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原文传递一种船舶快速压载系统设计方法

专利名称：	一种船舶快速压载系统设计方法
摘要：	本发明公开了一种船舶快速压载系统设计方法，本发明提出了一种压载泵和重力浸水联合压载的快速压载系统设计方法，对于该系统的压载方式选择、泵注压载系统的设计、重力浸水压载系统的设计、透气系统的设计、系统快速压载过程的设计给出了具体的设计方法，该方法设计出的快速压载系统可以在1小时内实现船舶的快速下沉，同时减小压载泵排量、压载管路尺寸和系统总重量，简化系统管路，并节省总体空间资源。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	中国船舶集团有限公司第七0八研究所
发明人：	万新斌;范井峰;于姝雯;周卓亮;殷杰;李胜博;杨卫英
专利状态：	有效
申请日期：	2023-08-07T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-21T00:00:00+0800
申请号：	CN202310987713.0
公开号：	CN117087827A
代理机构：	上海申汇专利代理有限公司
代理人：	翁若莹;柏子雵
分类号：	B63B43/06;B63B13/00;B63B71/00;B;B63;B63B;B63B43;B63B13;B63B71;B63B43/06;B63B13/00;B63B71/00
申请人地址：	200001 上海市黄浦区西藏南路1688号
主权项：	1.一种船舶快速压载系统设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S101：根据船舶作业准备时间要求，确定船舶快速下沉时间指标T0；步骤S102：利用重力浸水的快速性，采用压载泵泵注和重力浸水的联合压载的方式实现船舶的快速压载；步骤S103：根据下沉作业前后船舶吃水状态，确定船舶排水量的变化，从而得到船舶下沉需要的压载量；将船舶下沉需要的压载量与船舶总体布局相结合，确定泵注压载舱总舱容和重力浸水压载舱总舱容；步骤S104：根据船舶快速下沉时间指标T0、泵注压载舱总舱容和重力浸水压载舱总舱容，经核算后确定采用分阶段的压载方式进行压载；步骤S105：根据采用分阶段的压载方式，确定预压载时间T1、预压载泵注压载舱的舱容V11和预压载重力浸水压载舱的舱容V12；步骤S106：进行预压载泵注系统设计；步骤S107：进行预压载重力浸水系统设计；步骤S108：核算实际的预压载时间是否满足要求，如不满足要求，进入步骤S109；如满足要求，完成预压载阶段的设计；步骤S109：在预压载结束后船体排水量一定的情况下，进行预压载的相关参数的调整，进入步骤S105；步骤S110：根据下沉作业泵注压载舱总舱容和重力浸水压载舱总舱容，确定快速压载泵注压载舱的舱容V21和快速压载重力浸水压载舱的舱容V22；步骤S111：进行快速压载泵注系统设计；步骤S112：进行快速压载重力浸水系统设计；步骤S113：核算实际的快速压载时间是否满足要求，如不满足要求，进入步骤S114；如满足要求，完成快速压载系统设计；步骤S114：调整快速压载的参数，进入步骤S110。 2.如权利要求1所述的一种船舶快速压载系统设计方法，其特征在于，步骤S101中，所述船舶快速下沉时间指标T0在1小时以内。 3.如权利要求1所述的一种船舶快速压载系统设计方法，其特征在于，步骤S104中，分阶段的压载方式为：在船舶航行至沉浮作业区之前，利用压载泵对较多的泵注压载舱进行注水，利用重力浸水对少量的重力浸水压载舱进行注水，以使船舶具有较大的吃水，为预压载阶段；当船舶到达沉浮作业区时，利用重力浸水的快速性对大量的重力浸水压载舱进行注水，利用压载泵对少量的泵注压载舱进行注水，以实现船舶的快速下沉，为快速压载阶段。 4.如权利要求3所述的一种船舶快速压载系统设计方法，其特征在于，步骤S104中，所述快速压载阶段的优化措施包括调整快速压载泵注舱容、快速压载重力浸水舱容、压载泵排量、泵注管路直径、重力浸水管路直径。 5.如权利要求1所述的一种船舶快速压载系统设计方法，其特征在于，所述泵注压载舱可以布置在水线以下、水下附近和水线以上，以适应船舶压载舱的总体布局；所述重力浸水压载舱需布置在水线以下，以利用重力浸水压载舱6内外的液面高度差进行快速注水。 6.