劉婷，張春景（上海振華重工集團(tuán)股份有限公司，上海，200125）

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DP3系統(tǒng)分析與研究
——在飽和潛水支持船設(shè)備和布置上

劉婷，張春景
（上海振華重工集團(tuán)股份有限公司，上海，200125）

摘 要：隨著海洋工程裝備市場的不斷發(fā)展，海洋裝備的需求日益廣泛，為了獲得大深度、大噸位應(yīng)急打撈及其他應(yīng)急突發(fā)事件的快速處置能力，飽和潛水支持船（DSV）必不可少。本文通過對145M飽和潛水支持船主發(fā)電機(jī)及其輔助系統(tǒng)、推進(jìn)系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、DP傳感器系統(tǒng)進(jìn)行分析研究，驗(yàn)證了該船設(shè)備布置和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性，為深度潛水提供保障；同時(shí)通過驗(yàn)證，證明了145M飽和潛水支持船能夠達(dá)到DP3動(dòng)力定位系統(tǒng)的要求。本文為今后建設(shè)飽和潛水支持船提供了參考作用。

關(guān)鍵詞：DP3；飽和潛水支持船；設(shè)備布置

引言

海洋工程裝備是指用于海洋資源（特別是海洋油氣資源）勘探、開采、加工、儲運(yùn)、管理、后勤服務(wù)等方面的大型工程裝備及輔助設(shè)備，具有高技術(shù)、高投入、高風(fēng)險(xiǎn)的三高特點(diǎn)，是應(yīng)用先進(jìn)自動(dòng)化制造、電子信息技術(shù)、新材料等方面的綜合體，產(chǎn)業(yè)對國民經(jīng)濟(jì)帶動(dòng)作用大。未來海洋工程裝備制造業(yè)等新興產(chǎn)業(yè)增長速度仍將高于海洋經(jīng)濟(jì)總體增長速度，海洋新興產(chǎn)業(yè)將成為未來10年中國海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新增長點(diǎn)。到2030年，我國海洋船舶制造業(yè)增加值占GDP的比例達(dá)4.5%［1］。

其中飽和潛水支持船（DSV）是支持水下作業(yè)的專業(yè)船舶，其配備的飽和潛水系統(tǒng)是唯一可以使?jié)撍畣T在水下高壓環(huán)境下進(jìn)行作業(yè)的配套系統(tǒng)，可以應(yīng)對大深度、大噸位應(yīng)急打撈、大面積溢油及其他應(yīng)急突發(fā)事件的快速處置能力，對水下施工、科研、救援等工作具有重大意義。本項(xiàng)目是上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司正在建造的一條145M飽和潛水支持船（145M DSV），其配備的飽和潛水系統(tǒng)可滿足24名潛水員在最大300m的水深進(jìn)行飽和潛水作業(yè)，該船采用滿足DYNPOS AUTRO（DP3）船級符號動(dòng)力定位系統(tǒng)。

本文主要探討分析DP3系統(tǒng)在該145M飽和潛水支持船（DSV）的設(shè)備配置，艙室布置上的應(yīng)用，為今后建設(shè)飽和潛水支持船提供參考。

1 動(dòng)力定位系統(tǒng)定義及相關(guān)規(guī)范要求

動(dòng)力定位（Dynamic Positioning）系統(tǒng)作用是：在大風(fēng)大浪或水流的干擾下，不借助錨泊系統(tǒng)，利用自身的推力器系統(tǒng)使海上浮動(dòng)裝置保持一定的位置和艏向，或者按預(yù)定運(yùn)動(dòng)軌跡可以航行的閉環(huán)控制系統(tǒng)。根據(jù)動(dòng)力定位的不同冗余度的要求，DP3要求在出現(xiàn)任一故障（包括由于火災(zāi)或淹水造成一個(gè)艙室的完全損失）后，可在規(guī)定的環(huán)境條件和作業(yè)范圍內(nèi)該船仍具有自動(dòng)保持船舶的位置和艏向的功能［2］。

