集装箱船改装远海补给船方案研究（可编辑）

集装箱船改装远海补给船方案研究（可编辑） 集装箱船改装远海补给船方案研究 密级:?? 分类号:??编号:?? :?? 工学硕士学位论文 集装箱船改装远海补给船方案研究 硕士研究生: 王晨旭 : 冯峰研究员 指导教师 : 工学硕士 学位级别 学科、专业: 船舶与海洋结构物设计制造 : 所在单位 船舶工程学院 论文提交日期: 年月 论文答辩日期: 年月 哈尔滨工程大学 学位授予单位: ‘?。 《 。繇 ,镩 ‖《。 弘 : 厂煳 ..: 、、, 爻?,,卜‖’. .、 ?, : 】【 :触 .: 血坶: 班 锄印: .翰 廿: . , 璐坶:‘‘、 、 ’ 、?。卜 ? ‘? , 、, / 哈尔滨工程大学 学位论文原创,’生声明 ~ 本人郑重声明:本论文的所有工作,是在导师的指导下,由作者本人独立完成的。 ~ 有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出,并与参考文献相对应。除文中已注 明引用的外,本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文 ‘。 的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声 明的法律结果由本人承担。 作者签字: 杰展拯 日期:如年月啪 哈尔滨工程大学 学位论文授权使用声明 ?;,。 本人完全了解学校保护知识产权的有关,即研究生在校攻读学位期间论文工作 的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送 交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进 行检索,可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文,可以公布论文的 全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一 署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。 、 , 本论文口在授予学位后即可龟旌授予学位个月后口解密后由哈尔滨工程 .。 大学送交有关部门进行保存、汇编等。 导师签字: 崎。 作者四:五跟协 日期:?必 年月【珀 细年月 。’? ; 一 ? 。 民用集装箱船改装远海补给船方案设计 摘 要 本论文以海军装备研究院民用运输船改装补给船科研项目为依托,目的是解决集装 。 箱船如何在短时间内快速改装成远海补给船的问题。论文对改装的方法、形式、物资安 】 放和转运,直升机平台的安装拆卸等问题进行研究,并对改装后的集装箱船进行了性能 计算。 本次论文的主要内容包括,民船改装综述及发展概况、国内外相关研究综述以及设 铒 计方案比较分析等。 论文主要研究方法是通过模块化的方法对所要改装的部分进行模块化分,根 据任务 要求,添加原船缺少的模块。在有限的原船条件下,设计最简洁最合理的改装方案。充 分利用目标船的甲板空间,对物资安放,物资转运,直升机平台安装位置作了合理的布 置。基于快速改装,快速恢复的原则,经过设计研究提供了三个改装方案供甲方选择。 论文用力法的原理,依照相关关于直升机甲板的规定进行了直升机起落平台的设 计,并对直升机平台进行了强度的校核。文章还对改装后的补给船进行了性能计算。 论文的主要结论如下:在分析比较两个改装方案后,处于综合考虑,认为将直升机 甲 平台置于船舯的布置方案为最优。此方案对改装后的全船稳性影响较小,便于物资快速 转运。 改装方案中的具体问题最终需要演示实验及船模实验来进行验证,期待在今后的研 究工作中进一步加强实验手段,以保证研究结论的可靠性,改正研究中的错误,优化不 足之处。 关键词:补给船;模块化设计;改装;直升机平台 : 哈尔滨程大学硕七学位论文民用集装箱船改装远海补给船方案设计弛 砌 印,锄 ., ? ,五 ?脚迈锄 姐 . 卸 ,塔,,胁觚 皿璐柚 孤 也 锄 . ? . , 缸, 锄 . 弘 打, 砷 粕 丘册啦野, . 印 耐舀 撒粗 血, 锄 ? ..?? 锄 飓 印 砌 血, 孤 锄璐 趾. ,咄 印 萨 柚 ,锄 仃 .’ 加柚 衄跚 . ,硒: 璐衄 弛趾,叩 叩 咖 ; 狃 骶 犯 . ,锄 伽翘彻卸 辱 衄觚 . 玎 ; : ;; 册哈尔滨程大学硕十学位论文 ?录 ..改装目标船的模块划分.本章小结第章总体设计方案“ .装载设计方案.. ..冷藏、冷冻集装箱?哈尔滨:科人宁:硕十学何论文 .直升机平台设计 ..直升机平台设计方案一? ..直升机平台设计方案二? .恢复程序 .本章小结 第章强度与性能校核??. .强度校核理论?。 ..船舶结构力学..计算方法?...??. .性能校核理论?. ..重量校核?. ..稳性校核?. .直升机平台强度校核? ..方案一强度校核? ..方案二强度校核? .性能校核. ..方案一性能校核?. ..