CN111634381A - 一种标准化分舱的多功能圆筒形浮体及其舱室标准结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种标准化分舱的多功能圆筒形浮体及其舱室标准结构，其特征在于：包括圆筒形外壳，所述圆筒形外壳内部设有多个在圆筒形外壳内紧密排列的标准尺寸单元舱室，外围的标准尺寸单元舱室与圆筒形外壳之间设有边舱；包括边长相等且统一尺寸规格的单元舱室、单元舱室舱壁板及其垂直骨材，和设在单元舱室舱壁上相同位置的统一尺寸规格的水平桁材。本发明提供的多个单元舱室可以根据功能需要增设相应的设备，作为多功能平台实现个性化以及定制化使用。本发明所有单元舱室均为统一尺寸的标准化结构，不仅结构强度与刚度更好，减轻了结构重量；也便于模块化分段组装和替代，有利于控制生产成本并提高建造效率。

Description

一种标准化分舱的多功能圆筒形浮体及其舱室标准结构
技术领域
本发明涉及一种标准化分舱的多功能圆筒形浮体及其舱室标准结构，属于圆筒形浮体领域。
背景技术
圆筒形浮体是21世纪初被提出的新型海洋工程浮体概念，其外形为圆筒形，各个方向尺度保持相同，因而在装载稳性、结构强度等方面都完全不同于常规的船形浮体结构；因其在运动、载荷、系泊等方面的独特性能优势，适用长期定位于固定海域、特别是恶劣海况下的海洋工程浮体，在全球深海油气开发领域实现了一系列的工程应用案例。
现有的传统圆筒形浮体内部分舱一般设一个中心小圆筒，在此基础上通过中心小圆筒和外围大圆筒之间的两道环向舱壁以及若干(典型设计通常是8道)径向舱壁将浮体内部分为多个舱室。这种传统分舱方式造成内部舱室内小外大舱容存在明显差异、较难实现各个舱室之间功能转换的问题；同时，单个舱室周界围壁尺度均不一样、舱壁结构尺寸规格多而杂、难以模块化大批量标准化建造。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：现有圆筒形浮体内部舱室各个舱室之间功能转换困难且难以模块化大批量标准化建造的问题。
为了解决上述问题，本发明的技术方案是提供了一种标准化分舱的多功能圆筒形浮体，其特征在于：包括圆筒形外壳，所述圆筒形外壳内部设有多个在圆筒形外壳内紧密排列的标准尺寸单元舱室，外围的标准尺寸单元舱室与圆筒形外壳之间设有边舱。
优选地，所述标准尺寸单元舱室包括设在圆筒形外壳中心位置的中心单元舱室，以及环绕在中心单元舱室外围的至少两层外围单元舱室。
优选地，所述边舱包括由最外围单元舱室周界与圆筒形外壳之间的封闭空间经多个边舱径向舱壁板分割形成的较大边舱和较小边舱。
优选地，所述中心单元舱室封闭作为单独的功能性舱室使用或垂向贯通形成月池，根据海洋工程装备使用功能需求灵活切换。
优选地，所述中心单元舱室内部设有中心单元舱室开孔平台、外围单元舱室边界上设有水平桁材，边舱内部设有边舱开孔平台，中心单元舱室开孔平台、水平桁材和边舱开孔平台形成圆筒形浮体结构的水平面强结构。
优选地，所述较小边舱的最小宽度不小于2米。
优选地，所述较大边舱和较小边舱的舱容占整个圆筒形浮体的1/4至1/3。
同时，本发明还提出一种标准化分舱的多功能圆筒形浮体的舱室标准结构，其特征在于：具有统一的标准化构件尺寸的舱室结构，包括边长相等且统一尺寸规格的单元舱室、单元舱室舱壁板及其垂直骨材，和设在单元舱室舱壁上相同位置的统一尺寸规格的水平桁材。
优选地，所述标准尺寸单元舱室为正六边形。
