本書(shū)為高技術(shù)船舶與深海技術(shù)裝備系列之一。大型醫(yī)院船是現(xiàn)代海軍的重要標(biāo)志之一。目前,世界上共有美國(guó)、英國(guó)、加拿大、日本、中國(guó)等少數(shù)國(guó)家擁有具有遠(yuǎn)海醫(yī)療救護(hù)能力的醫(yī)院船。本書(shū)主要介紹了醫(yī)院船的設(shè)計(jì)與制造,內(nèi)容以醫(yī)院船的研究成果和新進(jìn)展為主,反映了目前我國(guó)醫(yī)院船設(shè)計(jì)的研究特色和水平。
仲偉東,中國(guó)船舶及海洋工程設(shè)計(jì)研究院(中國(guó)船舶工業(yè)集團(tuán)公司第七〇八研究所)海工部研究員,“新光華號(hào)”半潛船總設(shè)計(jì)師。10萬(wàn)噸級(jí)半潛船“新光華號(hào)”被稱為半潛運(yùn)輸船中的“巨無(wú)霸”,載重量亞洲第一、世界第二,一舉打破了多項(xiàng)“紀(jì)錄”。 獲上海市科技進(jìn)步三等獎(jiǎng) 1 項(xiàng)、中國(guó)水運(yùn)建設(shè)協(xié)會(huì)特等獎(jiǎng) 2 項(xiàng)、中國(guó)造船工程協(xié)會(huì)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng) 2 項(xiàng)、三等獎(jiǎng) 1 項(xiàng),中船集團(tuán)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng) 2 項(xiàng)。
1 緒論
1.1 半潛船基本概念及特點(diǎn)
1.2 半潛船的應(yīng)用與作業(yè)模式
1.3 半潛船的分類
1.4 半潛船的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀
1.5 半潛船的發(fā)展趨勢(shì)
2 半潛船總體設(shè)計(jì)
2.1 半潛船船型設(shè)計(jì)特點(diǎn)
2.2 半潛船主要參數(shù)設(shè)計(jì)
2.3 半潛船線型設(shè)計(jì)
2.4 半潛船的總布置設(shè)計(jì)
2.5 半潛船的主要性能設(shè)計(jì)
2.6 半潛船設(shè)計(jì)遵循的相關(guān)公約、規(guī)范和規(guī)則
2.7 半潛船主要系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3 半潛船結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)
3.1 半潛船結(jié)構(gòu)概述
3.2 一般定義
3.3 半潛船結(jié)構(gòu)布置
3.4 半潛船結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
3.5 半潛船結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)展望
4 壓排載和調(diào)載系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)
4.1 概述
4.2 常見(jiàn)的壓排載方式
4.3 半潛船壓排載和調(diào)載系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
4.4 閥門(mén)遙控和液位遙測(cè)系統(tǒng)
4.5 壓排載速率計(jì)算
5 推進(jìn)系統(tǒng)與動(dòng)力定位系統(tǒng)
5.1 概述
5.2 半潛船的推進(jìn)方式
5.3 推進(jìn)系統(tǒng)配置
5.4 半潛船動(dòng)力定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)
5.5 半潛船動(dòng)力定位能力分析
6 壓載水處理
6.1 壓載水處理裝置發(fā)展現(xiàn)狀
6.2 半潛船壓載水處理方案
6.3 半潛船壓載水處理典型案例
7 半潛船電氣設(shè)計(jì)
7.1 電力系統(tǒng)特征
7.2 電制選擇
7.3 電站選型
7.4 電力推進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
7.5 典型電力系統(tǒng)
7.6 自動(dòng)化系統(tǒng)
7.7 船載運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)及預(yù)報(bào)系統(tǒng)
8 半潛船的典型作業(yè)模式
8.1 靠岸裝卸作業(yè)
8.2 海上裝卸作業(yè)
8.3 打撈運(yùn)輸作業(yè)
參考文獻(xiàn)
索引
[前言]
