风电设备安装船航行状态下的运动响应分析

针对自航自升式近海风电设备安装船在较大风浪条件下航行安全问题,结合自航自升式安装船的船型特点,应用AQWA软件建立不同装载状态的水动力模型,通过与模型试验的幅值响应算子的比较,证明数值分析方法的准确性,分析航速、水深和阻尼等环境参数对运动性能的影响规律,为船舶设计提供依据。     

1000T自升式风电安装船动力定位系统的设计

风电安装船在风场中不同机位之间迁移和定位过程中受到环境载荷的作用，需要设计合理的定位方案以满足定位要求。根据动力定位原理设计了1000t自升式风电安装船的动力定位方案，计算了风、浪、流的环境载荷及推进器推力值并进行比较。实际工程应用表明改定位系统的设计方案在一定的海况条件下满足动力定位的精度，航速也能达到风场中不同机位的迁移，具有良好的机动性，在风电安装船初期制定方案时指明方向和解决思路。     

1000t自升式风电安装船动力定位系统设计

风电安装船在风场中不同机位之间进行迁移和定位的过程中受到环境载荷的作用,需要设计合理的定位方案以满足定位要求。根据动力定位原理设计了1 000 t自升式风电安装船的动力定位方案,计算风、浪、流的环境载荷及推进器推力值,并进行比较。实际工程应用表明,该定位系统的设计方案在一定的海况条件下满足动力定位的精度,航速也能实现风场中不同机位之间快速迁移功能,具有良好的机动性,可为风电安装船的初期方案制定指明方向和解决思路。     

自航自升式风电安装船总体设计研究

自航自升式风电安装船是一艘具备8MW及以下海上风机基础的打桩施工、塔筒吊装和风机安装能力,航区满足国际调遣的动力定位特种工程船舶。本文回顾了风电安装船的发展历程,说明了自航自升式风电安装船的基本概况,论证了作业水深、起重能力、可变载荷和定位方式等船型参数。重点研究了阻力试验结果,自航平台船员舱室问题,桩靴轻量化设计,谐波治理和连续式升降系统选型等设计要点,为同类船型开发提供参考。     

动力定位风电安装船冷却水系统设计

动力定位等级分别为DP-1和DP-2的风电安装船。其冷却水系统设计有较大差别。文章介绍1200t自升自航式风电安装船的冷却水系统用户,分析不同工况下各冷却水系统用户的运行情况;为满足各工况下各用户对冷却水的需求,对该船型动力定位等级为DP-1和DP-2时的冷却水系统分别进行设计计算。     

液压销孔式升降系统结构分析

升降系统是自升式风电安装船的核心设备，其结构稳定性是其平台和桩腿顺利实现升降的保证。本文以某自升式风电安装船的液压销孔式升降系统为研究对象，采用有限元方法建立其部件的结构模型，给出结构分析的载荷及边界条件，并运用有限元分析软件Ansys对各工况下的受力与变形进行求解,对计算结果进行分析和评估。研究结论为升降系统的设计与制造提供了理论指导，并为此类结构受力的设计计算提供参考。     

自升式风电安装船桩腿强度分析和优化

近年来,随着国内海上风电行业的蓬勃发展,市场对自升式风电安装船的需求日益迫切。桩腿是影响自升式风电安装船作业安全性的关键环节,桩腿设计也是自升式风电安装船的关键技术难点之一;而海上风电场的选址逐渐向离岸更远、水深更大的方向发展,客观上也对桩腿适应更恶劣海况条件的能力提出了更高要求。本文结合近年来多型自升式风电安装船桩腿设计经验,分析研究了桩腿总强度计算和优化的过程,及其与海况环境、作业条件、可变载荷等参数之间的相关性,为自升式风电安装船的桩腿设计提供了有效方法。     