优选地，每个所述标准尺寸单元舱室任一舱壁均设置有水平桁或开孔平台提供支撑。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明不仅可应用于常规油气生产平台，当中心单元舱室平台贯通成为月池结构的条件下，可作为钻井平台，另外，本发明提供的多个标准尺寸单元舱室还可以根据特定的场景，按照功能需要增设相应的设备，用于浮式液化天然气生产储卸平台(FLNG)，深海采矿平台，深海养殖平台，海上补给基地，核能发电平台等，作为多功能平台，实现个性化以及定制化使用，与现有的海洋工程船以及设备相比，在设计以及生产建造的时间成本以及经济成本上优越性更加突出。
本发明的圆筒形浮体结构提供了不少于19个标准尺寸单元舱室，与现有的传统圆筒形浮体分舱形式相比，本发明提出的舱室标准结构方案不仅所有舱室尺寸容量统一，并且数量也更多。与此同时，标准化分舱圆筒形浮体与相同外径的圆筒形浮体常规分舱型式相比，内部舱室总长度基本相当甚至更短。因而，标准化分舱的多功能圆筒形浮体结构可以在同等材料消耗以及结构焊接工作量的代价下提供更多的标准舱室，提高了浮体的利用效率。
本发明由于所有单元舱室均为统一尺寸的标准化结构，不仅结构强度与刚度更好，而且每个舱壁边长远小于传统分舱方式的舱壁，减轻了结构重量；另一方面，标准化的结构构件尺寸也非常便于浮体结构设计、订货与施工，更方便模块化分段组装和替代，有效提高材料利用率，有利于控制生产成本并提高建造效率。
附图说明
图1为本发明一种标准化分舱的多功能圆筒形浮体及其舱室标准结构内部舱室俯视图；
图2为本发明一种标准化分舱的多功能圆筒形浮体及其舱室标准结构水平面桁材结构示意图。
附图标记说明：1、圆筒形外壳；2、标准尺寸单元舱室；21、中心单元舱室；22、外围单元舱室；3、较小边舱；4、较大边舱；5、中心单元舱室开孔平台；61、外围第1层单元舱室标准水平桁材；62、外围第2层单元舱室标准水平桁材；7、边舱开孔平台；8、单元舱室舱壁板；9、边舱径向舱壁板。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
如图1所示，本发明一种标准化分舱的多功能圆筒形浮体，包括圆筒形外壳1，圆筒形外壳1内部设有多个在圆筒形外壳1内紧密排列的标准尺寸单元舱室2，标准尺寸单元舱室2包括设在圆筒形外壳1中心位置的中心单元舱室21，以及环绕在中心单元舱室21外围的至少两层外围单元舱室22。最外围单元舱室22与圆筒形外壳1之间设有边舱，边舱包括由最外围单元舱室22周界与圆筒形外壳1之间的封闭空间经多个边舱径向舱壁板9分割形成的较大边舱4和较小边舱3。中心单元舱室21内部加工有中心单元舱室开孔平台5、外围单元舱室22边界上安装有水平桁材，边舱内部加工有边舱开孔平台7，中心单元舱室开孔平台5、水平桁材和边舱开孔平台7形成圆筒形浮体结构的水平面强结构。
本发明一种标准化分舱的多功能圆筒形浮体具有统一的标准化构件尺寸的舱室标准结构，包括边长相等且统一尺寸规格的单元舱室2、单元舱室舱壁板8及其垂直骨材，以及设在单元舱室2舱壁上相同位置的统一尺寸规格的水平桁材。
本实施例标准尺寸单元舱室2为正六边形，边长可根据设计需要确定。以中心的一个中心单元舱室21为基础，中心单元舱室21外围分别环绕设置两层外围单元舱室22(也可设计为多层，以下说明均以两层为例)。紧靠中心单元舱室21的外围一圈和再外围一圈各6个和12个外围单元舱室22，组成总共19个尺寸完全相同的内部标准尺寸单元舱室2，可以灵活的选用于储存原油、压载水、养殖用海水等液货并易于根据设计需要置换，同时也可以将部分标准尺寸单元舱室2作为集中管理的机械设备处所、储存液化天然气(LNG)或液化石油气(LPG)的低温独立液罐甚至核发电平台的反应堆舱等。
将12个外围的标准尺寸单元舱室2与圆筒形外壳1之间的封闭空间通过边舱径向舱壁板9划分为12个较大舱室与6个较小舱室形成较大边舱4和较小边舱3。其中较小边舱3的最小宽度保证不小于2米，满足了海洋工程浮体内部舱室距外壳的最小安全距离要求。6个较小边舱3和12个较大边舱4可作为压载水舱或空舱(锚链舱)，可提供约占整个圆筒形浮体1/4至1/3的边压载舱舱容占比，一般较容易满足整个圆筒形浮体调整浮态和吃水所需的压载舱容量，从而保证了内部单元舱室发挥最大的使用功效。
