84m双体半潜自航式居住辅助平台船型分析

福建省马尾造船股份有限公司 占玉金

84m双体半潜自航式居住辅助平台船型分析

福建省马尾造船股份有限公司 占玉金

84m双体半潜自航式居住辅助平台是福建省马尾造船股份有限公司建造的居住生活辅助平台，是全球首制新船型。该船具有抗风浪、多用途、节能环保、便利舒适等特点，集居住、餐饮、娱乐、输送、运输等功能于一体，是综合型的电力推进双体平台。该文介绍了这一平台船型的主要功能、技术指标、设计难点分析以及建造注意事项。

海洋工程船 双体半潜 电力推进 动力定位 辅助平台

0 引言

2010年，国际船舶市场对三大基本船型需求尚未恢复，海洋工程船因其自身的优势，深受船东青睐，成为船舶经济新增长点。基于福建省马尾造船股份有限公司（以下简称马尾造船）已承接较多的工程船项目，从长远发展考虑，为进一步拓宽市场，适应发展要求，充分发挥生产能力，提高船舶产品建造综合水平；通过国际市场调研，对拥有较强抗风浪能力、能平稳便捷地将人员输送到工作平台、环境舒适、配套设施齐全、定位能力强的居住船舶有强大需求，因此马尾造船着力开发一款能满足上述市场需求的船舶产品，即84m双体半潜自航式居住辅助平台。

1 概述

本平台为马尾造船为主研制，加拿大设计公司技术支持，阿联酋海工船东订造的全球首制船型。总长84m，是艘新型多功能、节能环保、钢质焊接结构的电力推进双体平台，为海上钻井平台工作人员提供居住、餐饮、娱乐等服务，为平台运输贮藏品、原材料和设备等甲板货物；输送燃油，淡水，海水，压缩空气给钻井平台，用途广泛。符合ABS规范关于海上移动式钻井平台要求及IMO关于海上移动式钻井平台构造和设备规则要求。船级符号为+A1，COLUMN STABILIZED UNIT，ACCOMODATION SERVICE，+AMS(E)，DPS-3，UWILD，HELIDK，按照服务于无限航区的要求进行检验。

本平台配备6台主发电机，4个定螺距全回转舵桨，拥有先进电力推进系统和动力定位能力3级，操作灵活方便、整体性能优越、功能多样化，具有高技术、高自动化、良好营运性和经济性，是公司创办以来承建最高技术含量的海工船舶产品，对我国海洋工程装备制造业技术进步、产业发展及企业自身发展战略实现均有积极影响。

本文对84m双体半潜自航式居住辅助平台的总体布局进行阐述，对平台主要设计特点和难点、建造注意事项进行简要介绍。

2 主要技术参数

2.1 主尺度

总长：84.00 m；型宽：32.00 m；主甲板高度(A.BL)：22.20 m；驾驶室顶高度(A.BL)：37.80 m；直升机接待室高度(A.BL)：39.70 m；工作吃水（A.BL）：8.90 m；结构吃水（A.BL ）：14.60 m；定员：431人。

2.2 技术指标

（1）载重量：12.50m A.BL吃水时，载重量约6180t。

（2）主发电机和航速：主发电机功率为6×2884kW，转速为900r/min；在8.9m A.BL吃水时，主机满负荷运行时设计航速不低于10.5节。

（3）甲板载货量：甲板可装货区域面积约640m2，甲板货重心在甲板上1m时，甲板载货量达500t。

（4）液舱容积：燃油舱容积为1809 m3；淡水舱容积为1310 m3；压载水舱容积为7222 m3。

3 船体型线

本平台采用小水线面双支柱体的船体结构线型；双下潜箱体为增加浮力和实际使用需要，水线面积增大；根据舵桨布置要求，艏、艉部船体线型变化较大；上船体型宽较大，上船体与双支柱体的内侧过渡连接线型较为复杂，如图1所示。

