風(fēng)電居住平臺集裝箱轉(zhuǎn)移系統(tǒng)技術(shù)研究

王偉 蘇福星 李銘超 黃廣雄

摘? ? 要：本文通過對風(fēng)電居住平臺集裝箱轉(zhuǎn)移系統(tǒng)的構(gòu)成、操作使用和重難點(diǎn)問題等方面展開研究，旨在解決在有效空間里集裝箱轉(zhuǎn)移系統(tǒng)的布置和安裝問題，達(dá)到安全、快速、平穩(wěn)轉(zhuǎn)移集裝箱的目標(biāo)。同時(shí)，為后續(xù)類似的風(fēng)電居住平臺集裝箱轉(zhuǎn)移系統(tǒng)布置和安裝提供借鑒。

關(guān)鍵詞：構(gòu)成；布置；建造；安裝

中圖分類號：TK83? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Technical Research on the Container Transfer System of Wind Electricity Accomodation Jack-up

WANG Wei，? SU Fuxing，? LI Mingchao，? HUANG Guangxiong

（ CSSC Huangpu Wenchong Shipbuilding Co.， Ltd.， Guangzhou 510715 ）

Abstract： This paper aims to solve the layout and installation of container transfer system in limited space and achieve the expected design goal of safe， fast and smooth to transfer the container by studying the structure， operation and use of container transfer system. At the same time， it provides reference experience for subsequent similar container transfer system layout and installation.

Key words： Structure ; Layout;? Build; Installation

1? ? ?前言

某風(fēng)電居住平臺設(shè)有一個(gè)集裝箱儲存貨艙，為海上風(fēng)電場風(fēng)機(jī)維修提供11個(gè)20 ft集裝箱存放位置，以存儲維修風(fēng)機(jī)配件和工具等，每個(gè)集裝箱的設(shè)計(jì)重量為25 t。為了實(shí)現(xiàn)集裝箱安全從貨艙進(jìn)出，在貨艙主甲板面設(shè)置6700 mmx3000 mm艙口蓋，開啟方式為液壓；為了實(shí)現(xiàn)集裝箱從存儲點(diǎn)安全、快速轉(zhuǎn)移到艙口蓋下方，在貨艙內(nèi)設(shè)置集裝箱轉(zhuǎn)移系統(tǒng)。

本系統(tǒng)具有安全、快速、平穩(wěn)轉(zhuǎn)移集裝箱的功能，解決了集裝箱從風(fēng)電居住平臺其貨艙甲板下快速安全進(jìn)出的問題，深受業(yè)主喜愛。

集裝箱轉(zhuǎn)移系統(tǒng)是本風(fēng)電居住平臺重要系統(tǒng)之一，主要用于集裝箱的轉(zhuǎn)運(yùn)，使集裝箱能快速、安全的從集裝箱儲存貨艙進(jìn)出。本文對集裝箱轉(zhuǎn)移系統(tǒng)的構(gòu)成、操作、布置及安裝等方面展開分析研究。

2? ? ?集裝箱轉(zhuǎn)移工況

2.1? ?系統(tǒng)構(gòu)成

轉(zhuǎn)移系統(tǒng)主要由主滑移動力裝置、滑移軌道、推進(jìn)槽軌道、輔助驅(qū)動裝置、集裝箱支撐框架、集裝箱儲存基座、滑移車等組成：

（1）主滑移動力裝置

重約500 kg、行程850 mm，其前端有插銷。當(dāng)需要轉(zhuǎn)移集裝箱時(shí)，插銷插進(jìn)推進(jìn)槽軌道的槽孔，在主滑移動力裝置液壓驅(qū)動下，伸縮桿伸長，滑移車沿著推進(jìn)槽軌道和滑移軌道移動一個(gè)行程的距離。然后提起插銷，伸縮桿收縮，接著插銷再插進(jìn)下一個(gè)槽孔。如此循環(huán)，就可將集裝箱轉(zhuǎn)移到主甲板艙口蓋下方或指定的集裝箱儲存工位旁。