本实施例水平面强结构可以巧妙布置为：(1)考虑中心单元舱室21通常设为机械设备处所，该舱室内部中心单元舱室开孔平台5为非密开孔平台；(2)环绕中心单元舱室21的第1层6个外围单元舱室22，采用图2所示的一型标准水平桁材结构，6个标准尺寸单元舱室2均仅在3条边设置外围第1层单元舱室标准水平桁材61，且相邻的外围第1层外围单元舱室22两两之间的标准水平桁材61按60度角旋转设置；(3)环绕中心单元舱室21的第2层12个外围单元舱室22，采用图2所示的另一型标准水平桁结构，12个外围单元舱室22均仅在2条对边设置外围第2层单元舱室标准水平桁材62，且相邻的第2层外围单元舱室22两两之间标准水平桁材62按60度角旋转设置；(4)18个边舱按常规设计为边舱内开孔平台7。通过上述结构布置，保证了所有内部标准尺寸单元舱室2任一围壁均设置有水平桁或开孔平台结构提供支撑。因标准尺寸单元舱室2边长相等，上述标准水平桁结构构件尺寸也可以统一为标准规格。所有标准尺寸单元舱室2都是统一的标准尺寸，因此包括单元舱室舱壁板8、垂直骨材和水平桁的舱室结构均可设计为标准规格的结构。

Claims (10)

1.一种标准化分舱的多功能圆筒形浮体，其特征在于：包括圆筒形外壳(1)，所述圆筒形外壳(1)内部设有多个在圆筒形外壳(1)内紧密排列的标准尺寸单元舱室(2)，外围的标准尺寸单元舱室(2)与圆筒形外壳(1)之间设有边舱。
2.如权利要求1所述的一种标准化分舱的多功能圆筒形浮体，其特征在于：所述标准尺寸单元舱室(2)包括设在圆筒形外壳(1)中心位置的中心单元舱室(21)，以及环绕在中心单元舱室(21)外围的至少两层外围单元舱室(22)。
3.如权利要求2所述的一种标准化分舱的多功能圆筒形浮体，其特征在于：所述边舱包括由最外围单元舱室(22)周界与圆筒形外壳(1)之间的封闭空间经多个边舱径向舱壁板(9)分割形成的较大边舱(4)和较小边舱(3)。
4.如权利要求2所述的一种标准化分舱的多功能圆筒形浮体，其特征在于：所述中心单元舱室(21)封闭作为单独的功能性舱室使用或垂向贯通形成月池，根据海洋工程装备使用功能需求灵活切换。
5.如权利要求2所述的一种标准化分舱的多功能圆筒形浮体，其特征在于：所述中心单元舱室(21)内部设有中心单元舱室开孔平台(5)、外围单元舱室(22)边界上设有水平桁材，边舱内部设有边舱开孔平台(7)，中心单元舱室开孔平台(5)、水平桁材和边舱开孔平台(7)形成圆筒形浮体结构的水平面强结构。
6.如权利要求3所述的一种标准化分舱的多功能圆筒形浮体，其特征在于：所述较小边舱(3)的最小宽度不小于2米。
7.如权利要求3所述的一种标准化分舱的多功能圆筒形浮体，其特征在于：所述较大边舱(4)和较小边舱(3)的舱容占整个圆筒形浮体的1/4至1/3。
8.一种标准化分舱的多功能圆筒形浮体的舱室标准结构，其特征在于：具有统一的标准化构件尺寸的舱室结构，包括边长相等且统一尺寸规格的单元舱室(2)、单元舱室舱壁板(8)及其垂直骨材，和设在单元舱室(2)舱壁上相同位置的统一尺寸规格的水平桁材。
9.如权利要求8所述的一种标准化分舱的多功能圆筒形浮体的舱室标准结构，其特征在于：所述标准尺寸单元舱室(2)为正六边形。
10.如权利要求8所述的一种标准化分舱的多功能圆筒形浮体的舱室标准结构，其特征在于：每个所述标准尺寸单元舱室(2)任一舱壁均设置有水平桁或开孔平台提供支撑。
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