4 舱室布置

本平台采用小水线面双体结构，以深置水下的双下潜体、高出水面的宽敞上船体、连接上船体和下潜体的小水线面双支柱体组成主船体部分，如图1所示。主船体部分主要有主甲板、二甲板和下甲板等，下甲板下布置有两个独立机舱、艏艉有4个独立的舵桨间，以及压载水舱、油舱、淡水舱等。下甲板上布置有厨房、餐厅，干品间等，二甲板上布置娱乐间、健身房、电影院等。主甲板上设有01～04甲板、05/驾驶甲板，06甲板，驾驶室顶。居住舱室布置在船舯部靠艉部主甲板上，驾驶室和应急驾驶室布置在上层建筑前部。总体舱室布置如图1所示。

图1 总体舱室布置

5 主要设计难点分析

本平台总体设计紧凑、空间合理利用、功能齐全。与常规工程船相比，本平台是双体、半潜式、自航式的生活居住辅助平台，具有多样化功能和卓越性能。下面简要分析其主要设计难点：

5.1 小水线面双体结构

本平台设计了小水线面双体结构，如图2所示，由双下潜体、上船体和双支柱体三部分组成，结构相对复杂。与单体船相比，拥有更大的甲板面积，对于运载乘客和甲板货物等，可以发挥优势；平台具备良好的稳定性能，有低噪高舒适性等优点，但吃水对载重量变化十分敏感，需要重点计算小水面双体结构的强度及疲劳分析，使其结构强度能抗击深海区域百年一遇的风浪，船舶可以航行于较恶劣的海况。

图2 小水线面双体结构

5.2 电力推进系统

电力推进系统具有良好的经济性、环保、操纵性好、低噪、省空间等优势，变频器采用AFE有源前端，取消了推进变压器同时谐波畸变值更低，使船舶具有良好经济性、低噪低排放及良好的操纵性和安全性。

配置6台主发电机组，分别布置在船中部左右两个独立的机舱里，每台功率2800kW，为电力推进提供动力；每个潜体的艏、艉部布置舵桨间，共4台全回转定距舵桨，功率3000kW/台，舵桨驱动为变频电机，满足各种运行模式，具体布置如图3所示。还配置1台910kW应急发电机，位于主甲板。在船舶破损极端状态下，失掉一个机舱或一个驾驶室，船舶可以正常航行。

图3 发电机、舵桨布置图

5.3 动力定位系统DPS-3

配置最高级别的DPS-3动力定位系统，可以满足在水流1m/s和风速18m/s的海况下实现船舶正常定位工作。该系统分别布置在主桥楼间和应急桥楼间。配置K-POS系统、一套DPS-2和单手柄操作系统，布置于主桥楼间；另外配置一套DPS-1系统布置于应急桥楼间，K-POS系统配有DGPS、RADius、Fanbeam、HiPAP、MRU、Gryo、Wind等参考系统；应急桥楼与主桥楼间用A60绝缘材料进行防火分隔，满足DPS-3的要求。主驾驶和应急驾驶室的防火分隔要求和电缆的分开布置，也保证了当驾驶室失火或进水，应急驾驶室能够继续运行动力定位系统。

5.4 舱室和生活辅助系统

本平台从安全、环保、节能、舒适等角度考虑400多人起居所需要的复杂生活辅助系统。居住舱室布置在船中部到艉部，为海上作业平台提供良好的居住服务。全船居住舱室共219间，可居住船员68人，乘客363人，每个房间配备独立的卫生单元。布置超大厨房、餐厅、办公室、会议室、医院、健身房和网吧等，设计两部20人电梯供人员乘坐，上层建筑艉部布置有直升机平台。在主甲板艏部下方设置了一个小货舱，可容纳3个20尺标准集装箱。

居住舱室配置 8 个中央空调机间，船员间和乘员间的中央空调分开独立服务。庞大的空调和通风系统为全船居住、娱乐及餐厅、厨房等处所提供通风、制冷及加热服务。中央空调装置与外部气体探测系统进行连锁；一旦探测到有毒气体，将自动关闭进风口。

