CN109334886A - 一种高性能全回转港作拖轮 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高性能全回转港作拖轮，包括拖轮本体、安装在拖轮本体上的驾驶室和安装在驾驶室上方的监测塔，所述拖轮本体是艏倾、艉種切除的船体；所述拖轮本体为横骨架式、单底结构、单甲板全焊接钢质船舶；主甲板以下设两道横向水密舱壁及一道防撞舱壁将全船分为锚链舱/淡水舱、机舱和推进机械舱；所有舱壁均为带垂直扶强材及水平加强筋的平面舱壁；所述机舱和推进机械舱内布置有双轴系全回转柴油机推进系统，所述推进系统包括对称布置的两台推进主机、两个舵桨机和两台船用柴油发动机；所述拖轮本体的舭龙骨成流线型。本发明的体积小、稳定性强、功率大、自动化程度高、操作灵活方便、安全性能好、适用范围广。

Description

一种高性能全回转港作拖轮

技术领域

本发明涉及一种拖轮，具体是一种高性能全回转港作拖轮，属于拖轮技术领域。

背景技术

拖轮(tug boat)又称为拖船，是用来拖曳没有自航能力的船舶、木排或协助大型船舶进出港口、靠离码头，或作救助海洋遇难船只的船舶。拖船没有装载货物的货舱，船身不大，但装有大功率的推进主机和拖曳设备，具有“个子小、力气大”的特点。拖船分海洋拖船、港作拖船和内河拖船。拖轮拖带船舶，可以像火车头拖带列车车厢一样，呈一列式拖带驳船；也可以从两旁舷侧拖带驳船。拖轮还可以拖大船，几艘小拖轮可以同时拖带一艘万吨级大船，使大船顺利地进出港，调动船位，或进出船坞。

金融危机曾给全球经济带来了巨大的冲击，各个国家经济受到不同程度的影响，远洋运输更是首当其冲。但是随着危机逝去，经济的不断恢复，全球的远洋贸易也将会快速的恢复。由于能源的危机以及对环保的不断重视，远洋船只提出新的要求-节能、环保、高效、安全，所以远洋船舶为了较低能耗，节约成本将向大型化发展。

由于船舶的大型化，这对船舶的靠离码头是十分不利的；同时随着环保要求不断提高，各个港口对船舶排放要求也不断提高，欧洲国家甚至提出零排放的要求。这就要求港口拥有能够协助大型船舶靠离码头，以及其他港口作业功能的拖轮。因此急需一种用于海区拖带作业，协助大型船舶靠离码头，往返码头及锚地运送人员物资及消防救助等方面的全回转港作拖轮。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种高性能全回转港作拖轮，其船体小、稳定性强、功率大、自动化程度高、操作灵活方便、安全性能好、适用范围广，是大型航运公司和港口必备的高性能船舶。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种高性能全回转港作拖轮，包括拖轮本体、安装在拖轮本体上的驾驶室和安装在驾驶室上方的监测塔，所述拖轮本体是艏倾、艉種切除的船体；所述拖轮本体为横骨架式、单底结构、单甲板全焊接钢质船舶；主甲板以下设两道横向水密舱壁及一道防撞舱壁将全船分为锚链舱/淡水舱、机舱和推进机械舱；所有舱壁均为带垂直扶强材及水平加强筋的平面舱壁；所述机舱和推进机械舱内布置有双轴系全回转柴油机推进系统，所述推进系统包括对称布置的两台推进主机、两个舵桨机和两台船用柴油发动机；所述拖轮本体的舭龙骨成流线型。

优选地，所述机舱的长度站全船总长50％以上，机舱内设有燃油舱、溢流舱、油渣舱和污水舱。

优选地，所述拖轮本体的左右舷装有半圆形钢管护舷，。

优选地，所述拖轮本体的主甲板艏部对称设置有两只系缆柱；主甲板前、后部均设置有十字桩，主甲板设置有拖钩桩和导缆孔；主甲板艉部装有缆绳卷筒。

优选地，还包括用于保护机舱和舵机舱灭火系统，所述灭火系统包括二氧化碳站室内的二氧化碳瓶组、控制二氧化碳瓶组工作的开启装置、布置在机舱和舵机舱内的释放管、若干个安装在释放管上的喷头和报警器。