各船級社對動(dòng)力定位系統(tǒng)的要求大同小異，不同級別的動(dòng)力定位系統(tǒng)在設(shè)備配置上的要求也會有所不同，主要體現(xiàn)在冗余度上。表1是挪威船級社規(guī)范中對不同級別動(dòng)力定位系統(tǒng)的設(shè)備配置和冗余要求的對比說明［3］。

表1 動(dòng)力定位系統(tǒng)的設(shè)備和冗余要求

2 145M飽和潛水支持船動(dòng)力定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 主發(fā)電機(jī)及其輔助系統(tǒng)

145M飽和潛水支持船共設(shè)有兩個(gè)機(jī)艙，配置了6臺2800kW/臺的主柴油發(fā)電機(jī)組，分別布置在兩個(gè)采用A60防火分隔的機(jī)艙內(nèi)，每個(gè)機(jī)艙布置三臺，以保證任何一個(gè)主機(jī)艙火災(zāi)情況下，該船仍具有自動(dòng)保持船位，具有自動(dòng)保持艏向的功能。燃油系統(tǒng)中，每臺主發(fā)電機(jī)組均配置了一臺燃油泵，一個(gè)燃油供給艙，布置獨(dú)立的管路和隔離閥等，每個(gè)機(jī)艙配置一個(gè)燃油沉淀艙?；拖到y(tǒng)中，每臺主發(fā)電機(jī)組均配置了一臺滑油泵，滑油冷卻器，溫控閥。冷卻水系統(tǒng)中，每臺主發(fā)電機(jī)組均配置了一臺高溫冷卻泵，一臺低溫冷卻泵，一臺預(yù)熱裝置，一個(gè)膨脹水柜和加藥裝置，一臺冷卻器和溫控閥。啟動(dòng)空氣系統(tǒng)中，每臺主發(fā)電機(jī)組均配置了一個(gè)啟動(dòng)空氣瓶，每個(gè)機(jī)艙各配置兩臺啟動(dòng)空壓機(jī)。通過以上配置，可以在兩個(gè)機(jī)艙布置兩套完全獨(dú)立的管系，兩個(gè)機(jī)艙的子系統(tǒng)用連接管連起來，在A60艙壁兩側(cè)分別布置一個(gè)隔離閥，這樣的配置無論是在系統(tǒng)冗余還是設(shè)備冗余上都完全滿足了DP3系統(tǒng)的要求［4］。

2.2 推進(jìn)系統(tǒng)

1 4 5 M飽和潛水支持船共配置了6臺由德國SCHOTTEL公司提供的柴電混合動(dòng)力推進(jìn)器。其中艏部兩臺2680kW的側(cè)向推進(jìn)器（TI 和T2），一臺2500kW的折疊式全回轉(zhuǎn)推進(jìn)器（T3），艉部布置了三臺3000kW的全回轉(zhuǎn)主推進(jìn)器（T4-T6）。每臺推進(jìn)器都布置在采用A60防火分隔的獨(dú)立的房間內(nèi)。每臺推進(jìn)器都配有單獨(dú)的滑油系統(tǒng)，液壓油系統(tǒng)，壓縮空氣系統(tǒng)和淡水冷卻系統(tǒng)。該設(shè)計(jì)同樣滿足DP3的要求［5］。

2.3 配電系統(tǒng)