方案二性能校核.本章小结. 第章方案比较, .改装方案比较? .直升机平台方案比较? .性能比较 .本章小结 结 论?. 参考文献 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果一 致 谢?.民用集装箱船改装远海补给船方案设计 第章绪论 .课题的研究背景 我国沿海设防岛屿有多个【,这些岛屿构成了海上防御的天然屏障,是我国海防 体系的基本组成部分,对捍卫领土主权完整,维护海洋权益,保障经济贸易顺利往来有 很重要的意义。然而,为舰艇进行物资补给的远海补给船研发难度较大,目前只有少数 欧美强国拥有大量该类船只,我国远海补给船的数量不能满足舰艇补给的任务需求【。 】. 所以,将民用船舶在战时改装成保障后勤的远海补给船,是我国近年来十分重视的~个 科研项目。 物资保障是决定战争胜负的重要因素,而物资消耗巨大的现代战争更加重视战争物 资的保障。在海军作战中,如何保障军舰的物资供应,一直是各国海军特别重视的问题。 船舶工业较之其它工业,具有装载量大、对外界环境要求低、航程远、运输成本低的优 势,有很强的军用特点。在船舶工业的发展过程中,军民结合的历史由来已久。有一支 在和平时期准备充分,战时能充分承担起运输补给的任务的民船队伍,就可以使海上作 战能力大幅度提高。船舶具有军民两用性,民船是海战勤务运输的中坚力量,如果能够 , 开发出一种快速的改装方法,形成一系列的改装船型,可以使民用船舶在战时能迅速成 为海上补给船,战后又能快速恢复,继续作贸易往来之用。也可以在保证充足备用的同 时避免敌军打击,实现“藏兵于民。这种由民船改装的补给运输船既保证了作战军舰 的补给需要,又不造成浪费,休战时还兵于民。 为了达到快速改装,快速恢复的目的,课题引入模块化的思想。模块化设计从结构 入手,实现船舶多个部分同时制造安装,可以提高船舶改装及恢复的速度。国外从上个 世纪就已经开始了对模块化设计的探索及研究,并取得较好的成绩【】。近年来,模块化 技术发展极为迅速,模块化造船成为全世界造船界争相开发和应用的新技术。采用模块 ’:’ 化思想实施舰船的设计,代表着当今先进舰船技术的发展趋势,是本课题的基础指导思 想。 。 争发展瞬息万变,临战快速反应是保证战争制胜的保证。为应付各种危机及局部战 争的爆发,主要军事强国在平时都制定有商船动员的及战时加改装方案,以保证临 吁 战快速反应。 。 .课题研究的意义 开展集装箱船改装远海补给船研究是海军战略转型的需要;是补充战时现役海上补哈尔滨工程大学硕士学位论文 给力量不足的重要手段;是解决平时养兵少,战时用兵多之间矛盾的有效途径。因此, 集装箱船改装远海补给船研究,是以舰艇编队战时补给为核心,满足战时编队对补给舰 船的需要,做到平时有准备,战时有保证。改装远海补给船是战时以最快的速度扩充海 军战斗力有效途径,由此形成技术储备,形成一系列的改装船型和改装技术,作为今后 。 的军民两用船型的技术基础,因此,积极研究、发展和储备平战结合、军民通用的改装 技术有着重要的意义。 、? .国内外的研究现状 集装箱船因为自身特点突出,成为改装补给船的首选船型。其具有以下几种显著技 术特点: 追求高的载箱量,甲板和舱内装载尽可能多的集装箱; 追求高的平均箱重,或在平均箱重下追求高载箱率; 货舱开口大,货舱或货舱开口规格化; 航速高,主机功率大。 集装箱船经历了半个多世纪的发展,已成为国际海上货物运输的主力船型,集装箱 船的拥有数量和总吨数成为一个国家海上运输能力的重要标志。国际上集装箱船的研究 一直没有间断,先后出现了六代集装箱船【。上世纪年代,横穿大西洋、太平洋 ?总吨集装箱船可装载一啪 ,这是第一代集装箱船。第二代集装箱 船是出现在上世纪年代,一总吨集装箱船可装载以啪,航速也从 第一代的节提高到节。年石油危机之后,第二代集装箱船被视为不经济船型的 代表,因此,世界各大海上强国着手研究开发第三代集装箱船。第三代集装箱 船航速降 低到~节,但其增大了体积和装载量,装载达到了?’,是经济节能的新船型。 上世纪年代后期,集装箱船的航速有了进一步的提高,集装箱船大型化的限度以能通 过巴拿马运河为,这一阶段的集装箱船集装箱装载数达到个。由于采用了高强 ’ 度钢,船舶重量减轻了%,大功率柴油机的研制,降低了燃油费。又由于自动化程度 ? 的提高,减少了船员人数,集装箱船的经济性进一步提高。德国造船厂建造的 集装箱船,其长宽比增大到~,这也被称为第五代集装箱船。年竣工的 号集装箱船其装箱数达到,这个级别的集装箱船拉开了六代集装箱船的序 幕。正是由于集装箱船具备改装补给船的优势,各国都将集装箱船作为首选的目标船型。 补给船是在航行状态下,利用专门的补给装置和直升机为作战舰艇提供各种物资的 保障舰船。作战舰船通过补给船的航行补给延长了活动半径,避免了对陆地基地的过分 民用集装箱船改装远海补给船方案设计 依赖。海上补给船在国外已有几十年的发展历史,主要应用于对海军战斗舰艇的航行补 给。补给船在第二次世界大战中就已广泛使用,但都是单品种补给船,多以商船改装。 