优选地，所述机舱内还安装有两台电动空压机、两只主机起动空气瓶、两只遥控杂用空气瓶、一套甲板机械液压动力柜、一套生活污水粉碎消毒储存柜、一台组装式压力水柜、一套舱底水分离器及两只污油水舱、一台带自吸装置的电动舱底消防水泵、一台电动总用泵、两台船用低噪声轴流风机、两台电动燃油输送泵、一台电动污油输送泵和两台电动滑油预供泵。

优选地，所述机舱肋位间两舷设有左右海水门及海水总管，还设有主机滑油、淡水冷却器、燃油日用柜、钳桌工具台、四具手提式灭火器、柴油机启动电瓶、主机淡水膨胀水箱、一台电加热热水柜和滑油储存箱。

优选地，整个拖轮的配电系统为交流三相三线绝缘制，交流单相及直流电为两线绝缘，24V电气系统为两线绝缘系统，正负极通过保险丝或断路器实现短路保护和过载保护。

与现有的技术相比，本发明采用双轴系全回转推进系统，减少了转弯时的旋转半径，提高了操作系统的自动化程度；采用艉種切除型船尾设计，有效地缩短船长，减少船体建造成本，改善回转性能，提高了该船的灵活性。通过各个部件的配合，最终船体小、稳定性强、功率大、自动化程度高、操作灵活方便、安全性能好、适用范围广，是大型航运公司和港口必备的高性能船舶。此外，采用防滴式岸电箱装置，带有断路器和过载脱叩装置，在船舶停靠港口或应急时能够快速连接多项电源，及时处理各种突发事件。还可在拖轮上设置闭路电视监控系统。机舱、舵机舱、机舱口和桅杆前后分别设置红外摄像头，驾驶室设置监控系统显示器，及时监控船体四周及舱室各种险情的发生。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明主甲板的示意图；

图3为本发明下层甲板的示意图；

图4为图1中部分放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施中的技术方案进行清楚，完整的描述，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

因船长与航速有很大关系，但作为拖轮来说航速并不那么重要。重要的还是减小船舶的纵摇，改善船舶适航性，又便于船内的总布置，使能自由而安全地进行轮机部和甲板部的操作。但若船体设计的过长，使钢结构尺寸增大，重量增加，船的造价则相应提高。并且，操纵性能将恶化，对在船舶拥挤的港内以及狭窄场所进行作业尤其不利。在船长决定时考虑其中相互联系的矛盾因素，从降低船舶建造成本出发，在不改变性能时有尽量短的船长。

实施例：拖轮总长29.05m，两柱间长23.39m，型宽9.00m，型深4.70m，载重吃水3.75m，主机2*1600HP，缆桩拉力40T，试航速度11节，续航力1600海里，主甲板到驾驶桥楼甲板2.65m，驾驶桥楼甲板到驾驶室顶部2.50m。

如图1至图4所示，本发明实施例提供的一种高性能全回转港作拖轮，包括拖轮本体1、安装在拖轮本体1上的驾驶室4和安装在驾驶室4上方的监测塔3，所述拖轮本体1是艏倾、艉種切除的船体；所述拖轮本体1为横骨架式、单底结构、单甲板全焊接钢质船舶；主甲板5以下设两道横向水密舱壁及一道防撞舱壁将全船分为锚链舱/淡水舱、机舱7和推进机械舱8；所有舱壁均为带垂直扶强材及水平加强筋的平面舱壁；所述机舱7和推进机械舱8内布置有双轴系全回转柴油机推进系统，所述推进系统包括对称布置的两台推进主机10、两个舵桨机和两台船用柴油发动机9；所述拖轮本体1的舭龙骨成流线型。

拖轮尾部主要承受顶推作业时的巨大拖力，为保证作业是拖轮尾部不发生巨大变形影响拖轮的安全性，故尾部结构可采用组合钢板并作充分加强。拖轮本体上的上层建筑是钢质结构，每隔500mm标准间距设有加强筋，甲板室顶部横梁为扁钢或角钢，并直接焊接到加强筋。所有主体结构和露天上层建筑或潮湿区域的焊接都应为双面连续焊。间断焊仅可用于上层建筑内部结构，如干燥区域的普通梁、框架和挺筋。舭龙骨装在船舯大约0.35L(L为拖轮总长)，向前延伸不超过1/3L，以避免撞击损害；后部渐缩，并在肋骨处结束。