如权利要求1所述的一种船舶快速压载系统设计方法，其特征在于，所述步骤S106包括以下步骤：步骤S201：确定泵注压载管路限制流速v1；步骤S202：确定压载泵排量Q1，Q1＝1.2V11/(T1/60)；步骤S203：进行泵注压载舱的注入管路直径D11设计，D11计算完成后应从船舶设计管路的公称直径系列中选取，其中，对于第m个泵注压载舱，其注入管路直径D11表示为D11m，D11m根据船舶设计管路的公称直径系列进行取整，则有：式中，V11m为第m个泵注压载舱的舱容；步骤S204：进行泵注压载舱的透气管路直径D12设计，D12计算完成后应从船舶设计管路的公称直径系列中选取，完成预压载泵注系统设计，其中，对于第m个泵注压载舱，其透气管路直径D12表示为D12m，D12m应根据船舶设计管路的公称直径系列进行取整，则有：D12m＝1.12D11m。 7.如权利要求1所述的一种船舶快速压载系统设计方法，其特征在于，所述步骤S107包括以下步骤：步骤S301：根据重力浸水压载舱的浸水量V12，通过舱容表确定其相应的浸水高度h1；步骤S302：确定重力浸水压载舱的管路平均流速ν2，式中，h1n为第n个重力浸水压载舱的浸水高度h1，g为重力加速度；步骤S303：确定重力浸水压载舱的管路直径D13设计，D13计算完成后应从船舶设计管路的公称直径系列中选取，其中，对于第n个重力浸水压载舱，其舱重力浸水管路直径D13表示为D13n，D13n应根据船舶设计管路的公称直径系列进行取整，则有：式中，V12n为第n个重力浸水压载舱的浸水量V12；步骤S304：确定重力浸水压载舱的透气管路直径D14设计，D14计算完成后应从船舶设计管路的公称直径系列中选取，其中，对于第n个重力浸水压载舱，其透气管路直径D14表示为D14n，D14n应根据船舶设计管路的公称直径系列进行取整，则有：式中，v3为透气管路流速；步骤S305：确定重力浸水压载舱的顶部结构透气孔总面积S11，以快速排出重力浸水压载顶部结构中聚集的空气，并指导结构开孔的设计，其中，对于第n个重力浸水压载舱，其顶部结构透气孔总面积S11表示为S11n，则有：步骤S306：根据重力浸水压载舱的顶部结构设计，在满足结构强度的情况下设计规则的结构透气孔；步骤S307：核算透气孔总面积，如总面积小于步骤S305中的要求，进入步骤S308；如总面积大于等于步骤S305中的要求，完成预压载重力浸水系统设计；步骤S308：对透气孔开孔尺寸或数量进行调整，进入步骤S306。 8.如权利要求1所述的一种船舶快速压载系统设计方法，其特征在于，所述步骤S109中，调整的预压载的相关参数包括预压载泵注压载舱舱容、预压载重力浸水压载舱舱容；所述步骤S114中，调整快速压载的参数包括：在总舱容不变的情况下调整快速压载泵注压载舱舱容和快速压载重力浸水压载舱舱容、压载泵排量和泵注管路直径、重力浸水管路直径。 9.如权利要求6所述的一种船舶快速压载系统设计方法，其特征在于，所述步骤S111包括以下步骤：步骤S201：确定泵注压载管路限制流速υ21；步骤S202：确定压载泵排量Q2，压载泵的最终排量取Q1和Q2中较大者；步骤S203：进行快速压载泵注压载舱的注入管路直径D21设计，D21计算完成后应从船舶设计管路的公称直径系列中选取；步骤S204：进行快速压载泵注压载舱的透气管路直径设计D22设计，D22计算完成后应从船舶设计管路的公称直径系列中选取，完成快速压载泵注系统设计。 10.如权利要求6所述的一种船舶快速压载系统设计方法，其特征在于，所述步骤S112包括以下步骤：步骤S301：根据快速压载重力浸水舱的浸水量V22，通过舱容表确定其相应的浸水高度h2；步骤S302：确定快速压载重力浸水压载舱进水管的平均流速υ22；步骤S303：确定快速压载重力浸水压载舱进水管直径D23设计，D23计算完成后应从船舶设计管路的公称直径系列中选取；步骤S304：确定快速压载重力浸水压载舱透气管的直径D24设计，D24计算完成后应从船舶设计管路的公称直径系列中选取；步骤S305：确定快速压载重力浸水压载舱顶部结构透气孔总面积S21；步骤S306：根据快速压载重力浸水压载舱顶部结构设计，在满足结构强度的情况下设计规则的结构透气孔；步骤S307：核算透气孔总面积，如总面积小于步骤S305中的要求，进入步骤S308；如总面积大于等于步骤S305中的要求，完成快速压载重力浸水系统设计；步骤S308：对透气孔开孔尺寸或数量进行调整，进入步骤S306。
所属类别：	发明专利