生活黑水和生活水系统满足431人的生活需要，生活黑水系统采用真空泵站单元加污水缓冲舱式的真空系统，以及生活污水处理装置；居住舱室布置喷淋系统，为居住舱室消防安全提供有力保障。

5.5 压载水系统

本平台压载水系统舱室多，舱容大，相互接驳复杂，在系统配置、控制原理、压载水处理等方面都是新课题。大容量的压载水系统进入工作状态时，在压载舱内注入大量的海水，船身随之下沉，吃水逐渐加大，最后大部分船体都会浸入水中，形成所谓的半潜状态。

本船有36个压载舱，总容量7222 m3, 系统拥有8台压载泵，每台200m3/h，2台压载水处理装置，每个压载舱配有遥控液位测深。

8台压载泵用于舱与舱之间互驳，也可以将压载水排出舷外，能快速保持船舶平衡以及船体上升。4台布置在4个舵桨区域，用于将压载水打入压载舱，另4台布置在左右舵桨间通道，用于舱与舱之间的压载水互驳及排舷外。

压载水系统具有起浮平台的能力，能够在3个小时内从吃水14.2m下降到风暴吃水9.6m。期间，通过压载泵排出4980吨压载水，实现规范要求的起浮能力。

5.6 冷却水系统

常规的机械冷却水系统有两种，分别是海水直接冷却和海水冷却淡水再由淡水冷却设备。本船采用的是后一种冷却方式，采用箱式冷却器。与板式热交换器或传统的管壳式冷却器相比，箱式冷却器有下列优点：没有采用二级冷却水管路，不需要冷却水泵、滤器、阀件、管线等需要维修的部件；箱式冷却器不易腐蚀和附着海生物。安装简便，可通过焊接安装到海底门顶板上。不用维修，它的运行成本比其它类型的冷却系统低。

6 建造时主要注意事项

作为特殊用途的海洋工程平台，设备价格昂贵，设备保护和调试技术要求高，本公司又是第一次建造，特别注意以下事项：

（1）加强前期生产策划，实现纸面预造船。全船设计采用三维建模，生产部门参与设计三维模型评审，注重施工细则。

（2）重点工程、重点设备安装调试专题攻关。对舵桨、DPS-3、甲板吊、伸缩跳板、箱式冷却器等专题重点攻关，最大限度地减少在建造过程中出现问题才着手解决的被动局面。如采用舵桨在船体分段的安装方法，工序前移，改善施工环境，减少船台周期，提高生产效率；通过全站仪以同一基准对艏艉四个舵桨进行统一定位安装，保证四个舵桨平行和对称布置要求。

（3）双体结构建造使用高档工装。根据双体结构特殊需要，专门研制出高档支撑架，使得跨左右舷分段在合拢时得到了有力支撑，还提供施工人员上下的安全通道和护栏，保障人员施工安全。

（4）薄板分段建造控制精度。通过使用钢板矫平设备进行矫正，以及改进其焊接工艺、控制预装及分段储运吊装等，减少分段变形量与火工矫正量。

（5）建立可追溯文件包，对建造过程进行记录和存档，将其提交给船级社备案和船东存档跟船服务。

7 结束语

本平台性能优良，设计符合当今海洋平台发展要求，抗风浪、多用途、节能环保、便利舒适，是深海开发所需要高附加值产品。2014年2月，在英国伦敦举行的2014年度OSJ颁奖典礼上赢得“年度海工支持船”荣誉，并赢得业界的一致好评。经过实船两年多的营运实践，其各项技术指标要求达到国际先进水平，处在同行业领先水平。该平台集居住、餐饮、娱乐、输送、运输等功能于一体，是综合型的海上移动平台，在激烈的海工装备市场竞争中，具有明显优势。该平台的成功建造标志着马尾造船在设计和管理水平迈上新台阶，为后续承接高端新船的建造提供不可多得的宝贵经验。