90 m DP2电力推进潜水支持船的研制

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摘 要：本文介绍90m dp2电力推进潜水支持船（RDSV）的研制过程，重点分析了该船型的优势、电力推进系统配置、闭合汇流排动力定位功能、居住舒适性、工程设备配置及能力等内容。

关键词：潜水支持船；电力推进；居住舒适性；动力定位

中图分类号：U674.40 文献标识码：A

Development of 90 m DP2 Diesel-Electrical Propulsion RDSV

WANG Ping， Qin Hui， WANG Jinling

（ Guangxin Shipbuilding & Heavy Industry Co.， Ltd. Zhongshan 528437 ）

Abstract： This paper introduces a kind of development of 90m diesel electrical propulsion RDSV， mainly focuses on advantage of this type of the vessels， configuration of the engineering facilities， accommodation comfort、configuration of the electrical propulsion system， automation， dynamic positioning capacity.

Key words： Diving Support Vessel； Diesel Electrical Propulsion； Accommodation； Dynamic Positioning

1 前 言

离岸辅助船（OSV）是为海洋资源开采大型工作平台提供建设及后期运营维护辅助支持的船舶。海洋油气资源的开采已经处在深海开采阶段，而未来更多海洋资源如可燃冰、金属结核矿等的开采也处于深海区域。由于深海区域远离大陆，工作环境恶劣，因此大尺度、高性能、高舒适性、多功能、自动化程度高、易操作的OSV船受到客户的青睐。

90 m DP2电力推进潜水支持船（RDSV）是我司研制的一型技术先进的高附加值OSV船。该船入级美国船级社（ABS），目前已在我司建造完毕。。

2 船型特点

（1）多功能：具备海洋工程物料供应、工程技术人员输送、油水及设备运输、对外消防及救援、直升机平台等功能，还具备支持潜水员通过潜水设备下潜至海面一定深度进行设备安装、检测维护的功能、支持遥控无人潜水器（ROV）释放回收及远程控制功能，具有很强的动力定位能力及配置有较大起重能力的海工吊来辅助完成以上工作；

（2）电力推进：OSV船在工作时，往往多个大型用电设施同时在网，采用电力推进可使动力系统和工程设备之间灵活的进行功率调配，大大减少全船柴油机总功率，提高柴油机效率和减少污染物排放。电力推进还具有优越的操纵性能和动力定位性能、较低的振动和噪音等优点；

（3）闭合汇流排的动力定位（DP2）：出于平台安全考虑，多数OSV船配置了动力定位系统，而DP2以上系统则是首选。闭合汇流排的动力定位技术的采用，进一步提高了此类船舶可靠性及经济性；

（4）舒适性：S着经济社会发展，国际劳工组织及船东对工作环境要求日益严格，各大船级社为了适应这些变化也制定了相应的规范，满足相关舒适度要求的船舶不仅体现了船东对船员的重视，也体现了此类船舶向高舒适性发展的需求；

（5）高度自动化：本船设备较多，工况复杂，为适应多功能易操作等要求，高度自动化是本船技术先进的体现；

（6）90 m DP2电力推进潜水支持船具有如下入级符号：FFV1，ROV Capable，DSV Capable，SPS（>60），DP2（Closed Bustie），ACCU，MLC-ACCOM，HELIDK，CRC。

3 技术性能及系统配置

3.1 主要技术性能

本船总布置侧视图，如图1所示。

（1）技术性能

最大载重 4 200 t

最大航速 12 kn

动力定位能力 35 kn风速、2 kn洋流。

乘员 船员14人、工程技术人员152人。

（2）装载能力

① 货淡系统：舱容1 000 m3，设置一台200 m3/hr@90 m离心式自吸泵和16只电动遥控阀门；

② 货油系统：舱容1 200 m3，设置一台200/50 m3/hr@9 Bar螺杆泵和22只电动遥控阀门；

③ 钻井/压载/舱底水系统：舱容3 000 m3，设置一台200 m3/hr@120 m自吸泵和一台180 m3/hr@90 m自吸泵，系统所有阀门采用电动遥控阀组；压载系统设置一台200 m3/hr压载水处理装置，满足IMO对压载水处理的要求；

④ 干散料系统：设置4个49.7 m3罐，2台25.6 m3/min@5.6bar海水冷却空压机及空气干燥器，2台灰尘收集装置；系统设计为两台空压机可以同时工作， 4个散料罐2个一组分别进行装卸；