半潛船這一概念在船舶領(lǐng)域并不陌生,它作為一種特殊類型的運(yùn)輸船、工程船,廣泛地參與到特種貨物運(yùn)輸、搶險(xiǎn)打撈和海洋裝備海上安裝作業(yè)等大型工程。隨著半潛船在一些重大海事工程應(yīng)用中突破性的成功,一些半潛船已經(jīng)當(dāng)之無(wú)愧地成為“明星船”。半潛船甲板作業(yè)面大、承載力強(qiáng),又可搭載多種類型的工程或作業(yè)裝備等,這些特質(zhì)使得半潛船從誕生的那一刻起,就注定了其不平凡的發(fā)展歷程。
半潛船承擔(dān)的是世界上*艱難、危險(xiǎn)的海運(yùn)任務(wù)之一,難在被裝載物的千姿百態(tài),險(xiǎn)在使用過(guò)程的謹(jǐn)小慎微。常規(guī)船舶多以增加裝載能力為目的,優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)減小空船重量,讓“浮力”更好地為“裝載能力”服務(wù)。而半潛船在設(shè)計(jì)上則充分發(fā)揮了阿基米德原理的特點(diǎn),不以空船重量減小為單一目標(biāo),而是在空船重量與合理發(fā)揮結(jié)構(gòu)承載能力之間尋求平衡,并通過(guò)加減不同位置壓載艙內(nèi)壓載水的多少,合理改變半潛船自身重量的大小和重心位置,從而完成那些看似原理簡(jiǎn)單卻極具兇險(xiǎn)的工程任務(wù)。
半潛船設(shè)計(jì)隨著社會(huì)和市場(chǎng)需求的發(fā)展也發(fā)生了翻天覆地的變化:從無(wú)動(dòng)力的浮船塢到自航的半潛船,從舊船改裝到更適應(yīng)半潛作業(yè)的新式船型,從傳統(tǒng)的水泵壓排載方式到結(jié)合了壓縮空氣混合系統(tǒng)的快速壓排載方式,從傳統(tǒng)的大件重貨運(yùn)輸?shù)礁唢L(fēng)險(xiǎn)、高復(fù)雜性的海上安裝工程,從民用工程建設(shè)到集多功能軍事用途于一身的遠(yuǎn)征海上基地……半潛———這一簡(jiǎn)單的壓排載起浮下潛理論被智慧的人類充分利用。
經(jīng)過(guò)改革開(kāi)放以來(lái)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,國(guó)內(nèi)對(duì)半潛船設(shè)計(jì)從特種貨物運(yùn)輸、航運(yùn)安全保障和能源開(kāi)發(fā)等多角度提出了不同的需求,半潛船應(yīng)運(yùn)而生,出現(xiàn)了“半潛運(yùn)輸船”“半潛工程船”“半潛打撈船”“多功能半潛船”“塢式半潛船”等多種名稱。歸其本源,本書(shū)以“半潛船”稱之,借助于作者和研發(fā)團(tuán)隊(duì)十余年來(lái)在這幾種類型半潛船的研發(fā)設(shè)計(jì),可結(jié)合不同任務(wù)需求的特征給出針對(duì)性的分析和歸納性的結(jié)論。
本書(shū)以新式半潛船為主對(duì)半潛船設(shè)計(jì)的過(guò)程和要點(diǎn)進(jìn)行介紹,全書(shū)共分半潛船工程設(shè)計(jì)8章。第1章緒論由仲偉東主筆,尉志源、程維杰校審,該章分析了半潛船的概念特點(diǎn)、應(yīng)用場(chǎng)景、分類方法、發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì),結(jié)合概念分析船型特征,結(jié)合市場(chǎng)需求分析發(fā)展變化,結(jié)合時(shí)代要求分析未來(lái)趨勢(shì)等;第2章半潛船總體設(shè)計(jì)由尉志源主筆,程維杰、仲偉東校審,該章關(guān)注總體性能的實(shí)現(xiàn)、主要參數(shù)的選取、線型設(shè)計(jì)、總布置設(shè)計(jì)要點(diǎn)等,從宏觀上介紹半潛船設(shè)計(jì)的關(guān)鍵要素和系統(tǒng)組成,從細(xì)節(jié)上說(shuō)明設(shè)計(jì)的原則與方法;第3章半潛船結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)由遲少艷主筆,楊青校審,該章根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求和半潛船運(yùn)用的功能需求,從結(jié)構(gòu)布置方法、設(shè)計(jì)要點(diǎn)、計(jì)算理論方法等,構(gòu)建了半潛船安全、有效的承載平臺(tái)結(jié)構(gòu);第4章壓排載和調(diào)載系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)由陳雷主筆,于再紅、仲偉東校審,該章從歷史和技術(shù)的角度分析了壓排載和調(diào)載系統(tǒng)的功能要求、布置要求、設(shè)計(jì)分析方法等,對(duì)該系統(tǒng)的類型、設(shè)計(jì)要點(diǎn)、閥門(mén)遙控與液位遙測(cè)系統(tǒng)的匹配設(shè)計(jì)等展開(kāi)論述,構(