中 世纪年代出现了综合补给船,它把油、军火、食品、军需品集中在一起。起初,只 有苏联、美国等具有远洋作战能力的国家开发补给船,继而世界各国都发展这种船舶。 上世纪年代,土耳其、韩国等国家也购买了大型的补给船。加拿大海军研究了一种具 备多功能的补给运输船,除了特别需要之处采用特别形状外,其余都按照商用标准来建 ‘ 造。近年来,补给船发展迅速,以实现多功能化,补给内容呈现多样化、大荷重的特点: 其补给手段和装置不断改进,船舶航速和工作效率均有很大的提高;适应海况的能力显 著增强,保障设施日趋完善、安全、可靠。另外,许多国家开始应用集装箱整箱补给的 技术,使补给效率明显提高。 我国海军补给船具有油、水、货物等多种补给能力,并可在海上进行综合补给【。 但是,我国在补给船的研究和应用落后于欧美,民船改装军用舰船的历史也 较短,相关 方面的研究才刚刚起步。目前我国主要靠沿海岛屿对舰船进行物资补给,远海补给能力 ’.. 相对较弱,“八五期间研制的沿海多用途运输船是一种兼具运输和补给能力的大型船 艇,但只针对近海水域,缺乏远海补给能力。我国现有的一些远海补给船都存在吨位较 小,建造成本高的缺点。因此以建造技术成熟、拥有数量大的集装箱船为目标船型,改 装成远海补给船是解决我国海军远海补给问题的有效途径。 一 .一 ,一一 .. 。. 一 ~~~ 点~,:‘~‘ ~. 以海军舰艇编队海上补给保障需求为牵狮,玖木术您阵卜钢一一’弋点,以海 军海上补给保障装备体系为依据,通过民用运输船改装需求研究,总结和朴、勺外民 ’要 船动员和改装的经验,确定合理的改装船型,、具体改装方案和相关民用运输 船、 求;为改装民用运输船的实船演示实验提供设计输入,为加强海军舰艇编队 远海作 障能力建设提供依据,为由“近海防御”向“近海防御和“远海防卫”战略 转型中 海补给船的建设提供一种技术支持。本课题将对以下内容进行研究: 绘出集装箱布置方案,绘制布置图; 确定电站集装箱配置数量、摆放位置和固定方式; ? 设计安装横向补给接收装置的相关设备; 设计直升机降落平台; 分析提出弹药、物资船上转运的补给程序和线路; 提出输转系统的配置方案,包括起重设备、搬运、运输设备等; 划分出弹药、物资的临时堆放场地: 哈尔滨丁程大学硕学位论文 估算装载后,选定船型的重心、稳性、航速等总体性能; 提出恢复程序; 总结总体改装中存在的问题,提出新造同类民船在总体布置、总体性能、模 叫 块化设计等方面的原则要求。 ? .本章小结 一 本章主要介绍了本次论文的背景以及课题来源,以民用运输船改装远海补给船科研 项目为背景,进行本论文的研究工作。在了解课题研究的国内外现状以及发展趋势后, 明确了研究内容。 在在设计研究过程中,为了达到快速改装、快速恢复、平战结合的改装要求,明确 了以模块化设计为指导思想。如何在满足补给任务的前提下,以最简洁,最经济、浪费 最少、恢复最快的方式改装亟待研究解决的重要课题。 民用集装箱船改装远海补给船方案设计 第章模块化设计理论 ? 国外从上个世纪就已经开始了对模块化设计的探索及研究,并取得较好的成绩。近 年来,模块化技术发展极为迅速,代表着当今先进舰船技术的发展趋势【。模块化设计 基于系统原理及方法、标准化原理及方法以及具有普适性的逻辑思维方法三大理论基 础。对于本课题针对的集装箱船改装研究,采用模块化设计可达到快速改装、快速恢复 ., 的目的。 ? .模块及模块化的基本概念 ..模块基本概念 所谓模块,就是可组合成系统的、具有某种确定功能和接口结构的、典型的通用独 立单元。从模块化设计的总体出发,通过对模块的研究,得出模块具有以下几个特点: 具有确定的功能。模块都具有独立的功能和结构,可以进行单独的设计、运转 或测试、制造、储备,可作为商品流通于市场; 具有通用性。模块具有广泛的功能和结构覆盖性,可以为构造多样化的系统提 供功能或结构组件,从而构造出多样化的系统; 是系统的组成部分。模块具有标准的功能和结构接口,通过简单的连接形式实 现与系统成员的结构与功能集成,构造成新的功能和结构。也可以通过简单的逆过程把 模块系统分解出来; 具有完善的功能接口。各个不同的模块可通过功能接口互相连接或者与主体平 台进行连接,以实现其功能; 具有可选性。模块内所含设备具有可调换性,可满足业主的特定要求,根据业 主的需要进行相应的调换。 通过将复杂的系统划分为模块,节省了信息处理和信息传递的成本。 ..模块化的基本概念所谓模块化,是指产品研制过程中将一系列功能相同或相关的硬件、软件,按功能 ? 自上而下逐级分解成不同等级的许多单元,再自下而上逐级将具有共性的单元适当归并 。 而设计成各种模块,从而可以根据要求,选用一些适用的模块与一些专用单元,逐级扩 大组合或集合后组成特定的系统。模块化有模块的形成和用模块构造系统,以及模块的 分解和模块的组合两层含义。模块的分解是指对一定范围内的系统功能、总需求进行分 哈尔滨程大学硕七学位论文 析、分解和分割,按照独立性、通用性和组合性的原则进行功能和结构的重组,形成一 系列通用模块或标准模块,即模块型谱。