（2）滑移軌道

重約3 900 kg，布置在推進(jìn)槽軌道兩側(cè)，與推進(jìn)槽軌道平行?；栖壍朗腔栖嚨倪\(yùn)動車道，對滑移車起運(yùn)動導(dǎo)向和承重的作用。

（3）推進(jìn)槽軌道

重約2 100 kg，布置在滑移軌道中間，與滑移軌道平行。推進(jìn)槽軌道每825 mm開一槽孔，與主滑移動力裝置的插銷匹配，便于主滑移動力裝置的插銷插入，從而推動滑移車在軌道上移動。

（4）輔助驅(qū)動裝置

安裝在滑移車上與滑移車組成一整體，其伸縮桿前端設(shè)置有鉤狀物，該鉤狀物與集裝箱支撐框架相應(yīng)插孔匹配。輔助驅(qū)動裝置的作用是驅(qū)動集裝箱支撐框架和集裝箱，使支撐框架和集裝箱能在滑移車與集裝箱儲存工位之間快速、安全、平穩(wěn)轉(zhuǎn)移。當(dāng)需要轉(zhuǎn)移裝箱支撐框架和集裝箱時(shí)，輔助驅(qū)動裝置伸縮桿前端的鉤狀物伸進(jìn)集裝箱支撐框架的鉤孔，在氣缸液壓驅(qū)動下實(shí)現(xiàn)集裝箱支撐框架和集裝箱的轉(zhuǎn)移。

（5）集裝箱支撐框架

單件重約940 kg，共11件。集裝箱支撐框架的上端尺寸與集裝箱機(jī)座匹配，下端尺寸與集裝箱儲存基座吻合，其主要作用是支撐、牢靠固定集裝箱，使集裝箱在儲存貨艙安全存儲和進(jìn)出。一般情況下，集裝箱支撐框架放置在集裝箱儲存基座上，通過使用自身插銷與集裝箱儲存基座鎖緊。

（6）集裝箱儲存基座

單件重約1 713 kg，共11件。集裝箱儲存基座分三組，一字排開布置在集裝箱儲存貨船前端，下端與結(jié)構(gòu)艙室焊接，上端尺寸與集裝箱支撐框架匹配，其作用是為集裝箱和集裝箱支撐框架提供存儲工位，對集裝箱和集裝箱支撐框架進(jìn)行固定。

（7）滑移車設(shè)備

它與輔助驅(qū)動裝置和主滑移動力裝置組成一體，重約5 600 kg，安裝在滑移軌道和推進(jìn)槽軌道上方。主要作用是在主滑移動力裝置的配合下，裝載集裝箱支撐框架和集裝箱運(yùn)至指定的集裝箱儲存工位旁或主甲板艙口蓋下。

集裝箱轉(zhuǎn)移系統(tǒng)的組成，見圖1所示。

2.2? 系統(tǒng)操作

操作系統(tǒng)主要用于集裝箱的轉(zhuǎn)運(yùn)，使集裝箱能快速、安全的從儲存貨艙進(jìn)出，其工作需要甲板吊機(jī)的配合，操作流程為：

（1）主甲板吊機(jī)首先將集裝箱經(jīng)主甲板吊口吊至滑移軌道和推進(jìn)槽軌道上方；與此同時(shí)，滑移車在主滑移動力裝置牽引下，移動至一集裝箱存儲工位旁；接著，輔助驅(qū)動裝置將儲存工位上的集裝箱支撐框架牽引至滑移車上；完畢后，滑移車在主滑移動力裝置作用下，移動至吊口的正下方；

（2）甲板吊機(jī)將集裝箱放置在滑移車上的集裝箱支撐框架上；然后，滑移車在主滑移動力裝置的驅(qū)動下，載著集裝箱移動至指定集裝箱儲存基座旁；

（3）輔助驅(qū)動裝置推動集裝箱支撐框架至相應(yīng)的集裝箱儲存基座上，到位后操作人員需將伸縮桿的鉤狀與集裝箱支撐框架上的插孔脫離。

（4）完成以上步驟后，就可將集裝箱轉(zhuǎn)移到位，如此循環(huán)，就可將所有集裝箱快速、安全的轉(zhuǎn)運(yùn)到集裝箱儲存工位上，反之亦然。

