PL199603B1 - Frachtowiec półzanurzalny do przewozu sztuk ciężkich - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest frachtowiec pó lzanurzalny pokazany na rysunku, do prze- wozu ci ezkich ladunków z nape lnianymi i opró z- nianymi, dennymi i bocznymi zbiornikami do za- ladunku i roz ladunku przewo zonego towaru przy u zyciu metody floaton/float-off i/lub metody roll- -on/roll-off oraz spalinowo-elektrycznym urz a- dzeniem nap edowym, w którym silnikami g lów- nymi s a silniki wysokopr ezne, nap edzaj ace co najmniej jedn a srub e azymutowo-sterow a, przy czym dla poprawy zdolno sci manewrowej w cz esci dziobowej umieszczone jest urz adze- nie do przesuwu poprzecznego, za s po lozenie równowagowe jest trymowane w odniesieniu do przewo zonego towaru poprzez wprowa- dzanie balastu wodnego do górnych i dolnych zbiorników. PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest frachtowiec półzanurzalny do przewozu sztuk ciężkich. Tego typu frachtowce są stosowane przede wszystkim do transportu dużych i ciężkich ładunków i charakteryzują się nośnością znacznie przekraczającą 10000 t. W odróżnieniu do konwencjonalnych frachtowców, w których przewożone towary są załadowywane i wyładowywane za pomocą dźwigów, które ograniczają wymiary transportowanych ładunków, półzanurzalne frachtowce do przewozu sztuk ciężkich nadają się szczególnie do transportu towarów o bardzo dużych gabarytach, jak na przykład kompletne platformy wiertnicze, portowe urządzenia dźwigowe lub pojazdy wodne o wymiarach od średnich do dużych, względnie ich elementy. W tym celu półzanurzalne frachtowce do przewozu sztuk ciężkich składają się zazwyczaj z części przedniej, w której znajdują się maszyny robocze oraz pomieszczenia kapitana i załogi, oraz części tylnej, mającej w zasadzie postać pustościennego, zaopatrzonego w zbiorniki balastowe pływaka z płaską platformą transportową.

Zatapianie zbiorników balastowych pozwala zanurzyć półzanurzalny frachtowiec do przewozu sztuk ciężkich na tyle głęboko, że platforma transportowa zostaje opuszczona poniżej wodnicy pływania, aby można było odbierać lub wydawać towar, składowany przykładowo na pontonie. I odwrotnie, wypompowywanie wody ze zbiorników balastowych pozwala unosić platformę transportową pod transportowanym towarem, aby go zadokować. Poza tą metodą float-on/float-off załadunek i rozładunek towaru może się odbywać przy użyciu tak zwanej metody roll-on/roll-off, w której platforma transportowa półzanurzalnego frachtowca do przewozu sztuk ciężkich jest podnoszona względnie opuszczana na wysokość nabrzeża portowego.

Znane jest wyposażanie frachtowców w napęd elektryczny. W urządzeniach spalinowo-elektrycznych elektryczny silnik do napędu pędnika jest zwykle zasilany z generatorów, napędzanych przez silniki wysokoprężne i/lub turbiny gazowe. Napęd spalinowo-elektryczny wymaga wprawdzie w porównaniu do silników wysokoprężnych, sprzężonych bezpoś rednio z pę dnikiem statku, wyż szych kosztów inwestycyjnych, jednak jest bardziej efektywny i pozwala uzyskiwać duży moment obrotowy na wale pędnika, nawet przy bardzo dużych obciążeniach. W napędach spalinowo-elektrycznych nie zachodzi ponadto niebezpieczeństwo niewystarczającej kontroli maszyn, gdy pędnik, na przykład na wzburzonym morzu, wychodzi z wody.

W konwencjonalnych napędach spalinowo-elektrycznych wszystkie elektryczne części urządzeń są umieszczone wewnątrz statku, zaś silniki, przekładnie i wały napędowe są ustawione w jednej linii. Występują tutaj niekorzystne, duże straty mechaniczne i hydrodynamiczne oraz ograniczona zdolność manewrowa w porównaniu do pędników napędzanych za burtą. Niekorzystne jest poza tym stosunkowo duże zużycie paliwa.