拖轮的龙骨采用平板结构，宽650mm，厚12mm；外板板厚选取时，在满足要求的情况下，尽量降低板厚，降低船体重量及建造成本。切根据情况，对船艏部分、推进井四周、锚链筒及海水箱等处的钢板做适当加厚并使用折边加强筋加强。

推进系统的操纵系统设在驾驶室的驾控台上。推进系统配有导流管并可以同时或单独360度旋转，并能够提供较高的拖力和具有优良的操纵性。主甲板上的锚机/拖缆绞车为电液驱动式，包括拖缆绞车、一个系索滚轮、两个锚链轮、两个副卷筒，锚机/拖缆绞车额定承受能力为2.0T x 10M/min。双速拖带滚轮适用于长150米能，直径100毫米的聚丙烯缆绳，在额定15T拉力，链速45M/min时，一级刹车制动能力为80T。安全载重为50吨的拖钩位于主甲板的拖钩座上。拖钩配有在拖钩最大拉力时可在驾驶室遥控的气动或液动释放装置以及就地释放装置。

优选地，所述机舱的长度占全船总长50％以上，机舱内设有燃油舱、溢流舱、油渣舱和污水舱。由于其内部结构设计的好环直接关系到全船结构设计的成败，因此各种液舱的布置可根据使用习惯等因素进行设定。如可采用局部双层底形成液舱，并起到加强结构的作用；并机舱内设置强肋骨，强横梁形成强框架。且主机座腹板与船体骨架形成一体，另外在机舱开口处设置支柱加强。这些都可以有效的降低船体振动。

优选地，所述拖轮本体的左右舷装有半圆形钢管护舷。拖轮钢质舷墙延伸至整条船，焊接到甲板上并加强。舷墙顶装有NB100SCH80的管子，舷墙板材在导缆管和排水口处的加厚。舷墙高度为1000mm。左右舷各提供一个舷墙门，用于上下船。

优选地，所述拖轮本体的主甲板5艏部对称设置有两只系缆柱；主甲板前、后部均设置有十字桩，主甲板设置有拖钩桩和导缆孔；主甲板艉部装有缆绳卷筒。

优选地，还包括用于保护机舱和舵机舱灭火系统，所述灭火系统包括二氧化碳站室内的二氧化碳瓶组、控制二氧化碳瓶组工作的开启装置、布置在机舱和舵机舱内的释放管、若干个安装在释放管上的喷头和报警器。

上述柴油发动机采用型号：LB8250ZLC-6面对飞轮转向：右机右转(顺时针)；型式：直列、四冲程、直喷、涡轮增压、中冷、不可逆转；持续功率：1324KW(1800HP)；额定转速：750RPM；燃油耗量：198+5％g/kWh。

轴系11包括两端中间轴(直径Φ138)及两个万向联轴器。舵桨系统的型号：SRP1850，最大输入功率：1453KW，最大输入转速：750RPM，最大输入扭矩：18500N.m，减速比：2.439，螺旋桨直径：2100mm。整个拖轮轴系长约9m，包括直径138mm的中间轴，其与水平线夹角为16.6度；两个万向联轴器与中间轴夹角为6.85度；由于主机不经减速直接与轴系相连，转速较高达到750rpm，故采用调心滚子轴承(共12只)；联轴器采用42CrMo。

优选地，所述机舱内还安装有两台电动空压机、两只主机起动空气瓶、两只遥控杂用空气瓶、一套甲板机械液压动力柜、一套生活污水粉碎消毒储存柜、一台组装式压力水柜、一套舱底水分离器及两只污油水舱、一台带自吸装置的电动舱底消防水泵、一台电动总用泵、两台船用低噪声轴流风机、两台电动燃油输送泵、一台电动污油输送泵和两台电动滑油预供泵。

优选地，所述机舱肋位间两舷设有左右海水门及DN250海水总管，还设有主机滑油、淡水冷却器、燃油日用柜、钳桌工具台、四具手提式灭火器、柴油机启动电瓶、主机淡水膨胀水箱、一台电加热热水柜和滑油储存箱。