gòu)建了半潛船的“神經(jīng)組織系統(tǒng)”;第5章推進(jìn)系統(tǒng)與動(dòng)力定位系統(tǒng)由陳雷、尉志源、梁瑾主筆,于再紅、仲偉東校審,該章圍繞半潛船在推進(jìn)系統(tǒng)的演變和發(fā)展現(xiàn)狀,對(duì)不同的推進(jìn)配置形式進(jìn)行比較分析,并對(duì)帶有動(dòng)力定位系統(tǒng)的半潛船進(jìn)行深入剖析,根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和故障模式分析要求給出配置建議,并根據(jù)理論分析和計(jì)算分析給出動(dòng)力定位能力配置等級(jí)的依據(jù);第6章壓載水處理由陳雷主筆,于再紅校審,該章關(guān)注壓載水公約生效和實(shí)施后對(duì)半潛船設(shè)計(jì)的影響及相關(guān)對(duì)策,對(duì)目前市場(chǎng)上可行的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行探討,隨著技術(shù)的發(fā)展,超大排量壓載水的快速處理問(wèn)題也應(yīng)逐步解決;第7章半潛船電氣設(shè)計(jì)由梁瑾主筆,王文軍校審,該章將半潛船的電氣系統(tǒng)進(jìn)行了全面分析,從電力系統(tǒng)特征、電制電站選擇,到推進(jìn)系統(tǒng)、自動(dòng)化系統(tǒng)都給出了設(shè)計(jì)的要點(diǎn)介紹,并分析了關(guān)鍵要素,結(jié)合典型電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)給出參考案例,并簡(jiǎn)要介紹了較多半潛船配備的、至關(guān)重要的船載運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)及預(yù)報(bào)系統(tǒng);第8章半潛船的典型作業(yè)模式由尉志源主筆,程維杰校審,該章通過(guò)對(duì)典型作業(yè)模式的案例分析,說(shuō)明了典型作業(yè)模式開(kāi)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和控制要素,這些將從應(yīng)用角度指導(dǎo)半潛船工程設(shè)計(jì)。
本書(shū)的編著集合了作者和設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)以及業(yè)界專家們?cè)诎霛摯灾餮邪l(fā)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)成果、心得和技術(shù)經(jīng)驗(yàn),搜集整理了國(guó)內(nèi)外公開(kāi)發(fā)表的相關(guān)論文、著作、新聞報(bào)道等,謹(jǐn)向原作者深表謝意。編著團(tuán)隊(duì)以專業(yè)的精神對(duì)各個(gè)細(xì)節(jié)進(jìn)行廣泛深入的研討,集大量專家、學(xué)者和熱心人士之觀念于其中,嚴(yán)謹(jǐn)思辨,去偽存真?芍^是借前人肩背之力向上攀研的一種收獲和累積。
本書(shū)在編寫(xiě)過(guò)程中,得到了中國(guó)船舶與海洋工程設(shè)計(jì)研究院海洋工程及工程船研究設(shè)計(jì)部的廣泛支持,部門(mén)領(lǐng)導(dǎo)康為夏、景寶金多次參加研討會(huì)并給予編寫(xiě)組人員支持和鼓勵(lì),其中船舶設(shè)計(jì)大師費(fèi)龍、李小平,主任工程師張海彬、周健研究員等業(yè)界專家和前輩分別在不同階段為本書(shū)提出了很多有益的建議,上海交通大學(xué)出版社的楊帆、楊建霞編輯不辭勞苦,無(wú)論酷暑嚴(yán)寒,多次親臨會(huì)場(chǎng)參與編寫(xiě)過(guò)程的研討,其專業(yè)的建議讓技術(shù)人員獲益匪淺。還有二十多位同志提供了寶貴的素材或協(xié)助搜集資料,在此一并表示衷心的感謝。
半潛船設(shè)計(jì)一書(shū)從提議編寫(xiě)到最終付梓歷經(jīng)重重艱辛,歷時(shí)三載,幾經(jīng)周折。編寫(xiě)組人員都是半潛船研發(fā)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的一線骨干,日常承擔(dān)了大量的船型研發(fā)設(shè)計(jì)工作,時(shí)間上的沖突時(shí)有發(fā)生。加之寫(xiě)作能力、經(jīng)驗(yàn)所限,難免會(huì)在內(nèi)容編排和文字修煉方面存有疏漏或錯(cuò)誤,在此懇請(qǐng)專家、讀者予以批評(píng)指正。
路漫漫其修遠(yuǎn)兮,寄望讀者能在閱讀后有所收獲,思考后多提寶貴意見(jiàn),幫助船舶設(shè)計(jì)師、學(xué)者們上下求索,將半潛船設(shè)計(jì)做得更好。