模块的组合是指从模块型谱中选取相应的模块 并补充新设计的专用模块和零部件一起进行相应的组合,以满足各种不同需要的系统。 一 模块化具体操作过程是:对一定范围内的系统进行功能的分解,然后按照“高内聚、 .. 低耦合’’的原则,实现功能与结构高度内聚和与外界功能与结构关系度低耦合一把为 实现某种功能的有关要素与要素之间的关系在结构上“封装起来,形成一个“箱装体’’ 、 式的整装单元,此为高内聚;单元与外界的联系只留下信息、能量和结构的接口,并将 ? 这些接口进行标准化的处理,从而实现与外界关系的标准化,此为“低耦合”。 模块化可以加快产品的研制周期,解决产品品种、规格多样化与设计制造周期、成 本之间的矛盾,满足用户对产品多样化、小批量的需求,实现产品的快速研制。模块化 设计具有如下特点: 产品更新换代较快; 设计和制造周期缩短; 成本降低; 维修方便,必要时可只更换某一模块; 性能可靠,产品性能稳定; 特别有利于设计批量较小的系列。 ..模块化设计的基本概念 模块化设计是在对一定范围内的不同功能或相同功能不同性能、不同规格的产品进 行功能分析的基础上,划分并设计出一系列功能模块,通过模块的选择和组合来构成不 同产品,以满足市场不同需求的一种设计方法。 模块化设计遵循以下原则: 从小到大、由简入繁的原则。即先从小的组件做起,再到常规的单元,最后实 、一 现功能性模块化; ? 便于高效灵活制造的原则; 易于运输吊装就位的原则; 利于简捷快速安装的原则; 趋于成品化总装造船的原则。 一 按照以上的划分原则,模块化设计又分为设计种类与应用范围的界定,初始设计, 细化、优化并完成设计三个阶段。设计种类与应用范围界定是指根据船只的不同区域结 民用集装箱船改装远海补给船方案设计 构空间、布置特点以及实际运输、功能等条件,开展需求调查和分析研制中的技术关键 及其解决的办法和把握风险的程度等等。初步设计阶段的主要工作是依据设备、系统布 ‘. 置图、管系、通风原理图、电气原理图、设备样本等文件资料,仔细考虑每个单元、模 块可以包括哪些零件、部件、附件、设备等等,然后确定出单元、模块的大致外形尺寸 .. 和接口形式,为进一步细化设计做好准备。细化、优化并完成设计阶段是指利用三维设 计的手段,按照事先确定的作业指导细则开展同步设计,及时协调,高质量、短周期地 ‘ 完成产设计任务。 ? 模块化设计的过程是简化管理、优化设计、满足用户多样化要求的过程,也是实现 质量稳定、品种多样、效益显著的生产方式的过程。模块化设计的主要目的就是以尽可 能少的种类和数量的模块组成尽可能多种类、规格的舰船,即以最小的成本 满足各种不 同的需求。模块化顶层设计遵循设备服从系统,系统服从总体的设计思想。 ..改装目标船的模块划分 课题研究选定由大连造船厂于年生产的青云河号集装箱船作为改装船型,以 此 船为改装船型。青云河型集装箱船主要性能如下: 船型:集装箱型船,设有球鼻艏、方尾、半平衡舵,机舱设于中后。 满载排水量:; 载重能力:集装箱总数只,只冷藏箱插座; 总长:; 两柱间长:; 型宽:.; 型深:.; 最大宽度:.; 口乞水:.; 航速:约; ‘ 续航力: ; 船员:人; 集装箱船改装为远海补给船,应当力求改装工作量小,经济可靠,方便实施, 便于 恢复。在对补给对象、补给方式、补给物资种类和数量等需求分析的基础上, 按照一个 基数,一次补给需要装载吨货物的补给量进行了计算。海上补给和运输的干货物资 种类、数量和约束条件等需求为:弹药约吨,需要存放舱室具有通风、温控、喷淋 哈尔滨程大学硕十学位论文 等安全保障设施;食品约吨,%的货物需要冷藏运输,%的货物需要冷冻运输, 根据冷藏和冷冻的要求,一个冷藏和冷冻舱室装载的货物体积通常占其容量的%左 右。军需物资、桶装滑油、备品备件等,约吨。按照以上补给需求计算,需要改装 一 大量的舱室才能满足补给需求,这样,造成改装工作量大,改装周期长,改装经费多, 用后恢复难的问题,而且,冷藏和冷冻舱室越大,耗电量也越大,对于青云河号,还需 要增加电力容量。因此,目标船改装过程中需要增加弹药贮存模块、冷藏模块、电力机 一一 组模块以及人员居住模块。 集装箱船甲板上设有固定的标准集装箱座,与集装箱底部箱角接口相连,可以牢固 一 的锁住集装箱。上下层集装箱之间用集装箱锁锁死,保证当船舶海上航行遇风浪时,集 装箱不因摇晃而散落。利用集装箱船自带锁紧装置、接口标准化的特点,将原船所缺少 的温控、喷淋设备,冷藏设备、电力机组,以及增加的人员居住场所几种模块以集装箱 的形式进行补充。所以,原船需增加弹药集装箱、冷冻集装箱、电站集装箱、居住集装 箱。 为了使改装后的补给船具备垂直补给的能力,在原船上要搭建一个供直升机停落的 直升机起落平台。综上,整个改装过程划分为以下几个模块: 弹药贮存模块 冷藏模块 电力模块 居住模块 直升机平台模块 接口的统一、标准化是模块化技术在船舶设计中得以实施的基础,集装箱船在历 经半个多世纪的发展过程中,形成了一系列的统一、标准化的连接构件,所以选择集装 箱船为改装的目标船型,可以将繁杂的模块划分变得简单。