Z czasopisma Schiff & Hafen, zeszyt 11/1979, artykuł „Condock I”, znany jest pół zanurzalny statek do przewozu lichtug lub kontenerów pływających, zaopatrzony w napełniane i opróżniane, denne i boczne zbiorniki do załadunku i rozładunku przewożonego towaru przy użyciu metody float-on/float-off i/lub metody roll-on/roll-off oraz silnikiem głównym w postaci silnika wysokoprężnego, umieszczonego w tylnej części statku. Celem poprawy zdolności manewrowej w części dziobowej umieszczone jest urządzenie do przesuwu poprzecznego.

Celem wynalazku jest opracowanie półzanurzalnego statku, który może sam, bez pomocy holowników lub kotwic, utrzymać się na pozycji i który jest zaopatrzony w dużą, płaską platformę załadunkową do umieszczania towarów o dużych gabarytach.

Frachtowiec półzanurzalny do przewozu sztuk ciężkich, z napełnianymi i opróżnianymi, dennymi i bocznymi zbiornikami do załadunku i rozładunku przewożonego towaru przy użyciu metody float-on/float-off i/lub metody roll-on/roll-off, z silnikami głównymi w postaci silników wysokoprężnych oraz umieszczonym w części dziobowej urządzeniem do przesuwu poprzecznego, poprawiającym zdolność manewrową, przy czym położenie równowagowe jest trymowane w odniesieniu do przewożonego towaru poprzez wprowadzanie balastu wodnego do górnych i dolnych zbiorników, według wynalazku charakteryzuje się tym, że silniki wysokoprężne stanowią część spalinowo-elektrycznego urządzenia napędowego, przy czym spalinowo-elektryczne urządzenie napędowe jest umieszczone w części dziobowej i stanowi źródło energii dla co najmniej jednego elektrycznego, umieszczonego pod rufą, azymutalnego pędnika sterującego, przy czym powierzchnia załadunkowa ma postać płaskiej platformy transportowej, zaś azymutalny pędnik sterujący wraz z urządzeniem do przesuwu poprzecznego stanowi zespół do precyzyjnego sterowania pozycjonowaniem przy opuszczaniu, nawet w warunkach silnego wiatru.

PL 199 603 B1

Korzystnie pędnik sterujący ma postać azymutalnego podwójnego pędnika sterującego.

Korzystnie urządzenie do przesuwu poprzecznego ma napęd elektryczny.

Korzystnie urządzenie do przesuwu poprzecznego jest sterowane z centralnego pulpitu nawigacyjnego w sterówce i z dwóch bocznych skrzydeł mostka.

Korzystnie napełnianie i opróżnianie zbiorników dennych i bocznych jest sterowane z pulpitu kontrolnego z tyłu sterówki.

Korzystnie tablice rozdzielcze i sygnalizacyjne są umieszczone w dźwiękoszczelnym pomieszczeniu kontroli maszyn.

Korzystnie silniki główne są zaopatrzone w tłumiki dźwięku.

Korzystnie paliwo do napędu silników wysokoprężnych stanowi olej ciężki o lepkości wynoszącej około 3,500 s Redwooda.

Korzystnie frachtowiec półzanurzalny według wynalazku ma silniki pomocnicze w postaci silników wysokoprężnych, do których paliwo stanowi okrętowy olej napędowy.

Korzystnie silniki pomocnicze są ustawione na fundamencie przeciwdrganiowym.

Korzystnie urządzenie napędowe ma zamocowany ruchomo przewód spalinowy.

Umieszczenie spalinowo-elektrycznego urządzenia napędowego w części dziobowej pozwala optymalnie wykorzystać pomieszczenia statku, zatem jest istotne z punktu widzenia jest przydatności do transportu sztuk ciężkich. Umieszczenie istotnych elementów urządzenia w części dziobowej stwarza szereg możliwości załadunku i rozładunku przewożonego towaru na umieszczonej w części rufowej platformie transportowej, która wówczas nie podlega żadnym ograniczeniom konstrukcyjnym.

