DP3系统分析与研究——在饱和潜水支持船设备和布置上

刘婷，张春景（上海振华重工集团股份有限公司，上海，200125）



DP3系统分析与研究
——在饱和潜水支持船设备和布置上

刘婷，张春景
（上海振华重工集团股份有限公司，上海，200125）

摘 要：随着海洋工程装备市场的不断发展，海洋装备的需求日益广泛，为了获得大深度、大吨位应急打捞及其他应急突发事件的快速处置能力，饱和潜水支持船（DSV）必不可少。本文通过对145M饱和潜水支持船主发电机及其辅助系统、推进系统、配电系统、DP传感器系统进行分析研究，验证了该船设备布置和系统设计的合理性，为深度潜水提供保障；同时通过验证，证明了145M饱和潜水支持船能够达到DP3动力定位系统的要求。本文为今后建设饱和潜水支持船提供了参考作用。

关键词：DP3；饱和潜水支持船；设备布置

引言

海洋工程装备是指用于海洋资源（特别是海洋油气资源）勘探、开采、加工、储运、管理、后勤服务等方面的大型工程装备及辅助设备，具有高技术、高投入、高风险的三高特点，是应用先进自动化制造、电子信息技术、新材料等方面的综合体，产业对国民经济带动作用大。未来海洋工程装备制造业等新兴产业增长速度仍将高于海洋经济总体增长速度，海洋新兴产业将成为未来10年中国海洋经济发展的新增长点。到2030年，我国海洋船舶制造业增加值占GDP的比例达4.5%［1］。

其中饱和潜水支持船（DSV）是支持水下作业的专业船舶，其配备的饱和潜水系统是唯一可以使潜水员在水下高压环境下进行作业的配套系统，可以应对大深度、大吨位应急打捞、大面积溢油及其他应急突发事件的快速处置能力，对水下施工、科研、救援等工作具有重大意义。本项目是上海振华重工（集团）股份有限公司正在建造的一条145M饱和潜水支持船（145M DSV），其配备的饱和潜水系统可满足24名潜水员在最大300m的水深进行饱和潜水作业，该船采用满足DYNPOS AUTRO（DP3）船级符号动力定位系统。

本文主要探讨分析DP3系统在该145M饱和潜水支持船（DSV）的设备配置，舱室布置上的应用，为今后建设饱和潜水支持船提供参考。

1 动力定位系统定义及相关规范要求

动力定位（Dynamic Positioning）系统作用是：在大风大浪或水流的干扰下，不借助锚泊系统，利用自身的推力器系统使海上浮动装置保持一定的位置和艏向，或者按预定运动轨迹可以航行的闭环控制系统。根据动力定位的不同冗余度的要求，DP3要求在出现任一故障（包括由于火灾或淹水造成一个舱室的完全损失）后，可在规定的环境条件和作业范围内该船仍具有自动保持船舶的位置和艏向的功能［2］。

各船级社对动力定位系统的要求大同小异，不同级别的动力定位系统在设备配置上的要求也会有所不同，主要体现在冗余度上。表1是挪威船级社规范中对不同级别动力定位系统的设备配置和冗余要求的对比说明［3］。

表1 动力定位系统的设备和冗余要求

2 145M饱和潜水支持船动力定位系统设计

2.1 主发电机及其辅助系统

145M饱和潜水支持船共设有两个机舱，配置了6台2800kW/台的主柴油发电机组，分别布置在两个采用A60防火分隔的机舱内，每个机舱布置三台，以保证任何一个主机舱火灾情况下，该船仍具有自动保持船位，具有自动保持艏向的功能。燃油系统中，每台主发电机组均配置了一台燃油泵，一个燃油供给舱，布置独立的管路和隔离阀等，每个机舱配置一个燃油沉淀舱。滑油系统中，每台主发电机组均配置了一台滑油泵，滑油冷却器，温控阀。冷却水系统中，每台主发电机组均配置了一台高温冷却泵，一台低温冷却泵，一台预热装置，一个膨胀水柜和加药装置，一台冷却器和温控阀。启动空气系统中，每台主发电机组均配置了一个启动空气瓶，每个机舱各配置两台启动空压机。通过以上配置，可以在两个机舱布置两套完全独立的管系，两个机舱的子系统用连接管连起来，在A60舱壁两侧分别布置一个隔离阀，这样的配置无论是在系统冗余还是设备冗余上都完全满足了DP3系统的要求［4］。

2.2 推进系统

1 4 5 M饱和潜水支持船共配置了6台由德国SCHOTTEL公司提供的柴电混合动力推进器。其中艏部两台2680kW的侧向推进器（TI 和T2），一台2500kW的折叠式全回转推进器（T3），艉部布置了三台3000kW的全回转主推进器（T4-T6）。每台推进器都布置在采用A60防火分隔的独立的房间内。每台推进器都配有单独的滑油系统，液压油系统，压缩空气系统和淡水冷却系统。该设计同样满足DP3的要求［5］。

2.3 配电系统

145M饱和潜水支持船配备了两套6.6kV的高压配电板，分别布置在两个采用A60绝缘材料进行防火分隔的机舱内的独立的配电板室。其中1#高压配电板（HVSB1）由1#机舱内的三台发电机（G1， G2， G3）直接供电；2#高压配电板（HVSB2）由2#机舱内的三台发电机（G4，G5， G6）直接供电；1#艏推进器（T1）和6#艉推进器（T6）由2#高压配电板（HVSB2）供电；3#艏推进器（T3）和4#艉推进器（T4）由1#高压配电板（HVSB2）供电；而两套高压配电板都可为2#艏推进器（T2）和5#艉推进器（T5）供电。配电系统示意图如图1所示。

图1 主配电板系统图

由图1可以看出，即使任何一套高压配电板失效导致三台主发电机，一台艏侧推和一台艉推同时失效的情况下，本船仍然可以满足一套主配电板，三台主发电机，两台艏侧推和两台艉推同时工作，该设计完全满足DP3的要求。

2.4 DP传感器

为满足DP加强性能的要求，本船的罗经、运动参考单元（MRU）、风速及风向仪要求配置不同的类型。

本船配置了4台罗经，一台是光纤陀螺罗经，三台是机械旋转式电罗经。配置了4台运动参考单元，其中三台是三轴式，一台是双轴式。配置的4台风速及风向仪中，三台是超声波风速风向仪，一台是机械式风速风向仪。风速风向信号被直接传输到艉部控制台，艏部控制台和应急DP备用站，任何一路遥控传输失效还能保证DP系统的有效性。

3 结束语

本文通过对145M饱和潜水支持船主发电机及其辅助系统、推进系统、配电系统、DP传感器系统的分析，证明本船的设备布置和系统设计合理，能够满足DP3的要求。

参考文献

［1］ 马延德，海洋工程装备，清华大学出版社，2013.

［2］ 中国船级社.动力定位系统检验指南［S］.2002.

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

［4］ 杨荣锋，刘炜慧等.海洋石油201"DP3系统的应用分析［J］.船舶工程，2013.3（35）.

［5］ 窦培林，袁洪涛等.深水半潜式钻井平台DP3动力定位系统设计和应用.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

中图分类号：U664

文献标识码：A

文章编号：2095-8412 （2016） 02-258-04

DOI：工业技术创新 URL： http//www.china-iti.com 10.14103/j.issn.2095-8412.2016.02.036

作者简介：

刘婷（1982.11-），女，上海振华重工（集团）股份有限公司，中级职称。研究方向：船舶轮机管系设计。

E-mail： stalle599@163.com