自升式风电安装船桩腿强度分析和优化

近年来,随着国内海上风电行业的蓬勃发展,市场对自升式风电安装船的需求日益迫切。桩腿是影响自升式风电安装船作业安全性的关键环节,桩腿设计也是自升式风电安装船的关键技术难点之一;而海上风电场的选址逐渐向离岸更远、水深更大的方向发展,客观上也对桩腿适应更恶劣海况条件的能力提出了更高要求。本文结合近年来多型自升式风电安装船桩腿设计经验,分析研究了桩腿总强度计算和优化的过程,及其与海况环境、作业条件、可变载荷等参数之间的相关性,为自升式风电安装船的桩腿设计提供了有效方法。     

液压销孔式升降系统结构分析

升降系统是自升式风电安装船的核心设备,其结构稳定性是其平台和桩腿顺利实现升降的保证。文章以某自升式风电安装船的液压销孔式升降系统为研究对象,采用有限元方法建立其部件的结构模型,给出结构分析的载荷及边界条件,运用有限元分析软件ANSYS对各工况下的受力与变形进行求解,对计算结果进行分析和评估。研究结论表明,升降系统的结构强度满足规范要求,机械性能良好。此研究为升降系统的设计与制造提供了理论指导,并为此类结构受力的设计计算提供参考。     

风电安装平台总体结构强度计算分析

介绍了风电安装船的工作流程。依据线性微幅波理论以及莫里森公式,采用水动力方法确定设计波参数,进行了升降工况、作业工况、自存工况等载况下的波浪载荷预报,得到了四个桩腿上的波浪流诱导载荷[1][2]。在此基础上建立结构三维有限元模型,对整船结构在各个计算工况下的应力分布情况进行了分析,列出了主要结构部位在不同工况下的最大应力,提出了总体强度及结构设计的关键要素,可为今后风电安装作业平台的结构设计提供参考。     

绞车轴瓦应力对附加载荷的响应机理分析

自升式风电安装船是海洋风电安装工程中的重要装备,摩擦绞车升降装置与桩腿、船体构成了自升安装船独立的升降系统。在升降装置的作用下,绞车提供牵引力完成放桩、升船等动作。海上作业过程中环境载荷的不确定性会使作业过程绞车升降系统受附加工作载荷,从而导致工作绞车容易发生故障,给作业系统的安全、稳定运行带来巨大的隐患。本课题从海洋38#风电安装船的外部作用环境和实船绞车轴瓦的失效情况出发,基于支撑桩腿、船体与海洋环境间的相互作用机理,分别分析了绞车轴瓦应力对冲击和振动的响应关系,并采用柔性体有限元仿真和刚体动力学仿真分析的方法,分析了绞车作业过程中的附加工作载荷。同时根据分析结果绘制了响应关系坐标图,进一步研究了工作过程中绞车附加载荷与绞车滚筒支撑轴瓦失效的机理关系。     

风电运维船与风机塔基耦合水动力响应分析研究

海上风电运维船通常采用船首顶靠海上风机塔基靠船桩的方式来保证风机维护人员的安全登塔,因此对其在相应海况条件下的纵摇、升沉等水动力响应进行分析研究很有必要。本文采用Fine/Marine和AQWA软件,对某运维船在实际海况条件下的耦合水动力响应进行分析研究,从而为风电维护人员的安全登离以及辅助登离设备的研发提供参考。     

基于CFD的风电安装船首部砰击载荷分析

以国内某艘风电安装船为研究对象,基于计算流体动力学（computational fluid dynamics, CFD）在规则波（斯托克斯五阶波）作用下,研究其首部砰击载荷随波浪参数的变化,依据波浪高度与波浪长度不同,设计了3组不同波高和5组不同波长,对15种计算工况进行分析。在船首位置取16个观测点,计算各点处的砰击载荷,对不同波浪参数下的砰击载荷进行研究。计算分析得到：风电安装船作业中,随波高增大,船舶首部砰击载荷也增大,随波长增长,砰击载荷呈先上升后下降的趋势,并且当波长等于船长时,砰击载荷峰值达到最大。船首砰击主要是由船舶在波浪中出水、入水所致,因为距水线面越近的观测点受到的砰击载荷越大,所以需要重点加强距水线面近的船首位置。文中所述方法可为后续风电安装船结构强度设计提供一些有益参考。     