优选地，整个拖轮的配电系统为交流三相三线绝缘制，交流单相及直流电为两线绝缘，24V电气系统为两线绝缘系统，正负极通过保险丝或断路器实现短路保护和过载保护。动力马达由400V馈电板供电，其他特定马达和小型电气设备由220V馈电板供电或通过分电箱供电。该拖轮在桥楼甲板储藏室门口设置防滴式岸电箱装置带有断路器和过载脱叩装置，在船舶停靠港口用于连接岸电100A，AC 400V，三相三线，50Hz。

此外，拖轮的照明备用电瓶和充放电板可均设置在机舱之外。机舱采取强制机械通风，为正压式，风机可逆转。在恶劣气候条件下，机舱门窗关闭时，机舱通风机必须打开。机舱内所有柴油机的排烟管均向艉引出，排烟管上设有膨胀节和消音器，另外该拖轮的消音器过大，无法放置在烟囱内，将其水平放置在舵机舱内，充分考虑了泵的吸高及抗气蚀能力。220V照明电由主配电盘220V配电板供电。线路供电分为机舱，推进机械舱，居住舱等供电。按规范，设置应急照明，应急灯由电池供电，分为机舱和居住舱供电。

整个拖轮还可采用分体式空调设计，驾驶室设两台挂壁式2.0匹冷热空调。会议室设一台2.5匹分体柜式冷热空调、机舱监视室设一台2.0匹分体式壁挂式冷热空调、下船员两住舱各设一台2.0匹挂壁式冷热空调、船长室设一台1.5匹分体式壁挂式冷热空调、轮机长室设一台1.5匹分体式壁挂式冷热空调。

整个拖轮中，0.5KW以下电动机采用开关控制，大于0.5KW的电机均设直接磁力起动器，7.5KW以上(含7.5kW)电机采用Y-△启动，主要电动机的启动器设于主配电板集中启动屏上，在电动机附近设有遥控起停按钮。单独的启动器的防护等级不应低于IP22。除了特别小型电机外，所有启动器都为电磁式,且设有过载保护，短路保护和失压保护。空压机，淡水泵和燃油输送泵电机的启动器内还设有自动启动和手动启动转换。其余电机均为手动控制。

该拖轮具有较高的自动化程度，驾驶内可以推进系统进行控制，并在驾驶室内设置相应报警项目。具体是在机舱内，设置视听报警并安装集中报警板，并将部分报警项目延伸止至驾驶室。其中驾驶室控制台带有主机故障、舵桨机故障及发电机故障报警/切断功能。电源为AC 220V及DC 24V。报警项目如下：

主机滑油压力低--停车，主机淡水冷却温度高--报警，主机燃油泄漏--报警，主机超速--报警/停车，主机滑油出机温度高--报警，舵桨机滑油压力低--报警，舵桨机液压油舱低油位--报警，发电机滑油压力低--停车，发电机淡水冷却温度高--报警。

机舱监控室另配综合报警箱一只，主要监测与报警的项目有：齿轮箱滑油失压、发电机过载、变压器过载、电网(380V、AC220V、DC24V)绝缘降低、机舱舱底水高位、舵浆舱舱底水高位、污油箱高液位、污水箱高液位、粪便箱高液位舵机的过载，失电以及舵机液压油箱低位报警等。

主机可进行就地控制，并设置带指示灯型应答车钟用于机舱与驾驶室之间传输车钟信号：备车、运行、停车及完车。并且在驾驶室设有主机转速指示器。

为保证船舶内部的通讯，在满足规范的前提下，驾驶室设一部12门程控电话交换机，电话设在驾驶室、船长室、轮机长室、船员室、会议室、机舱监控室和舵机舱等。另外驾驶室和机舱集控室、驾驶室和舵机舱各设一套直通声力电话单机。并在机舱设有一只电话闪光分铃器。同时，在驾驶室内安装一台广播扩音机，各生活舱室安装一只可调音量扬声器，机舱和舵桨舱各装一只扬声器，罗经甲板安装两只防水式高音扬声器，可以在驾驶室内遥控控制，船艉安装一只防水式高音扬声器。