统一的模块接口保证了各个 模块可以同时建造、同时安装、互不干扰,有效地提高了工作效率。 、.一 .本章小结 ? 本章论述了模块化技术理论,介绍了模块、模块化、模块化设计的基本概念,并将 模块化设计的思想应用到课题研究当中。模块化设计体现了一种先进的制造理念,是当 ‘, 代制造业尤其是船舶工业提高生产效率的先进设计思想。模块化设计中模块划分是关 .一 键,寻找到合理,简洁的模块划分可以事半功倍。划分模块后,统一、标准的接口是连 接各个模块的纽带,建立接口是模块化技术得以实施的基础和保证,也是模块化技术发 . 展过程中各国工程师们深入研究和着力解决的问题。 民用集装箱船改装远海补给船方案设计 第章总体设计方案 ~ 将模块化设计的方法应用到船舶改装中可以提高改装的效率,缩短改装周期。课题 研究的远海补给船是一种多功能的综合补给船,如何妥善布置好弹药,冷藏或冷冻食品 以及船上人员的安置是本章研究的重点。合理的选用模块,选择最优方案是解决问题的 关键。研究工作根据目标船的具体情况,改装在主尺度不变、主动力和推进系统不变, ‘. 并最大限度的不改变原船的总布置、结构的情况下,力求拆装方便。 .装载设计方案 ..弹药集装箱 用包括“标准弹药集装箱、裸弹转运车、弹箱转运车、多种弹药固定适配器、短期 弹药储存环境的模块化、适装集装箱的弹药装载运输方案。 弹药集装箱统一使用系列英尺集装箱,满足国标规定的外部、内部等尺寸要 求,并且满足弹药短期储存环境要求。按照测算,装载运输吨弹药共需系列 英尺集装箱个。如图.所示。 图.集装箱内弹药布置图 , ., 为满足弹药能够安全、快捷转运的要求,弹药集装箱在船舱内按照一层布置,并留 有转运通道。弹药在舱内的布置图如图.所示。 ? 哈尔滨程大学硕学位论文 弹药集 转运 装箱 通道 图.弹药集装箱在船舱内的布置图 ..冷藏、冷冻集装箱 经多方调研、论证,采用英尺、英尺的国标规定尺寸要求的集装箱,均能满足 冷藏、冷冻集装箱装载运输需求。因此,课题组提出两种冷藏、冷冻集装箱设计方案。 、英尺冷藏、冷冻集装箱设计方案 采用英尺标准集装箱,集成为冷藏或冷冻机组集装箱,冷风机独立安装在每个储 物集装箱上。根据净空间计算,机组集装箱内能安装台冷藏或冷冻机组,理论上个 英尺机组集装箱能够提供个英尺冷藏或冷冻储物集装箱使用,但为了便于提高机组 的可靠性,推荐提供个英尺冷藏或冷冻储物集装箱使用。储物集装箱在船舱 内可按 照两层布置暂定。具体计算如下: 外部环境条件情况如下表所示: 表.外部环境条件表 参数 箱外环境 干球温度? 相对湿度% 海水温度? 装入货物后降温时间小时 民用集装箱船改装远海补给船方案设计 冷库设计温度及进货温度?如下表所示: 表.冷库设计温度计进货温度表 鱼、肉类 果蔬类 蛋乳品 粮食 ~ 一 . . 冷库设计温度 一 进货温度 冷库装载量如下表所示: 表.冷库量表 单位容重 实际存货量 内净容积 库名 食品名 立方米/吨 吨 冷冻库 . . 鱼肉 . 果蔬 . 冷藏库 约.粮食乳、油、饮料 约 冷藏、冷冻集装箱数量如下表所示: 表.冷藏、冷冻集装箱数量表 机组集装箱 冷藏冷冻集装 食品种类 补给量 制冷类别 数量 箱数量鱼肉 冷冻 按照拖计 算 冷藏 果蔬粮食 冷藏 其它 冷藏 个 合计 个 、英尺冷藏、冷冻集装箱设计方案 采用英尺标准集装箱,集成为冷藏或冷冻机组集装箱,冷风机独立安装在每个储 物集装箱上。根据净空间计算,机组集装箱内能安装台冷藏或冷冻机组,理论上个 英尺机组集装箱能够提供.个英尺冷藏或冷冻储物集装箱使用,但为了便于提高机组 的可靠性,推荐提供个英尺冷藏或冷冻储物集装箱使用。冷藏或冷冻集装箱在船舱哈尔滨丁程大学硕十学位论文 内可按照不大于三层布置。具体计算如下: 外部环境条件如下表所示: 表.外部环境条件表 ? 参数 箱外环境 干球温度? 一. 相对湿度% 海水温度? 装入货物后降温时间小时 一 冷库设计温度及进货温度?如下表所示: 表.冷库设计温度计进货温度表 鱼、肉类 果蔬类 蛋乳品 粮食 一 . 冷库设计温度 一 进货温度 冷库装载量如下表所示: 表.冷库装载量表 单位容重 实际存货量 内净容积 库名 食品名 /吨 吨 . . 冷冻库 鱼肉 . . 果蔬 粮食 约. 冷藏库 约 . 乳、油、饮料 冷藏、冷冻集装箱数量如下表所示: 表.冷藏、冷冻集装箱数量表 冷藏冷冻集装 机组集装 食品种类 补给量 制冷类别 箱数量 箱数量 鱼肉 按照拖 冷冻 果蔬 冷藏 计算 粮食冷藏 其它 冷藏 合计【屯川集装箱船改装远海补给船方案设计 、两种设计方案比较 分析以上两种设计方案,装载同样的货物,采用英尺集装箱方案,需要冷藏或 冷 ‘, 冻英尺集装箱个,机组集装箱个;采用英尺集装箱方案,需要冷藏或冷冻 英 尺集装箱个,机组集装箱个。因此,采用英尺集装箱方案,相对比较经济。 . ..其它装载方案 ~ 军需物资、桶装滑油、备品备件等其他物品约吨,采用英尺、英尺的国标 规定尺寸的普通集装箱装载运输方案。 ‘ 、英尺普通集装箱所需数量 考虑军需物资、桶装滑油、备品备件等物品的密度和形状不同,最大装载量 按照 吨计算,共需要 个英尺普通集装箱。 