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1、劉建峰:自升式海上風(fēng)電安裝船的模型試驗(yàn)分析研究劉建峰(南通中遠(yuǎn)船務(wù)工程有限公司,江蘇南通226005)提要主要闡述了具備自航能力的自升式海上風(fēng)電安裝船在船型設(shè)計(jì)階段的模型試驗(yàn)和計(jì)算分析。為相似船型和類似海洋X-程裝備的設(shè)計(jì)研究提供了參考。關(guān)鍵詞風(fēng)電安裝船模型試驗(yàn)航速阻力推進(jìn)流型中圖分類號(hào)U662文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼BAnalysisandResearchofHullModelTestforOffshoreJack—upWindTurbineInstallationVesselLIUJian—feng(COSCONantongShipyard,NantongJia
2、ngsu226005,China)AbstractThisarticlemainlyexpoundsthemodelstestandrelevantcalculation&analy—sisofthewindturbineinstallationvesselwithself—propelled&jack—upabilityatthehullde—signstage.a(chǎn)ndprovidesreferenceexperienceandassistanceforthedesign&researchofsimi一1arvessels&marineenginee
3、ringequipments.KeywordsWindturbineinstallationvesselModeltestVelocityResistancePro—pulsionFlowpattern1前言為應(yīng)對(duì)未來(lái)的能源危機(jī)和氣候變化,以及保護(hù)環(huán)境,發(fā)展可再生能源是目前的大勢(shì)所趨。風(fēng)能與太陽(yáng)能、生物質(zhì)能等相比,其產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)和經(jīng)濟(jì)性方面優(yōu)勢(shì)明顯,而且對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響極小,是可預(yù)見(jiàn)時(shí)期內(nèi),最有可能大規(guī)模發(fā)展且具備商業(yè)化特質(zhì)的能源。風(fēng)能的最典型開(kāi)發(fā)應(yīng)用是海上風(fēng)力發(fā)電,其具有資源豐富、風(fēng)速穩(wěn)定、開(kāi)發(fā)利益牽扯面狹窄、使用空間和海域面積很小不影響其他項(xiàng)目的發(fā)展
4、、可以大規(guī)模開(kāi)發(fā)等優(yōu)勢(shì),是世界上公認(rèn)的將可再生能源商業(yè)化應(yīng)用的綠色技術(shù),是最具大規(guī)模推廣可再生能源應(yīng)用發(fā)展的重點(diǎn)。具備自航能力的自升式海上風(fēng)電安裝船兼具自升式平臺(tái)和浮式自航船舶的優(yōu)點(diǎn),具有將風(fēng)機(jī)和基作者簡(jiǎn)介:劉建峰(1978一),男,工程師。礎(chǔ)一起運(yùn)送至風(fēng)電場(chǎng)的能力,并配備適合各種場(chǎng)景下安裝的起重設(shè)備和定位設(shè)備,有效克服了風(fēng)機(jī)安裝的大型化和離岸化的限制,是當(dāng)前發(fā)展海上風(fēng)電場(chǎng)的首選裝備。2簡(jiǎn)介“SEACHALLENGER”是為丹麥船東建造的新一代海上風(fēng)電安裝船,其船長(zhǎng)133.25m、寬39m、型深9m、設(shè)計(jì)吃水5.8m,作業(yè)水深達(dá)45m,裝備有4條圓形樁
5、腿結(jié)構(gòu)液壓提升裝置系統(tǒng)和環(huán)繞樁腿的900t旋轉(zhuǎn)海洋起重機(jī),如圖1所示。艏部配備兩個(gè)側(cè)推和一個(gè)可伸縮式全回轉(zhuǎn)推進(jìn)器,艉部配備3個(gè)電力推進(jìn)的VOITH櫓槳,在淺水海域機(jī)動(dòng)性能出眾,并配有先進(jìn)的DP2動(dòng)態(tài)定位系統(tǒng)。具有3000m2以上的甲板重載貨區(qū)域,甲板重載貨區(qū)載荷達(dá)到15t/m2,局部線性載荷達(dá)40t/m,提升甲板載荷達(dá)到5000t。其每次可裝載10套風(fēng)車(chē)構(gòu)件進(jìn)行海上安裝作業(yè)。設(shè)計(jì)符合DNVCLEAN綠色環(huán)造船技術(shù)2014年第l期(總第317期)保要求,并滿足DNV船級(jí)社對(duì)自升式海洋工程裝備和遠(yuǎn)洋自航貨輪的雙重規(guī)范要求,同時(shí)還符合丹麥的海事標(biāo)準(zhǔn)。這種典型
6、的具備自航能力的自升式海上風(fēng)電安裝船,能夠?yàn)橄乱淮I巷L(fēng)電場(chǎng)在最大水深45m的海域提供基本的安裝和維護(hù)功能。本文主要闡述了這類具備自航能力的自升式海上風(fēng)電安裝船在船型設(shè)計(jì)階段的模型試驗(yàn)和計(jì)算分析。圖l側(cè)視總圖3模型試驗(yàn)3.1試驗(yàn)水池主參數(shù)試驗(yàn)水池主參數(shù)為:長(zhǎng)180in,寬10m,深5in,最大試驗(yàn)速度7.5m/s。3.2模型與實(shí)船的參數(shù)比較木制模型按照與實(shí)船1:18的比例根據(jù)線型圖制作,船體線型如圖2所示,木制模型實(shí)體如圖3所示。木制模型裝備了一個(gè)推進(jìn)馬達(dá)和功率計(jì),艉部裝配3個(gè)由VoithSchneiderPropulsor(VSP)推進(jìn)單元組成的推進(jìn)
7、布置,以模擬實(shí)船運(yùn)動(dòng)和測(cè)試收集試驗(yàn)數(shù)據(jù)。具體模型參數(shù)如表1所示。鑒l疆常萬(wàn)書(shū)劃二j一㈡I,/?l,掣擴(kuò)j/、藩≮j~,∥西y魯,l/}圭,;K{jI/‰/i,醚撩巴醚k~/^;‘i浮辱辭釜溺離《離交If;妒、》H,.凈L,彳科gr制《j:之jj}州;辯7/r~二群、?/7/;/,≯。≯j一≯“、拶{蚓{一—卜■{蚓L讎”—一【一。圖2船體線型圖3木制模型實(shí)體表1模型參數(shù)實(shí)船參數(shù)模型參數(shù)型長(zhǎng)L”121.68m6.67m型寬B39m2.17m中部吃水%5.30m0.29m艏部吃水n5.30mO.29m艉部吃水TA5.30m0.29m浸水面長(zhǎng)度L∞133.2
8、5m7.40m排水量體積V22284rn33.82m3排水量D22863t3.82t浸水面積S