为保证拖轮在发生火警时，船员能够及时发觉及准确确定失火位置，从而保证船舶的安全性，可在拖轮内安装若干个感温探测器、感烟探测器、火灾报警按钮及警铃。

将本发明与同类产品进行性能对比，结果如下：

可见，与同类港作拖轮相比较，该港作拖轮具有以下创新点：

1、采用双轴系全回转推进系统，减少了转弯时的旋转半径，提高了操作系统的自动化程度；

2、采用艉種切除型船尾设计，有效地缩短船长，减少船体建造成本，改善回转性能，提高了该船的灵活性；

3、采用防滴式岸电箱装置，带有断路器和过载脱叩装置，在船舶停靠港口或应急时能够快速连接多项电源，及时处理各种突发事件。

4、可在拖轮上设置闭路电视监控系统。机舱、舵机舱、机舱口和桅杆前后分别设置红外摄像头，驾驶室设置监控系统显示器，及时监控船体四周及舱室各种险情的发生。

综上所述，本发明通过各个部件的配合，最终船体小、稳定性强、功率大、自动化程度高、操作灵活方便、安全性能好、适用范围广，是大型航运公司和港口必备的高性能船舶。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神和基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种高性能全回转港作拖轮，包括拖轮本体、安装在拖轮本体上的驾驶室和安装在驾驶室上方的监测塔，其特征在于，所述拖轮本体是艏倾、艉種切除的船体；所述拖轮本体为横骨架式、单底结构、单甲板全焊接钢质船舶；主甲板以下设两道横向水密舱壁及一道防撞舱壁将全船分为锚链舱/淡水舱、机舱和推进机械舱；所有舱壁均为带垂直扶强材及水平加强筋的平面舱壁；所述机舱和推进机械舱内布置有双轴系全回转柴油机推进系统，所述推进系统包括对称布置的两台推进主机、两个舵桨机和两台船用柴油发动机；所述拖轮本体的舭龙骨成流线型。

2.根据权利要求1所述的一种高性能全回转港作拖轮，其特征在于，所述机舱的长度站全船总长50％以上，机舱内设有燃油舱、溢流舱、油渣舱和污水舱。

3.根据权利要求1所述的一种高性能全回转港作拖轮，其特征在于，所述拖轮本体(1)的左右舷装有半圆形钢管护舷，。

4.根据权利要求1所述的一种高性能全回转港作拖轮，其特征在于，所述拖轮本体的主甲板艏部对称设置有两只系缆柱；主甲板前、后部均设置有十字桩，主甲板设置有拖钩桩和导缆孔；主甲板艉部装有缆绳卷筒。

5.根据权利要求1所述的一种高性能全回转港作拖轮，其特征在于，还包括用于保护机舱和舵机舱灭火系统，所述灭火系统包括二氧化碳站室内的二氧化碳瓶组、控制二氧化碳瓶组工作的开启装置、布置在机舱和舵机舱内的释放管、若干个安装在释放管上的喷头和报警器。

6.根据权利要求1所述的一种高性能全回转港作拖轮，其特征在于，所述机舱内还安装有两台电动空压机、两只主机起动空气瓶、两只遥控杂用空气瓶、一套甲板机械液压动力柜、一套生活污水粉碎消毒储存柜、一台组装式压力水柜、一套舱底水分离器及两只污油水舱、一台带自吸装置的电动舱底消防水泵、一台电动总用泵、两台船用低噪声轴流风机、两台电动燃油输送泵、一台电动污油输送泵和两台电动滑油预供泵。

7.根据权利要求1所述的一种高性能全回转港作拖轮，其特征在于，所述机舱肋位间两舷设有左右海水门及海水总管，还设有主机滑油、淡水冷却器、燃油日用柜、钳桌工具台、四具手提式灭火器、柴油机启动电瓶、主机淡水膨胀水箱、一台电加热热水柜和滑油储存箱。

8.根据权利要求1所述的一种高性能全回转港作拖轮，其特征在于，整个拖轮的配电系统为交流三相三线绝缘制，交流单相及直流电为两线绝缘，24V电气系统为两线绝缘系统，正负极通过保险丝或断路器实现短路保护和过载保护。