、英尺普通集装箱所需数量 考虑军需物资、桶装滑油、备品备件等物品的密度和形状不同,最大装载量 按照 吨计算,共需要个英尺普通集装箱。 ..装载方案汇总 装载方案如下表所示: 表.装载方案汇总表 码放层数 补给品种 装载量 集装箱数量 说明 保证运输、转运过 吨 英尺集装箱个 一层 弹药 程安全 %冷冻、%冷藏 吨 英尺集装箱个, 不大于三 食品 蔬菜%,粮食 机组集装箱个 层 %,其它% 军需物资、桶 英尺集装箱个 不限 装滑油、备品 吨 英尺集装箱个 不限 备件等 合计 吨 英尺集装箱个 .改装方案一 本方案设置个补给柱、个货物堆放场、台前移式蓄电池电动叉车,台三 向叉车,台重型手动搬运车,辆弹药转运小车,及个尺和个尺集装箱,堆哈尔 滨:程人学硕十学位论文 放场及转运通道铺设板架,方便运输,直升机平台布置在舯部,方便吊装。总 命置图如 图.所示: , . 一 图.集装箱布置位置图方案一 . ..集装箱布置 , 由装卸方案要求知共需三类英尺的集装箱个用来装载补给物品,故本方案共 设个尺和个尺的集装箱,其中第一类个英尺的弹药集装箱,代号为?; 第二类个英尺的食品集装箱,代号为?.;第三类个英尺的集装箱用来装军需 物资、桶装滑油、备品备件等,代号为?;个英尺的机组集装箱;个英尺的 电站集装箱和个英尺的居住集装箱;剩余为空集装箱备用,如图.所示。 民用集装箱船改装远海补给船方案设计? ? ? 卜? 。 一“ 卜器 撇 .代 。 卜 卜荔 ? . ‘ ‘ ????矩 一 一 ? 毒 。 。团‘ . 卜 卜? ??衢 。 卜 一孔 必撇 卜锄 卜? ? 卜 ?趁 ?一 一 图.集装箱布置位置图 一类集装箱全部放在一层,摆放位置如图.所示。? 一 一 ? 一 ? ? 一 一 ? 一 , 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 于 吁 宁 年 一 一 图.弹药集装箱布置位置 二类集装箱部分放置于一层上图有体现,大部分放置于二层,二类集装箱的 部分 布置如图.所示。 哈尔滨程大学硕十学位论文 』】 和耵 孙 一 一 ?.?彻 一拈 ?%. 娃 .? ? 一 “ ?槲 柏 ? 一 一柚 匏 ?. ?峨 讲 。 “ ? ? ? 憎 讲 ? 一 圈” . 一船 .. 一船 静 一 ? 工撇 .糟 ?甜 一口 一.. 一 一笛 荔一拍 竹 ,: 一 图.食品及集装箱布置 三类集装箱、居住集装箱放于第二层及第三层的直升机平台下。 ..补给方式设计方案 改装远海补给船对编队舰艇物资补给主要有横向补给、垂直补给和并靠补给 三种方 式。横向补给主要是通过架设索道进行物资和人员的输送;垂直补给主要是 通过直升机 进行物资和人员的输送;并靠补给主要是通过起重机进行物资和人员的输送。 ...横向补给设计方案 改装远海补给船的主要任务是对快速支援舰实施物资补给,主要采取横向补给方 式,由于快速支援舰配置了恒张力绞车作动筒两级补偿横向补给装置,因此,改装远 海补给船不需要再配置横向补给装置,只需要在改装远海补给船左右两舷各配置补给接 收装置,即两舷各配置接收立柱,以便架设钢缆,利用快速支援舰上的补给装置通过钢 缆实施补给。 由于补给接收柱是物资的中转体,为尽可能的减小改动,节省时间和资源,将补给 接收柱设在原船摆放在有局部加强结构的集装箱的箱角的位置上或者在图中所示位置, 并在舱口盖处做局部加强。在进行补给作业时,补给接收柱承受向两舷侧的拉力,故在 补给接收柱背离两舷侧的一面设置两个加强斜撑杆,来保证接收柱的结构稳性。结构视 图如图.所示。 民用集装箱船改装远海补给船方案设计 一 ~ ,,, . ~ ~ 图.补给接收柱结构加强 图中:?接收柱补板、?接收柱肘板、?接收柱斜撑杆、?接收柱挂钩、?斜撑杆 补板。 ...垂直补给设计方案 垂直补给是海上千货补给的主要手段之一,垂直补给一般与横向航行补给同时进 行。因此,改装远海补给船应设置直升机起降平台,供直型补给直升机临时起降。直 升机平台置于船舯。 ..物资堆放场地及其运转 ...转运设备 本设计的三个方案分别选用上海速帕工业设备有限公司的前移式蓄电池叉车、 三向叉车和吨重型手动搬运车,各台。 前移式蓄电池叉车 前移式蓄电池叉车的优点有:载重范围是,最大起升高度可达 .;标配交流驱动系统,能大大减少维护保养成本;宽视野门架,舒适的软靠背 设计;随车配备大容量牵引电池,电池前移式装卸设计便于维护;选配电子转 向、侧移器、平抱夹、回转货叉、起重臂、串杆、吊钩、加宽货叉架、货叉 加长套等属 具。 设计选用的前移式蓄电池叉车型号为眦,其最大起升重量为,最 大起升高度为,货叉尺寸为××,全长.,全宽.,转弯半径., 最大行驶速度满载/空载为./.【油,起升速度满载/空载为//,总 哈尔滨‘丁程大学硕士学位论文 重为,轮胎为聚氨酯实心胎。 ; ; 一 急 图. 