Napędzanie azymutalnego pędnika sterującego przez umieszczony za burtą silnik elektryczny, zasilany z generatora napędzanego przez silniki główne, czyli zastosowanie umieszczonych za burtą silników elektrycznych do napędu jednego lub kilku azymutalnych pędników sterujących pozwala na osiągnięcie bardzo wysokiej efektywności zużycia paliwa. Ta technika napędowa, znana w praktyce pod nazwą SSP, charakteryzuje się ponadto niewielkim oporem statku przy różnych kształtach kadłuba i nie wymaga dodatkowego chłodzenia, ponieważ chłodzenie to jest zapewnione przez wodę omywającą silnik elektryczny. Napęd typu SSP związany jest ponadto z niskimi kosztami eksploatacji i konserwacji.

Azymutalne pędniki sterujące są już znane, na przykład z prospektu ABB „Azimuthing Electric Propulsion Driver”, jednak wybór tego typu napędu dla rodzajów statków omawianych we wspomnianym prospekcie nie był dokonywany z punktu widzenia ukształtowania powierzchni załadunkowej i samoczynnego ustalania pozycji wyposażonego w taki napęd statku.

Jeżeli azymutalny pędnik sterujący ma postać azymutalnego podwójnego pędnika sterującego, wówczas charakteryzuje się on wprawdzie wyższymi kosztami wytwarzania i konserwacji w stosunku do pędników pojedynczych, jednak zastosowanie dwóch pędników pozwala na zmniejszenie ich średnic, dzięki czemu półzanurzalny frachtowiec do przewozu sztuk ciężkich ma mniejsze zanurzenie, co zmniejsza jego koszty. Jeżeli urządzenie do przesuwu poprzecznego jest napędzane elektrycznie, co przyczynia się do zwiększenia efektywności wykorzystania paliwa i obniża koszty wykonania frachtowca.

Sterowanie urządzeniem do przesuwu poprzecznego z centralnego pulpitu nawigacyjnego w sterówce i z dwóch bocznych skrzydeł mostka zapewnia dobrą widoczność podczas manewrów. Z tego punktu widzenia korzystne jest również, jeżeli napełnianie i opróżnianie zbiorników dennych i bocznych jest sterowane z pulpitu kontrolnego z tyłu sterówki.

Umieszczenie tablic rozdzielczych i sygnalizacyjnych w dźwiękoszczelnym pomieszczeniu kontroli maszyn co obniża poziom hałasu, wychodzącego z pomieszczeń maszynowych statku. Pod tym względem korzystne jest również, jeżeli silniki główne są zaopatrzone w tłumiki dźwięku.

Aby maksymalnie obniżyć koszty eksploatacji, w korzystnej postaci wykonania wynalazku silniki wysokoprężne są napędzane olejem ciężkim o lepkości wynoszącej około 3,500 s Redwooda. Do zmniejszenia kosztów eksploatacyjnych przyczynia się również rozwiązanie, w którym jako silniki pomocnicze zastosowane są silniki wysokoprężne, napędzane okrętowym olejem napędowym. Ustawienie silników pomocniczych na fundamencie przeciwdrganiowym zapewnia przy tym jak najmniejszy poziom hałasu.

Ruchome zamocowanie przewodu spalinowego urządzenia napędowego umożliwia z kolei realizacje jak największej ilości wariantów ułożenia przewodów, korzystnego z punktu widzenia tłumienia dźwięków.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia półzanurzalny frachtowiec do przewozu sztuk ciężkich, w widoku z boku, fig. 2 - półzanu4

PL199 603 B1 rzalny frachtowiec do przewozu sztuk ciężkich z fig. 1, w widoku z góry, oraz fig. 3 - podwójny azymutalny pędnik sterujący, w widoku z boku.