风电运维船与风机塔基耦合水动力响应分析研究

海上风电运维船通常采用船首顶靠海上风机塔基靠船桩的方式来保证风机维护人员的安全登塔,因此对其在相应海况条件下的纵摇、升沉等水动力响应进行分析研究很有必要.本文采用Fine/Marine和AQWA软件,对某运维船在实际海况条件下的耦合水动力响应进行分析研究,从而为风电维护人员的安全登离以及辅助登离设备的研发提供参考.     

风电安装船运动响应分析及模型试验研究

为了分析风电安装船在实际海况下的运动响应及阻力性能,基于三维势流理论,本文对风电安装船进行频域和时域运动响应数值分析,并开展风电安装船模型试验,对航行阻力、幅频响应函数和在位运动响应进行试验研究。通过试验得到风电安装船在航速13 kn时阻力为899 k N,RAO响应曲线和不规则波中的运动幅值验证了数值计算的准确性。研究结果表明风电安装船在十年一遇的北大西洋海况中运动幅值较大,不宜进行安装作业。     

大国重器——“铁建风电01”船

正"铁建风电01"船集自升式平台、自航运输、打桩施工、起重安装、动力定位、远洋调遣、近海作业、智能化施工管理等功能于一体,由中国铁建港航局集团有限公司投资打造,中国船舶及海洋工程设计研究院(MARIC)设计,启东中远海运海洋工程有限公司建造,是中国首艘自主设计、建造,拥有完全自主知识产权的重型自升自航式风电安装船。"铁建风电01"船由船体、四桩腿、升降系统、起重和打桩系统组成,船首设置100人的甲板楼,具备8 MW及以下海上风机基础的打桩施工、塔筒吊装和风机安装能力,航区满足国际调遣与作业要求,甲     

风电安装船桁架式桩腿结构分析与优化

海上风电行业迅速发展,对风电安装船的研究更加值得关注。基于某自航自升式风电安装船,使用Sesam软件建立有限元模型。以安全性、经济性为目标,在倒K型原桩腿型式的基础上,比选K型、X型桩腿型式,分析风暴自存工况及作业工况下3种桩腿构型的结构重量、最大位移、各构件的屈服和屈曲强度（UC值）及抗倾覆能力,得出X型是风电安装船推荐的桩腿结构型式,为风电安装船桩腿选型提供参考。     

风电安装船风暴自存下总体性能分析研究

随着海上风电的快速发展,风电安装船作为建设海上风电场的关键设备得到了广泛应用,由于其工作于恶劣的海洋环境中,保证其安全尤为重要。本文针对一自升式风电安装船,探讨了其在风暴自存下的载荷种类和计算方法,应用ANSYS软件建立了整体结构的有限元模型,通过施加相应的边界条件和外载荷,对其总体性能包括全船结构强度、锁紧结构承载性能、预压载性能、抗倾稳性及桩靴承载性能进行了分析。分析结果表明,风电安装船在风暴自存工况下总体性能满足使用要求。论文研究成果可为同类船型的设计分析提供参考。     

3200t风电安装船的机电系统设计

简述了3 200 t风电安装船的总体布置及主要功能,针对柴油机驱动的全回转舵桨的动力推进装置、自动化的电站系统、风电机组DP1(动力定位)安装定位系统、风电机组的浮式运输系统和船舶座底配套高压冲洗水系统方案进行介绍与分析,从而描绘出该船在机电系统设计方面的特点与亮点。     

基于能力曲线的某风电安装船动力定位系统失效分析

风能是一种优秀的绿色能源,随着风电开发延伸到海上,带有动力定位系统的风电安装船开始得到广泛应用。文章基于动力定位能力曲线对一艘风电安装船的动力定位系统进行失效分析,寻找出最危险的工况,为实际工程提供参考,以便在作业时尽量避开这些工况。