前移式蓄电池叉车 三向叉车 三向叉车的优点有:最大起升高度.;在狭窄的货架通道内,只需转变叉头 方向即可存取货物,最大通道宽度只需.;标配交流驱动系统,能大大减少维 护 保养成本;宽视野门架,舒适的软靠背设计;选配电子转向、侧移器、平抱夹、 回 转货叉、起重臂、串杆、吊钩、加宽货叉架、货叉加长套等属具。 设计选用的前移式蓄电池叉车型号为脏,其最大起升重量为,最 大起升高度为.,货叉尺寸为××舳,全长.,全宽.,,最大行驶速 度满载/空载为./.【油,起升速度满载/空载为//,货叉旋转速度 为./,轮胎为聚氨酯实心胎。 民用集装箱船改装远海补给船方案设计 ‘ ~ 图. 三向叉车 吨重型手动搬运车 该手动搬运车型号为加三,额定载货量,货叉最低/最高高度为 /,单货叉宽度为.,货叉整体宽度为.,货叉长度为.,外形尺寸: ××,净重。 ’甏 ‖ 翁穗熬凌凝逶霉鞠黝荔嵇警 , 。 。 图.搬运车 哈尔滨程大学硕士学位论文 ...转运流程 根据集装箱的摆放位置,在舞一错和错~硝及静一撑之间及纵向撑~静 的中间位置为物资临时堆放区和转运通道,在鲫一舞和触硝之间的堆放区设有 个补给接收柱,叉车分别设在各补给操作区的船中位置,该区做防滑处理,并在叉车周 围设短桩以固定叉车,弹药转运车设在辨一撑、似襻的转运通道内,独轮推车、 手动搬运车设在鼽静、舡舛的转运通道内。 一 进行横向补给作业时,把转运工具弹药转运车、独轮推车、手动搬运车从转运 通道内转移到补给操作区,叉车开至补给操作区。 弹药补给:把僻~撑、错~孵集装箱内的弹药从集装箱内取出并放进弹药转运 车内送到货物临时堆放区扣撑;把撑~错、硝一彬畏装箱内的弹药从集装箱 内取出并由弹药转运车送到货物临时堆放区牡硝;把舟一蝶装箱内的弹药从 集装箱内取出并由弹药转运车送到货物临时堆放区襻~皑,再通过转运通道把弹药 运送到补给操作区扣错;然后把弹药从转运车上卸下并装入靠近补给柱的弹药转 运箱内,弹药转运箱通过补给柱提升到一定高度后对军舰进行补给。 物资补给流程:起升叉车把似错、甜一孵集装箱内的物资从集装箱内取出送 到货物临时堆放区甜一磷;起升叉车把加错、扣蝶装箱内的物资从集装 箱内取出送到货物临时堆放区踹。挣;用叉车把舞。蝶装箱内的物资从集装箱 内取出送到货物临时堆放区群一皑,再由手动推车通过转运通道把物资运送到补给 操作区酣一错;用叉车把舞一蝶装箱内的物资从集装箱内取出送到货物临时堆 放区加嘴,再由手动推车通过转运通道把物资运送到补给操作区扣错;用独 轮推车把船尾的物资由舱口盖下方的两舷通道送至货物临时堆放区错。甜;然后把物 资装入靠近补给柱的物资转运箱内,物资转运箱通过补给柱提升到一定高度后对军舰进 行补给。 弹药、物资转运流程及堆放场地的部分布置图.所示。 别嘲 棚嘲 翱黼 ?量羹 朝囊羹? 奔劓哺 蔑 嚣转。‘引 图.方案周转流程民用集装箱船改装远海补给船方案设计一??旷一一一??【一?一. /一,、 一三 ., /, , \ 冷:\“/ . ?。纳‘片懈 , 一 /撇 旧 ’, 。~争 ::一矽毕’ : “ 。. .一伊酽,. .屏飞。一 ..疗:醚。 女 洳 。?‖孓 粼;矗。; ‖一糍罐?护一 曩 》~、, , ; ’ ; 。.心\、、. ”蛐 一?. 『确愀眍 . ,.’ 。 / \ ,,锄\、 ?? . ??“???一 ??,,。一“ 几门 广 图.方案周转流程 ..加载人员居住场地及救生 原船共有人,其中有实习生人,经改装后,实习生并不随船进行补给作业,在 保证船员居住条件不变的情况下,空出的实习生的房间供加载人员居住,改 装后计划加 载人,这样总人数比改装前多人,其中人可使用实习生房间,因此设置个尺的 居住集装箱供剩余人居住使用,居住设施按甲方要求配备。 改装前人员人,救生设备按海船规范的要求配备,改装后人员人,按规范要求 补齐配备。 .改装方案二 本方案设置个补给接收柱、个货物堆放场、台前移式蓄电池电动叉车,台 , 三向叉车,台重型手动搬运车,辆弹药转运小车及个英尺和个英尺集装 箱,直升机平台布置在艉部。总布置图如图.所示。 。 哈尔滨工程大学硕士学位论文 图.集装箱布置位置图方案二 ..集装箱布置 由装卸方案要求可知共需三类英尺的集装箱个用来装载补给物品,故本方案 设第一类个英尺的弹药集装箱,代号为?;第二类个英尺的食品集装箱,代 号为?;第三类个英尺的集装箱用来装军需物资、桶装滑油、备品备件等, 代号 为?;个英尺的机组集装箱;个英尺的电站集装箱和个英尺的居住集装箱, 剩余为空集装箱备用,具体详见布置图.。民用集装箱船改装远海补给船方案 设计 。‘狮 .? .伯 卜” ‘砑 ’艚 卜 . 卜蕊 卜筠 帆自?卜 卜打 。甜 ‘ ‘ 卜饕 卜冀 ??科柚匾由 ? ? ‘ ? 囡 ? 卜为 卜筠 ? ? 卜 卜斟 一 一 器 一?卜恐 卜匏 ? ? . 。. 】 , 图.方案二集装箱布置 一类集装箱全部放于一层,具体摆放如图.所示。 口 口 ? ? 口 口 图.方案二类集装箱布置 二类集装箱全部放于二层。哈尔滨丁程大学硕士学位论文 ‘ 抽 柚 ? ? ? 嚣 粕 坩 ? ?秘 一盟 ~ 一盯 甜 ? ?‘ 埔 冀 一篇 赞物临时堆放区 ? ‘ ? ‘ ? 血 蠡 由 回 撕 . 