145M飽和潛水支持船配備了兩套6.6kV的高壓配電板，分別布置在兩個(gè)采用A60絕緣材料進(jìn)行防火分隔的機(jī)艙內(nèi)的獨(dú)立的配電板室。其中1#高壓配電板（HVSB1）由1#機(jī)艙內(nèi)的三臺發(fā)電機(jī)（G1， G2， G3）直接供電；2#高壓配電板（HVSB2）由2#機(jī)艙內(nèi)的三臺發(fā)電機(jī)（G4，G5， G6）直接供電；1#艏推進(jìn)器（T1）和6#艉推進(jìn)器（T6）由2#高壓配電板（HVSB2）供電；3#艏推進(jìn)器（T3）和4#艉推進(jìn)器（T4）由1#高壓配電板（HVSB2）供電；而兩套高壓配電板都可為2#艏推進(jìn)器（T2）和5#艉推進(jìn)器（T5）供電。配電系統(tǒng)示意圖如圖1所示。

圖1 主配電板系統(tǒng)圖

由圖1可以看出，即使任何一套高壓配電板失效導(dǎo)致三臺主發(fā)電機(jī)，一臺艏側(cè)推和一臺艉推同時(shí)失效的情況下，本船仍然可以滿足一套主配電板，三臺主發(fā)電機(jī)，兩臺艏側(cè)推和兩臺艉推同時(shí)工作，該設(shè)計(jì)完全滿足DP3的要求。

2.4 DP傳感器

為滿足DP加強(qiáng)性能的要求，本船的羅經(jīng)、運(yùn)動(dòng)參考單元（MRU）、風(fēng)速及風(fēng)向儀要求配置不同的類型。

本船配置了4臺羅經(jīng)，一臺是光纖陀螺羅經(jīng)，三臺是機(jī)械旋轉(zhuǎn)式電羅經(jīng)。配置了4臺運(yùn)動(dòng)參考單元，其中三臺是三軸式，一臺是雙軸式。配置的4臺風(fēng)速及風(fēng)向儀中，三臺是超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀，一臺是機(jī)械式風(fēng)速風(fēng)向儀。風(fēng)速風(fēng)向信號被直接傳輸?shù)紧翰靠刂婆_，艏部控制臺和應(yīng)急DP備用站，任何一路遙控傳輸失效還能保證DP系統(tǒng)的有效性。

3 結(jié)束語

本文通過對145M飽和潛水支持船主發(fā)電機(jī)及其輔助系統(tǒng)、推進(jìn)系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、DP傳感器系統(tǒng)的分析，證明本船的設(shè)備布置和系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，能夠滿足DP3的要求。

參考文獻(xiàn)

［1］ 馬延德，海洋工程裝備，清華大學(xué)出版社，2013.

［2］ 中國船級社.動(dòng)力定位系統(tǒng)檢驗(yàn)指南［S］.2002.

［3］Dynamic positioning system［S］.DNV Part6 Chapter7 January 2008.

［4］ 楊榮鋒，劉煒慧等.海洋石油201"DP3系統(tǒng)的應(yīng)用分析［J］.船舶工程，2013.3（35）.

［5］ 竇培林，袁洪濤等.深水半潛式鉆井平臺DP3動(dòng)力定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用.海洋工程，2010.11（28）.

Analyzes the Application of DP3 System on 145M DSV Equipment and Arrangement

Ting Liu， Chunjing Zhang
（Shanghai Zhenhua Heavy Industries Co.， Ltd.， Shanghai， 200125， China）

Abstract：With the development of the offshore unit market and the demand increasing， DSV is necessary for great depth， large tonnage emergency salvage and other emergencies.The paper analyzed the application of DP3 system on 145M DSV.According to the analysis of main engine system， propeller system， power system and DP sensors， it proved that the design of 145M DSV corresponds with the request of DP3.The paper supplys a reference for hereafter fabrication of DSV.

Key words：DP3； DSV； Equipment Arrangement

中圖分類號：U664

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：2095-8412 （2016） 02-258-04

DOI：工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新 URL： http//www.china-iti.com 10.14103/j.issn.2095-8412.2016.02.036

作者簡介：

劉婷（1982.11-），女，上海振華重工（集團(tuán)）股份有限公司，中級職稱。研究方向：船舶輪機(jī)管系設(shè)計(jì)。

E-mail： stalle599@163.com