自升式海洋平台舱底水系统设计【毕业设计】

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本科毕业论文目录本科毕业论文（20届）自升式海洋平台舱底水系统设计2 本科毕业论文目录目录摘要41.前言62.海洋平台概念综述82.1海洋钻井平台概述82.2中国海洋钻井平台发展现状82.340米自升式平台概述93.舱底水系统113.1舱底水系统概述113.2舱底水来源113.3舱底水管布置方式113.4舱底水管系布置安装要求123.5油污水的收集和处理133.5.1甲板处所的油污水收集133.5.2甲板漏水口133.5.3甲板以下各舱室的油污水收集173.6舱底水管管径的计算273.6.1舱底泵的配置与流量计算283.7舱底水管管径的确定283.8舱底水管路及附件293.9舱底水的油水分离方法293.10油污水的处理333.11舱底水排放规定433.12平台防油污设备规定443.13舱底水系统试验443.14舱底水系统的管理444.系统管件和阀件的选用464.1各种管子材料及使用464.1.1无缝钢管（碳钢与低合金钢）462 本科毕业论文目录4.1.2焊接钢管464.1.3无缝铜管（铜及铜合金）464.1.4铸铁管（铜及铜合金）464.2阀件选用要点464.3管阀件选用情况汇总474.4系统重要附件型式规格介绍484.4.1法兰铸铁单排吸入截止止回阀箱：484.4.2法兰青铜截止止回阀494.4.3测探装置515.设计总结53[参考文献]546.致谢557.附译文563 本科毕业论文摘要摘要在航行和作业的过程中，船舶和海洋平台难免会发生舱室进水等情况。舱底水系统的作用就是抽除舱底积水。舱底积水的原因很多，如船体接缝处的渗漏，雨水和甲板冲洗水的流入，管内液体的泄露和机械设备液体的泄放等。舱底水腐蚀船体，影响平台的稳性和作业安全，应及时排除。此外，发生海损事故，船体破损而大量进水时，舱底水系统担负着排出进入舱室水的任务。但是舱底水在排放过程中也给海洋带来了较大的污染，直接或间接给人类的生活带来了各种危害。随着海洋环境污染的日益严重和公众环保意识的不断增强，国际上的各类防污染公约对海洋平台污水处理及排放要求越来越高，执行也越来越严格，海洋平台防污染系统的设计和使用面临了严峻的挑战。因此在本设计中，我简单地介绍了海洋平台的发展概况，并针对各种规范中对舱底水系统管路的各项规定，详细阐述、计算并设计了自升式海洋平台舱底水的收集、处理及排放的管路系统，力求最后设计完成的平台的舱底水排放能满足各类防污公约、规范及协议中对平台防污系统的要求。[关键词]自升式海洋平台；舱底水系统；排放标准；海洋污染4本科毕业论文摘要4 本科毕业论文摘要ThebilgewatersystemofintegrateddesignontheJack-updrillingplatform【Abstract】Thewatermayrunintothecabinwhentheplatformorshipisinproduction.Thefunctionofthebilgewatersystemissurkingbilgewater.Therearemanyreasonsforrunningintothewater,suchastheleakagefromhulljuncture,therain,thewaterusedtoflushdeck,theleakwaterfrompipeline,andsoon.Thebilgewatercanmakecorrosionofthehull,affectthestabilityoftheplatformandthesafetyofwork.Soitmustberuledouttimely.Itcanbroughtalargepollutiontomarineforthebilgewateremissions.Anditcausesallsortsofhazardsforthelifeofhuman.Withtheincreasingofmarinepollutionandthegrowingawarenessofenvironmentalprotection,InternationalConventiononmarinepollutionpreventionfortheSewagetreatmentanddisposalofoffshoreplatformmoreandmorestringent,theanti-pollutionsystem’sdesignanduseisfacingseriouschallenges.Thedesignsimplyintroducedtheoverviewofdevelopmentofoffshoreplatform,accordingtotheplatform’sspecificdesignandlayout,andtherequirementofanti-pollutionsysteminvariousanti-pollutionconventions,normsandagreements,againsttheprovisionsofBilgeWaterSystem’spipelineintheHandbookofMarine,itdetailedelaboratebilgewaterandsewage’scollection,treatmentanddisposalonthisplatform.【Keywords】jack-updrillingplatform；bilgewatersystem；emissionstandards；oceanpollution5本科毕业论文摘要5 本科毕业论文前言1.前言世界经济的高速发展必然带来对能源的大量需求,石油天然气仍是当前的主要能源。我国已成为世界第二大石油进口国,油气供求矛盾非常突出。我国陆地油气资源勘探开发程度现已很高,油气资源正迅速减少。向海洋进军,开发新的油气资源已成必然趋势。我国拥有漫长的海岸线和广阔的海域,油气资源十分丰富。在渤海、南黄海、东海、南海已有发现并进入早期开采。自升式钻井平台属于海上移动式平台,由于其定位能力强和作业稳定性好,在大陆架海域的油气勘探开发中居重要地位。近年来,全球范围深水自升式平台主要用来开/采3类油田,即深水深井(水深106.7m以上,井深超过4572m)、天然气井及边际油田。如果未来几年在深水深井方面没有大的发现,则对深水自升式平台的市场需求会减弱。开发天然气井需在天然气的输送与储存上投入大量资金,但不少发展中国家财力有限,也有虑及天然气泄漏污染环境的可能。如果油价回落不能支撑边际油田的开发,市场需求会进一步减弱。正面因素是,2000年以来,平均每年有3.9个平台由于运作年限过长而退出市场。中国已是世界造船大国,海洋工程方兴未艾。2006年5月31日,国内首座122m(400ft)水深平台“海洋石油941”(JU-2000E设计型号)在大连船舶重工集团有限公司建成,交付中海油服使用。2007年9月3日,中国首座自行设计建造的齿轮齿条升降的自升式钻井平台“中油海5号”,在青岛北海船舶重工有限公司竣工并交付使用。如今中国已拥有一套完整的与船舶海洋工程配套的教育、科研、生产与工业体系。随着中国经济发展对能源需求的提高及科技的不断进步,可以相信在不远的将来,中国必将在自升式平台的设计、建造与市场占有率上居重要地位。近年来，海洋运输业得到了长足的发展，同时海洋运输也给海洋环境带来了很大的污染和破坏。保护海洋环境，阻止海洋污染越来越受到一些国际组织和沿海国家政府的重视，保护海洋环境已经成为全球的共识。船舶对海洋的污染包括油类物质、生活污水、固态废弃物以及有毒废弃物等多种形式的污染，其中以油类污染最为严重。过去，公交系统、航空系统和船舶系统三大运输体系中，船舶被认为是最清洁、最环保的运输方式。但最近发现，仅200多艘商船每年排放的颗粒物就达约9980t，而全球每年排放的氮氧化物气体中30％来自海上船舶。日益变暖的地球，又引发了对“低碳经济”特别关注的时代。2009年9月9日，温家宝总理签署国务院令，公布《防治船舶污染海洋环境管理条例》该条例于2010年3月1日起施行。近年来，随着我国船舶数量和吨位大大增加，船舶营运中产生的船舶垃圾、生活污水、含油污水等船舶污染物越来越多，船舶在进行污染危害性货物装卸、过驳等作业时，对海洋环境也存在较大污染风险。因此条例加强了船舶产生的污染物排放、接收的监管和船舶给海洋环境造成污染的监管。52 本科毕业论文前言舱底水系统的作用是抽除舱底积水。舱底积水的原因很多，如船体接缝处的渗漏，雨水和甲板冲洗水的流入，管内液体的泄露和机械设备液体的泄放灯。舱底水腐蚀船体，造船货损和影响操作，甚至影响船舶的稳性和航行安全，应及时排除。此外，发生海损事故，船体破损而大量进水时，舱底水系统担负着排出进入船舱水的任务。舱底水借助舱底水吸口、水管、阀箱和舱底水泵等排出。对我国内河船舶来说，因其航道尚未渠化，水文、气象变化异常，船员驾驶技艺差异较大，碰撞、触礁现象时有发生，为提高局部破损后的排水功能，对舱底泵的排量、舱底水管内径适度加大，并取与海船要求一致是合理的。尤其是漓江旅游客船和广泛使用的长大舱口货船来说，应急排水更为突出，是避免因进水造成自由液面影响的有效安全措施。随着社会不断的发展,“以人为本”思想的在各个领域的不断贯彻实施,国家对环境和水域的污染重视的程度不断加强,船舶对舱底水处理系统的要求也在逐渐严格。