Przedstawiony na fig. 1 i 2, półzanurzalny frachtowiec do przewozu sztuk ciężkich ma długość całkowitą 156 m. Długość pomiędzy sondami wynosi 145 m. Pokład towarowy przy długości 126 m i szerokości 32,26 m ma wolną powierzchnię transportową około 4,065 m². Wysokość burty w obszarze pokładu towarowego wynosi 10 m, natomiast zanurzenie półzanurzalnego frachtowca do przewozu sztuk ciężkich wynosi przy wolnej burcie 7,50 m, zaś przy opuszczonym pokładzie towarowym 19,0 m.

Półzanurzalny frachtowiec do przewozu sztuk ciężkich ma przy wolnej burcie ciężar własny 18,000 t. Ciężar ten składa się z 2,000 t oleju ciężkiego (HFO 380), stanowiącego paliwo dla silników głównych, 172 t okrętowego oleju napędowego, służącego jako paliwo dla silników pomocniczych i zajmującego w ł adowni pojemność około 200 m³, 300 t ś wież ej wody, zajmują cej odpowiednio 300 m³, 25 t oleju smarowego, 20 t zapasów dla załogi, 20 t części zamiennych i 15,463 obciążenia użytkowego. Średnie zanurzenie konstrukcji wynosi przy takim ciężarze własnym w wodzie morskiej o gęstości właściwej 1,025 t/m³ około 7,5 m. Odpowiada to zanurzeniu przy wolnej burcie.

Półzanurzalny frachtowiec do przewozu sztuk ciężkich ma ponadto w ładowni pojemność około 40 m³ dla oleju zużytego i około 5 m³ dla ścieków. W części dziobowej statku nad nadbudówką dziobową znajdują się pomieszczenia dla 22 członków załogi i 16 pasażerów. W części dziobowej statku umieszczone są ponadto 3, służące jako silniki główne, silniki wysokoprężne o liczbie obrotów około 720 min^-1. Przy użyciu silników wysokoprężnych w postaci 9-cylindrowych silników jednorzędowych można wytworzyć moc elektryczną około 3,645 kW na każdy silnik. Przy stratach około 8,7% pomiędzy generatorem i napędem i bez zasilania systemu pokładowego można zatem dostarczyć moc wynoszącą 8,675 kW.

Półzanurzalny frachtowiec do przewozu sztuk ciężkich jest ponadto wyposażony w dwa silniki wysokoprężne, stanowiące silniki pomocnicze do wytwarzania prądu w systemie pokładowym, które to silniki przy liczbie obrotów 720/900 min^-1 wytwarzają moc równą 720 kW każdy. Na czas przebywania w portach oraz w przypadkach awaryjnych przewidziany jest trzeci generator wysokoprężny, którego liczba obrotów wynosi 1800 min^-1, zaś moc odpowiada przepisom SOLAS.

Do napędu statku służą dwa azymutalne podwójne pędniki sterujące, napędzane za pomocą usytuowanych za burtą silników elektrycznych i rozwijające prędkość roboczą 14 węzłów. Ten, przedstawiony na fig. 3, napęd typu SSP jest uzupełniany przez dwa, napędzane elektrycznie, urządzenia do przesuwu poprzecznego, które poprawiają zdolność manewrową i stabilność frachtowca. Próby pokazały, że za pomocą obu urządzeń do przesuwu poprzecznego można precyzyjnie sterować opuszczonym frachtowcem przy sile wiatru od 6 do 7 stopni w skali Beauforta.