⑤ 甲板面积及载荷：甲板可装货面积达到1100 m2，单位载荷按照10.0 t/m2设计。

3.2 动力系统及动力定位能力

3.2.1 动力系统

本船要进行潜水支持作业，对动力系统配置和动力定位能力要求远高于普通船舶。为此，我们进行了详细的全船电力负荷分析和动力定位能力分析，并且考虑到未来的可扩展性，最终确定采用5台2250 kW AC690 60 Hz发电机组组成主电站；主推进器采用2台2 200 kW全回转电力推进器，首部侧推采用3台1200 kW隧道式侧推器，所有推进器采用AFE变频驱动；另配一台AC440V 60 Hz 525 kW潜水系统专用应急发电机和一台AC440V 60 Hz 273 kW 应急及停泊发电机。

本船的电力系统单线图，如图2所示。可以看出，本船电力系统结构较复杂，汇流排分段多，电压层级较多，有较多的大型用电负荷。

由于本船具有闭合汇流排时的动力定位功能，对电力系统及PMS要求很高，因此电力系统单线图的设计主要是考虑发电机的备用、主变压器的备用及各主要用电负荷如何在汇流排上布置的问题，图2所示单线图可满足在开式汇流排下进行动力定位。

本船采用的闭合汇流排动力定位功能，在动力定位时仅使用部分电机组，其余可留作备用。通过PMS系统的监测及保护，此功能即减少了燃油消耗，又增强了船舶在发电机组出现故障时继续进行工作的能力。规范对此功能的要求远高于普通动力定位系统，为了满足规范要求，需要与FMEA紧密结合以避免设计出现差错。

3.2.2 动力定位能力

本船全工况时可在35 kn风速，2 kn洋流海况下保持全向定位，在出现最差单点故障工况时，仍可在该海况下保持绝大部分定位能力，本船单点故障时的定位能力超过普通OSV在全工况时的定位能力，因为本船具备强大的动力系统及较小的受风面积。

本船全工况及最差单点故障定位能力分析，如图3所示。

3.3 舒适性

舒适的居住环境能缓解船员的紧张情绪并提高工作效率，舒适性设计涉及范围广泛，主要包括舱室布置、振动的消除和隔离、噪音的消除、照明照度的设计、空调温度及湿度的控制等方面。

在结构设计时对结构进行有限元分析，使结构自然频率远离设备的振动源频率；在设备安装时，对振动源设备增加振动隔离措施，以减少振动的传递。

舱室布置及内装采用声学分析软件进行声音传递分析，安装了浮动地板、浮动壁板及天花等隔音措施，门窗等均采用隔音设计，使得住舱内部噪音等级小于60 dB（A），达到安静的标准。

对照明、空调及居住环境友好性方面进行专门设计，本船舒适性设计完全满足MLC-ACCOM入级符号设计要求。

3.4 自动化系统

本船具有较高的自动化程度，自动化系统集成了主推进控制、侧推控制、电站管理、机舱监测及辅机控制，自动化系统采用双环路网络形式组网，保证了该系统的可靠性。

机舱监测系统共设置MIMIC图28类，在集中显示器上可通过MIMIC图实时显示推进系统的工作状态、控制辅机和操作电站管理系统，显示及操作舱底、冷却、货水、货油、燃油及滑油等系统的泵组及阀件；系统设计I/O点共约1 500个，用于全船机电设备工作状况监测。

3.5 其它辅助工程配置

3.5.1水器及潜水支持功能

按规范ROV Capable和DSV Capable入级符号的要求，本船对甲板结构加强、舱室布置、消防、火警探测和控制通信、ROV收放等方面进行了专门设计，考虑到ROV及DSV设备的体积重量、放置区域的消防及与主要控制位置的通信要求等。

3.5.2 海工重吊配置

本船设计一台起吊能力为100 t@12 m， 15 m/min的海工重吊，该吊机由4台400 kW电机驱动，波浪补偿能力为起伏周期8～12 sec、位移量±2 m、最大补偿速度1.0 m/s。

3.5.3 外消防能力配置

本船设计2台2 200 m3/hr@130 m海水泵、2台1200 m3/hr消防炮，2台海水泵分别由2台主发电机组前端PTO驱动。进行外消防作业时，外消防系统向PMS发送功率限制请求，PMS系统与电力推进系统协同控制主推进系统的功率输出完成功率限制，防止发电机过载。

4 结语

近年来受到国际油气价格下行的影响，离岸辅助船受到一定程度的影响。但随着油气价格的回升和其它海洋矿物资源的不断发现和开采，未来离岸辅助船将会迎来新一轮市场需求。受制于深海条件，类似90m DP2电力推进RDSV这类大尺度、多功能、技术性能优良、自动化程度高、高舒适性的离岸辅助船将会是其中的佼佼者。

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