船舶近体应急围油栏的设计与研究.pdf

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1、第46卷第1期船海工程Vo1．46No．12017年2月SHIP＆OCEANENGINEERINGFeb．2017DOI：10．3963／j．issn．1671—7953．2017．01．037船舶近体应急围油栏的设计与研究侯恕萍，王钦政，张俊，于海洋，黄卫联(1．哈尔滨工程大学机电工程学院，哈尔滨150001；2．天津神封科技发展有限公司，天津300308)摘要：为解决现有船载围油栏的溢油围控面积较大和布放操作不便捷的问题，针对常见工况设计船舶近体应急围油栏，说明该装置的结构组成和功能，并通过

2、仿真分析进行磁吸附方案的优化设计，结果表明船舶发生破损溢油事故后，船舶近体应急围油栏能迅速地完成布放，把溢油等漂浮污染物围控在船体周围较小范围内。关键词：船体破损溢油；近体应急围油栏；电磁吸盘；仿真分析中图分类号：U698．7文献标志码：A文章编号：1671-7953(2017)叭-0148-05船舶在航行中，尤其在航道、港口等船舶通行计船舶近体应急围油装备是很有工程应用价值的。密集的水域内，发生碰撞破损事故的概率较高。l工况分析在船体破损处应急封堵完成之前，破损处常伴有内部油液或含油压舱水泄漏

3、，并沿破损处流入水船舶碰撞事故可能造成船体破损溢油。为及域大面积扩散，对水质造成严重污染，同时对后期明、有效地处理这种溢油事故，船舶必须配备必要清污带来较大难度，甚至对水域造成不可逆转的的溢油应急设备、材料J。在航道、港口等船舶污染。常规船载应急围油栏因其结构功能和使用通行密集的水域内，船舶碰撞事故易发，但由于船方法上的特点，适用于水面溢油扩散后的拦截和速较低、风浪较小，碰撞大多只造成轻度船体破损围聚，但该片水域已经受到了严重污染。针对上和溢油事故，所以本文设计的船舶近体应急围油栏述问题，研究设

4、计了船舶近体应急围油栏，其两端作为船载溢油应急装备，主要用于轻度船体破损和固定于外船体，可将船体破损处相对较小范围内溢油事故的应急处置。水域工况参数见表1。的水域围控起来。该装置既能配合船体破损处应表1船舶近体围油栏适用水域波浪参数急封堵工作，实现船舶近体应急围控溢油，又能配项目参数合船舶正常维修时的防污染工作使用。其布放速水域波高／m0．4水域波浪周期／s4度快，围油面积小，吃水深度大，能最大程度地减水域波3／(m·s)0．5小溢油对水域的污染影响。目前国内外针对船体水域流速／(m·s)0．4

5、破损溢油围控的专业方法、产品很少，在专利资料参考中华人民共和国交通行业标准《围油中，侯恕萍等提出了一种船体破损溢油近体应急栏》及《溢油应急培训教程》的要求，设计船舶围油栏，IraWayneMosley提出了一种oilslick近体应急围油栏的性能参数，见表2。barrierdevice(浮油屏障装置)，二者均一定程度上表2船舶近体应急围油栏性能参数表现出了“船舶近体围油”的特性，在溢油源头将项目参数其围控在船体附近，阻止其大面积扩散。继续探究围油半径／m7．5和完善这种“船舶近体围油”思想、方法

6、，并研究设干舷／m0．6吃~iC／m0．9总浮力、重力比4：1收稿日期：2016—05—30修回日期：2016—07—152船舶近体应急围油栏的结构功能基金项目：国家科技支撑计划(2014BAK05B00)；哈尔滨市自然科学基金(2013RFQXJ091)船舶近体应急围油栏的结构组成和工作状态第一作者：侯恕萍(1972一)，女，博士，副教授如图1所示，其由近体围油栏和吊放装置两部分研究方向：水下作业技术与装备组成。1482第0171期正侯恕萍，等：船舶近体应急围油栏的设计与研究船海工程第46卷围

7、控形状的能力。近体围油栏受风、浪、流等外力＼———’IJlJ后，整体上会产生弹性变形，减缓冲击，外力撤去后恢复原形，如图3所示。＼l船体破损处及溢油l⋯=?眷毒霉了毒誊近体嘲油栏图1船舶近体围油栏组成及工作状态示意图2．1近体围油栏近体围油栏，顾名思义就是靠近外船体使用图3近体围油栏水平面内受力整体围控形状变形示意图的围油栏，其由围油栏主体和船体连接装置组成，板弹簧铰接处配有快速锁紧销，可快速装卸，如图2所示。围油栏主体用于围控溢油，其两端其卸下后，各硬体结构单元可以相互折叠起来存的船体连接装置

8、用于与外船体连接固定。放，在最大程度减小近体围油栏的储存占用空间的同时，缩短其使用时的布放时间。板弹簧铰接处配有快速锁紧销，可快速装卸，其卸下后，各硬体结构单元可以相互折叠起来存放，在最大程度减小近体围油栏的储存占用空间的同时，缩短其使用时的布放时间。2．1．2船体连接装置如图4所示，船体连接装置由固定支架、滑动支架、转动支架、吸盘、磁轮和折叠拦油布等组成。图2近体围油栏实体结构设计图一侧与外船体连接固定，另一侧与围油栏之间按2．1．1围油栏主体图5所示的具有3个自由度的机构运动副连接，常规围油