Do mocowania przewożonego towaru na pokładzie towarowym służy duża liczba wciągarek. Środki służące do izolacji dźwiękowej, jak na przykład przestrzenne oddzielenie pomieszczeń maszynowych i pomieszczeń dla ludzi, wyciszenie pomieszczeń dla ludzi w części dziobowej lub izolacja dźwiękowa silników głównych, zapewniają ergonomiczne warunki pracy. Półzanurzalny frachtowiec do przewozu sztuk ciężkich można w ciągu 4 godzin podnieść z zanurzenia opuszczonego równego 18 m do zanurzenia 7,50 m, opróżniając zbiorniki balastowe za pomocą sprężonego powietrza. Niewielkie zużycie paliwa przez silniki główne, wynoszące 46,98 mT/24 godziny, sprawia, że półzanurzalny frachtowiec do przewozu sztuk ciężkich, który zależnie od przeznaczenia może być również statkiem dokowym, przy przyjętym o obliczeń przedziale czasowym 360 dni, może być w drodze o około 34,6 dnia dłużej niż porównywalne statki konwencjonalne. Oznacza to, że przy tych samych kosztach eksploatacyjnych można transportować dodatkowy towar. Wysoką efektywność zużycia paliwa można również wytłumaczyć tym, że zależnie od potrzeb pracuje tylko jeden lub dwa silniki wysokoprężne lub silniki główne. Pozwala to również w znaczącym stopniu uwzględnić aspekt ekologiczny.

Claims (11)

1. Frachtowiec półzanurzalny do przewozu sztuk ciężkich, z napełnianymi i opróżnianymi, dennymi i bocznymi zbiornikami do załadunku i rozładunku przewożonego towaru przy użyciu metody float-on/float-off i/lub metody roll-on/roll-off, z silnikami głównymi w postaci silników wysokoprężnych oraz umieszczonym w części dziobowej urządzeniem do przesuwu poprzecznego, poprawiającym zdolność manewrową, przy czym położenie równowagowe jest trymowane w odniesieniu do przewożonego towaru poprzez wprowadzanie balastu wodnego do górnych i dolnych zbiorników, znamienny

PL 199 603 B1 tym, że silniki wysokoprężne stanowią część spalinowo-elektrycznego urządzenia napędowego, przy czym spalinowo-elektryczne urządzenie napędowe jest umieszczone w części dziobowej i stanowi źródło energii dla co najmniej jednego elektrycznego, umieszczonego pod rufą, azymutalnego pędnika sterującego, przy czym powierzchnia załadunkowa ma postać płaskiej platformy transportowej, zaś azymutalny pędnik sterujący wraz z urządzeniem do przesuwu poprzecznego stanowi zespół do precyzyjnego sterowania pozycjonowaniem przy opuszczaniu, nawet w warunkach silnego wiatru.

2. Frachtowiec według zastrz. 1, znamienny tym, że pędnik sterujący ma postać azymutalnego podwójnego pędnika sterującego.

3. Frachtowiec według zastrz. 1, znamienny tym, że urządzenie do przesuwu poprzecznego ma napęd elektryczny.

4. Frachtowiec według zastrz. 1 albo 3, znamienny tym, że urządzenie do przesuwu poprzecznego jest sterowane z centralnego pulpitu nawigacyjnego w sterówce i z dwóch bocznych skrzydeł mostka.

5. Frachtowiec wedł ug zastrz. 1, znamienny tym, ż e napeł nianie i opróż nianie zbiorników dennych i bocznych jest sterowane z pulpitu kontrolnego z tyłu sterówki.

6. Frachtowiec według zastrz. 1, znamienny tym, ż e tablice rozdzielcze i sygnalizacyjne są umieszczone w dźwiękoszczelnym pomieszczeniu kontroli maszyn.

7. Frachtowiec według zastrz. 1, znamienny tym, że silniki główne są zaopatrzone w tłumiki dźwięku.

8. Frachtowiec według zastrz. 1 albo 7, znamienny tym, że paliwo do napędu silników wysokoprężnych stanowi olej ciężki o lepkości wynoszącej około 3,500 s Redwooda.

9. Frachtowiec wedł ug zastrz. 1, znamienny tym, ż e ma silniki pomocnicze w postaci silników wysokoprężnych, do których paliwo stanowi okrętowy olej napędowy.

10. Frachtowiec według zastrz. 9, znamienny tym, że silniki pomocnicze są ustawione na fundamencie przeciwdrganiowym.

11. Frachtowiec według zastrz. 1, znamienny tym, że urządzenie napędowe ma zamocowany ruchomo przewód spalinowy.