2.3? ?系統(tǒng)重難點(diǎn)問題

（1）集裝箱儲存貨艙空間緊張，集裝箱儲存貨艙長寬為34 mx16.5 m，該艙室布置有貨物電梯和IMDG液艙，艙室的中間位置還布置有兩根結(jié)構(gòu)大柱子。根據(jù)技術(shù)規(guī)格書要求，集裝箱儲存貨艙需要儲存11個(gè)20英尺集裝箱，而且還要布置集裝箱運(yùn)行軌道，因此有限的貨艙空間與集裝箱轉(zhuǎn)移系統(tǒng)的布置應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，合理布置集裝箱轉(zhuǎn)移系統(tǒng)顯得尤為重要。

（2）集裝箱轉(zhuǎn)移系統(tǒng)基于其轉(zhuǎn)運(yùn)功能和運(yùn)行特點(diǎn)，要求具有較高的安裝精度。滑移車的運(yùn)動軌道由一條推進(jìn)槽軌道和兩條滑移軌道組成，推進(jìn)槽軌道布置于中間，兩條滑移軌道布置于兩旁，三條軌道平行布置。而集裝箱重達(dá)25 t，確保運(yùn)行軌道的受力均勻和滑移車的平穩(wěn)運(yùn)動顯得尤為重要，所以需控制三條軌道的平行度和平面度以及直線度。按照集裝箱轉(zhuǎn)移系統(tǒng)的設(shè)備特性，三條軌道中以中間軌道為基準(zhǔn)，平行度需控制在II2.0 A以內(nèi)，平面度控制在2 mm以內(nèi)，直線度控制在2/2 000 mm；基于集裝箱由輔助驅(qū)動裝置從滑移車牽引至存儲工位上或者從存儲工位上，牽引至滑移車上的轉(zhuǎn)運(yùn)需求，為達(dá)到集裝箱平穩(wěn)轉(zhuǎn)運(yùn)的目標(biāo)，不但需要控制集裝箱儲存基座與運(yùn)行軌道的高差，還要控制集裝箱儲存基座與推進(jìn)槽軌道的垂直度。根據(jù)集裝箱轉(zhuǎn)移系統(tǒng)的設(shè)備要求，集裝箱儲存基座與運(yùn)行軌道的高差需控制在范圍內(nèi)，集裝箱儲存基座與推進(jìn)槽軌道的垂直度需控制在⊥2.0 B范圍內(nèi)；其它方面的安裝要求，同樣需作嚴(yán)格控制，否則很容易產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。

3? ? 解決方案

3.1? 貨艙空間緊張問題

經(jīng)過對集裝箱轉(zhuǎn)移系統(tǒng)的構(gòu)成和操作使用進(jìn)行深入研究，經(jīng)過專項(xiàng)建模分析比較，同時(shí)與設(shè)計(jì)院和設(shè)備廠家進(jìn)行多次溝通協(xié)調(diào)，對模型進(jìn)行放置演示，找出其優(yōu)化改進(jìn)方案：對結(jié)構(gòu)柱子加強(qiáng)肘板進(jìn)行修改；對集裝箱轉(zhuǎn)移系統(tǒng)優(yōu)化移位，充分利用該艙室的空間。最終形成了優(yōu)化布置方案：集裝箱及其支撐框架、儲存基座，長度方向與船長方向平行，一字排開分三組布置于該艙室艏部，與結(jié)構(gòu)柱子、貨物電梯和IMDG液艙相應(yīng)錯(cuò)開，避免干涉；每組內(nèi)集裝箱之間的氣隙約35 mm，控制在集裝箱可運(yùn)作的范圍內(nèi)；集裝箱與艏部艙壁之間的距離約1 200 mm，保證安全通道和集裝箱檢修、安裝通道；一條推進(jìn)槽軌道和兩條滑移軌道，與船寬方向平行布置，軌道長度覆蓋該艙室左右兩舷，與集裝箱的布置對應(yīng)匹配；滑移車裝在軌道上時(shí)，滑移車與集裝箱儲存基座之間的氣隙約30 mm，滑移車與該艙室艉部艙壁的距離為1 000 mm，既保證了滑移車可以將集裝箱平穩(wěn)有效的轉(zhuǎn)移到任何一個(gè)儲存工位上，也保證了安全通道，同時(shí)也利于平臺左右兩舷重量的平衡。