蕾 。. 甜 一舢 ? ? . ? .惦 饕 麓 ? 。图.方案二类集装箱布置 口 口 机组集装箱 机组集妄藉\::皇 机组集装箱 机组集装箱 。. 机组集装箱... 杏 如 ’ 机组集装箱 ??‖ ? 口 口 图.方案二类集装箱布置 三类集装箱图。民用集装箱船改装远海补给船方案设计 一 ? ? ? 物资臌籍 ? 物资集装籍 ? ? ? 弹药集装箱 一 ? 晦 的 图.方案二类集装箱布置 电站集装箱及居住集装箱。 居住装箱 电站集装箱 电站集装箱 图.方案二电站集装箱布置 ..补给方式设计方案 改装远海补给船对编队舰艇物资补给主要有横向补给、垂直补给和并靠补给 三种方 式。横向补给主要是通过架设索道进行物资和人员的输送;垂直补给主要是 通过直升机 进行物资和人员的输送;并靠补给主要是通过起重机进行物资和人员的输 送。 ...横向补给设计方案 同方案一。 ...垂直补给设计方案 垂直补给是海上干货补给的主要手段之一,垂直补给一般与横向航行补给同时进 行。因此,改装远海补给船应设置直升机起降平台,供直型补给直升机临时起降。直 升机平台置于船艉。 ..物资堆放场地及其运转 ...转运设备 转运设备同方案一。 ...转运流程 扣群、加嘶、牡踏、牡静的位置上,沿船长方向中心位置设为哈尔滨程大学硕士学位论文 通道,此通道为转运通道,即可行人也可通车;.僻一端、撑错的位置上,沿船长方 向中心位置设为通道,此通道为人员通道,为人员通行所用。 进行补给作业时,把转运工具弹药转运车、独轮推车、手动搬运车从转运通道 内转移到补给操作区,叉车开至补给操作区。 弹药补给流程:把籼静集装箱内的弹药从集装箱内取出并放进弹药转运车内送 到货物临时堆放区鼽鲥;把错。噼集装箱内的弹药从集装箱内取出并放进弹药转 运车内,由转运通道送札撑到货物临时堆放区扣磷;把牡蝶装箱内的弹 药从集装箱内取出并放进弹药转运车内,由转运通道送静~撑、舡嘴到货物临时 堆放区撑一弗;把扣劳、扣孵集装箱内的弹药从集装箱内取出并放进弹药 转运车内,由转运通道送加斧、拈孵、嘶一挣、牡静到货物临时堆放 区扣错;然后把弹药从转运车上卸下并装入靠近补给柱的弹药转运箱内,弹药转运 箱通过补给柱提升到一定高度后对军舰进行补给。 物资补给流程:起升叉车把鼽舟集装箱内的物资从集装箱内取出送到货物临时 堆放区撑一钳;起升叉车把加嘶集装箱内的物资从集装箱内取出,由转运通道送 舞~舞到货物临时堆放区扣鲥;起升叉车把鲥一蝶装箱内的物资从集装箱内 取出,由转运通道送札撑、秽。鲥到货物临时堆放区加端;起升叉车把 似、端一鲥集装箱内的物资从集装箱内取出,由转运通道送札撑、 撑一桴、。舞、一端到货物临时堆放区券。端;然后把物资装入靠近补 给柱的物资转运箱内,物资转运箱通过补给柱提升到一定高度后对军舰进行补给。 弹药、物资转运流程及堆放场地的部分布置图如图.所示。 “ “ ’。‖ .一 龄‰ 舢啦移 :,, ??. ,? 撇\ ? 彩 一’’? 一 .一‘?一?一. 。 。 ‘ ’ ’ 。 。掰蹿” 、、 丰妲 ?,..‘叶一 蕊? /渗,一. ” . ??嘲鼍匿 一 引。槲懈 ?寺 一’ 雠 扬 ? 。 、。吒 一‘ 图.方案二物资堆放及转运民用集装箱船改装远海补给船方案设计 ..加载人员居住场地及救生 原船共有人,其中有实习生人,经改装后,实习生并不随船进行补给作业,在 保证船员居住条件不变的情况下,空出的实习生的房间供加载人员居住,改装后计划加 载人,这样总人数比改装前多人,其中人可使用实习生房间,因此设置个尺的 居住集装箱供剩余人居住使用,居住设施按甲方要求配备。改装前人员人,救生设 备按海船规范的要求配备,改装后人员人,按规范要求补齐配备。 .直升机平台设计 ~ 为了使改装后的补给船具备垂直补给的能力,需在目标船上加装直升机平台模块, 为直升机提供临时停落场地,搭建的平台可供直.型运输机起降。直.型运输机是目前 我国装载能力最强,重量最大的直升运输机。该机最大起飞重量达千克,机身长 .米,机翼直径为 .米【】。直.直升机的重量和尺寸都比较大,对平台的搭建造成 了一定的困难。直升机模块体积大,重量大,为了能够快速安装及快速拆除,将平台板 髋 设计为四块同尺寸的小板的组合。 ..直升机平台设计方案一 本设计方案采用嵌入式的方法将直升机平台固定在第三层集装箱上,以集装箱角柱 为主要承力构件。集装箱角柱是强受力构件,角柱所承压力可达。利用了集装箱 这个结构特点,将集装箱角柱作为支撑平台的支柱。第三层集装箱数量共有角柱× 个,这样,集装箱的角柱分散了平台和飞机的自重以及飞机降落时的冲量。 ...平台尺寸 平台长度机长/旋翼直径,.型直升机机长.米,旋翼直径.米,由此可 得平台长.,取。平台宽度没有特别要求,一般与船同宽,但根据《海 上移动平台入籍与建造规范》,直升机平台应包含一个直径为的圆形区域。要 求: 气候条件恶劣时,要求: 其中:一表示使用该直升机甲板的最大单旋翼直升机的主旋翼直径; 一表示旋翼转动时,直升机的最大尺寸。 综合考虑取平台尺寸为长,宽的长方形。出于吊装、卸易操作的考虑,将