾尖舱，5、全回转推进器，6、1-4号矿舱，7、侧向槽道推进器(首部的)，8、首推进舱，9、艏尖舱，10、采矿系统，11、尾机舱，12、设计水线，13、双层舷侧，14、双层底，15、底边舱，16、顶边舱，17、舷顶加强结构，18、基线。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
结合图1至图7，本发明的船型为一种灵便型深海采矿船，主船体2的0-45m范围内设置方形船尾，以缓和航行阻力；船首呈飞剪式，即水线以上部分甲板外飘前倾，水下部分在船长方向尖瘦同时设置球艏，达到减小甲板上浪和兴波阻力的目的。主船体2横剖面形状如图4所示，主船体2中横剖面为组合式，即水下部分为U型，水上部分甲板外飘，呈梯形，具体的说是在基线18即0-14.5m高度范围内船型丰满，为U型横剖面；在14.5-20m高度范围内，横剖面形状呈梯形，即主船体2在横向产生外飘，且外飘角(舷侧与水平面夹角)α为38°，这种设计方案减少了传统采矿船舱容利用不充分的弊端，同时为了满足采矿设备的布置要求采用了直通式甲板1，左右对称，这样可以极大的增加甲板面积，便于放置采矿系统10，宽阔的甲板面积保证了足够的空间来布放采矿设备。而且根据计算结果，在这种设计方案下，1-4号矿舱6的舱容完全可以满足工作时的使用要求。相比于传统U型剖面采矿船，该型采矿船既拥有足够大的矿舱来存放、运输矿石，而且又保留了宽大的甲板面积，解决了以往舱容过大、利用率不足与甲板面积窄小之间的矛盾。船舶总长L为202m，设计水线12长195m，甲板宽B1为45m，吃水宽B2为36m，满载吃水T为12m，型深D为20m，方形系数Cb为0.764，棱形系数Cp为0.784，甲板长宽比约为4.5，U型船体宽度吃水比为3，甲板宽与吃水比约为3.75。
为了往水下布放采矿设备以及矿石的回收，在船长90-108m范围内设有一个长18m、宽10m、左右对称于中线、垂向贯穿船体的月池3，月池3是用于布放采矿设备以及矿石的回收操作，如图2所示。除此之外，为了保证月池3部位的局部强度，在其周围设置有加强结构，用以降低月池开口导致的总纵强度损失及角隅处的应力集中；月池3两侧设有空舱，方便采矿设备的下放以及维修。
由于采用电力推进系统，因此把尾机舱11布置于船尾9-35m范围内，0-9m范围内布置尾尖舱4，提高了船体空间利用率以及各系统之间的配合，对船舶整体经济效益非常有利；如图2所示，在船尾14-18m范围内布置1台全回转推进器5，宽度方向位于船中线处，尾部23-27m内布置2台全回转推进器5，宽度方向左右对称且距中线8m；在183-200m长、0-8.4m高度范围内为首推进舱8，同时在185-188m和191-194m范围内各布置1台侧向槽道推进器7，这种布局方式使船舶在海上具有十分优良的操纵性和回转性能。在183-202m长、8.4-20m高度范围内为艏尖舱9，上层建筑除主甲板外设6层结构，布置于船体首部，主甲板高3.5m，上层甲板间高度均为2.8m。上层建筑包括船员工作、生活舱室、会议室、驾驶室等，顶部配有直升机停机坪。
如图4所示，船底采用双层底14结构，根据使用要求双层底14高度取2m；舷侧布置有双层舷侧13、底边舱15、顶边舱16，可以用作压载水舱以及燃油舱使用，用以调节船舶浮态，同时还能够提高船体的抗沉性，增加船体强度；此外在船舶横向外飘部位布置有舷顶加强结构17，以充分保证船体的横向强度。

Claims (4)

1.一种灵便型深海采矿船型，包括主船体、设置在主船体上的直通式夹板、垂向贯穿主船体的用于布放采矿设备以及矿石的回收操作的月池，其特征在于：所述月池设置在主船体的中间位置，所述主船体的船尾呈方形、船首是飞剪式，主船体尾部的尾机舱内设置三个全回转推进器、主船体首部的首部推进舱内设置有两个侧向槽道推进器，且上层建筑布置在主船体首部。
2.根据权利要求1所述的一种灵便型深海采矿船型，其特征在于：主船体中横剖面的水下部分呈U型、水上部分甲板外飘且呈梯形。
3.根据权利要求2所述的一种灵便型深海采矿船型，其特征在于：主船体中横剖面的水上部分甲板的外飘角为38°，且在主船体中横剖面的水上部分甲板的外飘处设置横向舷顶加强结构。
4.根据权利要求3所述的一种灵便型深海采矿船型，其特征在于：主船体的船底是双层底结构、两侧是双层舷侧。
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