集裝箱轉(zhuǎn)移系統(tǒng)的布置圖，見圖2所示。

3.2? 高精度安裝要求

針對集裝箱轉(zhuǎn)移系統(tǒng)高精度安裝要求，制定了周密的工藝策劃和制作實(shí)用的輔助工裝予以解決：在安裝集裝箱轉(zhuǎn)移系統(tǒng)前，嚴(yán)格按照《集裝箱貨物系統(tǒng)安裝圖》分別劃出推進(jìn)槽軌道、滑軌和集裝箱儲存基座的中心線和定位推進(jìn)槽軌道、滑移軌道和集裝箱儲存基座；吊裝推進(jìn)槽軌道和滑移軌道時(shí)，因軌道長度、焊接坡口、限位塊等的區(qū)別，每一根軌道都有特定的安裝位置，需嚴(yán)格區(qū)分，按順序排列布置；推進(jìn)槽軌道和滑移軌道的定位工裝見圖3所示。工裝數(shù)量共計(jì)292套，焊接在軌道下方固定墊塊兩側(cè)，確保軌道的安裝精度；對于集裝箱儲存基座的吊裝，注意有滑軌的一面朝上，且斜波面向滑移軌道側(cè)，其安裝工裝參見圖4。每個(gè)基座需6套，共計(jì)66套，焊接在基座下方；將整套系統(tǒng)中的推進(jìn)槽軌道、滑移軌道、集裝箱儲存基座都按特殊工裝固定好后，檢查安裝精度數(shù)據(jù)：推進(jìn)槽軌道和滑移軌道的平行度≤2 mm、平面度≤2 mm、直線度不超過2/2 000 mm；集裝箱儲存基座的定位公差不超過±1 mm；集裝箱儲存基座的垂直度≤2 mm；推進(jìn)槽軌道、滑軌上平面到集裝箱儲存基座軌道上平面的高度差在284±1 mm。核查無誤后方可進(jìn)行焊接，其焊接要求參見圖5；焊接完畢，需復(fù)查各項(xiàng)精度數(shù)據(jù)，確認(rèn)無誤后再測量推進(jìn)槽軌道、滑移軌道、集裝箱儲存基座固定墊塊數(shù)據(jù)，測量數(shù)據(jù)合格后委外進(jìn)行加工；加工后的固定墊塊分別插進(jìn)推進(jìn)槽軌道、滑移軌道、集裝箱儲存基座相應(yīng)位置，再復(fù)查各項(xiàng)安裝精度數(shù)據(jù)，確認(rèn)無誤后方可對軌道、固定墊塊進(jìn)行焊接，焊接要求參見圖6；焊接完畢后，需要復(fù)查各項(xiàng)安裝精度數(shù)據(jù)；對于集裝箱支撐框架和滑移小車，安裝前需要先拆除限位組件，待吊裝到位后再將限位組件復(fù)位。

4? ? 結(jié)束語

通過對集裝箱轉(zhuǎn)移系統(tǒng)的構(gòu)成、操作和布置以及安裝等方面展開研究，成功解決了集裝箱轉(zhuǎn)移系統(tǒng)的布置和安裝問題，達(dá)到了集裝箱從貨艙存取點(diǎn)安全快速轉(zhuǎn)移進(jìn)出的目標(biāo)，滿足了業(yè)主的使用需求，有效推動了平臺的建造進(jìn)程，為后續(xù)類似的集裝箱轉(zhuǎn)移系統(tǒng)布置和安裝提供借鑒。

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作者簡介：王? 偉（1984-），男，工程師。從事船舶輪機(jī)管系設(shè)計(jì)工作

蘇福星（1985-），男，工程師。從事船舶輪機(jī)管系設(shè)計(jì)工作

收稿日期：2022-02-23