只有对现行船舶舱底水系统有全面、深入的了解,才能在实际中得到正确的运用,也为今后进一步的要求打下坚实的认识基础。52 本科毕业论文正文1.海洋平台概念综述1.1海洋钻井平台概述海洋平台是用于海上油气资源勘探、开发的移动式、固定式平台等的统称，是海洋工程中的一个重要组成部分。它的主要作用就是在海洋上面创建一个供钻井设备能够正常工作的平台。它是石油和船舶行业结合的产物。有很高的科技含量。世界上用的最多的就是自升式和半潜式海洋平台。多在北海和墨西哥湾工作，在我国的渤海油田也有部分。海洋是人类巨大的宝库，不仅能提供丰富的海洋资源、矿产资源，而且海底还蕴藏着极其丰富的石油资源。及统计，海洋石油资源总量约占全世界石油资源总量的1/3。有专家估计，海洋石油资源量约占全世界储量的45%。世界上最早的海洋石油勘探要追溯到1887年。在美国加利福尼亚的圣·巴巴拉地区靠近海边的萨马兰得油田开发过程中，人们不断向海下追踪和开发油田，用木桩作基础建立了第一个海上钻井平台，从此开创了海洋石油工程和石油开发的历史。世界上第一座近海石油平台出现于1947年，美国在墨西哥湾水深6米处建造了世界上第一座钢制石油平台。1965年，美国埃克森石油公司在南加利福尼亚近岸海域用“卡斯-1”号钻井装置打下了第一口深水井，水深为193米。这口深水井的建造，吹响了人类海洋石油勘探走向深海的号角。目前已有80多个国家在近海开展石油商业活动，原油产量占世界石油总产量的30%左右。自升式钻井平台，又称为桩脚式钻井平台，是世界石油承包商采用最多的一种平台，适应于近海油气田的勘探开发。自升式钻井平台可分为三大部分；船体，桩脚和升降机构。需要打井时，将桩脚插入或坐入海底，船体还可顺着桩腿上爬，离开海面，工作时可不受海水运动的影响。打完井后，船体可顺着桩腿爬下来，浮在海面上，再将桩脚拔出海底，并上升一定高度，即可拖航到新的井位上。早在1869年美国人SamuelLewis最先申请了自升式钻井平台专利,但由于技术方面的原因，一直未能成功建造出真正的自升式钻井平台。多年后，滨海钻井承包商们认识到在40英尺或更深的水中工作，升降系统的造价比坐底式船要低得多，由于经济原因，自升式钻井平台开始兴起。但是直到1954年,世界上第一座自升式钻井平台“德隆1号”才问世。据RIGZONE网站统计,到2002年底,全世界共有397座自升式钻井平台。1.2中国海洋钻井平台发展现状我国石油工业于上世纪50年代末才开始起步，时间较晚。1963年，在对海南岛和广西地质资料进行详尽分析的基础上，决定在中国南海建造海上石油平台。此后的2年间，广东茂名石油公司用土办法制成了中国第一座浮筒式钻井平台，在莺歌海渔村水道口外距海岸4公里处钻了3口探井，并在400米深的海底钻获了15升原油。1966年12月31日，中国的第一座正式海上平台在渤海下钻，并于1967年6月14日喜获工业油流，从此我国的石油工业进入了正式的发展阶段。52 本科毕业论文正文80年代初,我国与日、美、法等国合作开发了渤海、南海等地区的石油资源,从此全面推进了我国海洋石油及海洋工程开发。近年来,我国在海洋平台、油气输运、海底管道、深潜技术等多方面均取得了巨大的进展。海洋油气工业装备始终是海洋工程的重要组成部分,海洋油气开发所需的工业设备包括有油田勘探、钻井、采油、油气集输等系统所需的平台、船舶、管道、机具等。由于海上操作环境恶劣,对这些设备的安全、可靠性要求都很高。在平台方面,我国自80年代开始就自行设计建造了各种类型的钢结构平台,如自升式平台、半潜式平台、坐底式平台及步行式平台等。其中较著名的有1982年,大连造船厂建造的“大脚三号”自升式钻井平台；1983年,黄埔船厂建造的“华海一号”沉垫式钻井平台；1984年,上海船厂建造的半潜式钻井平台“勘探三号”；1988年,北海船厂建造的极浅海步行式钻井平台“胜利二号”；1988年,中华船厂与烟台船厂建造的坐底式钻井平台“胜利三号”。就我国目前的海洋工程研究的成就来看,我国现在已经建有专门的海工设计所、研究所、海工实验室及设有相关专业的各大专院校等。经过多年来的研究,目前我国在海洋环境及荷载、平台结构响应分析、桩基分析、管道分析、管节点的应力与疲劳、海洋平台用钢、海工结构的无损检测等方面都取得了卓有成效的成果。目前我国在建造平台、船体吨位总量方面仅次于韩国而居世界第2位，但在自行设计建造用于平台、船上的主机、特别是浮式钻井专用设备方面几乎还是空白。1.140米自升式平台概述我们所要设计的40米自升式平台是一艘三桩腿的自升悬臂梁式工程辅助支持平台，具有工程辅助支持和钻井两种功能，钢制非自航。在钻井状态下，平台设计作业水深40米（含天文潮和风暴潮），最大钻井深度5000米（使用4.5英寸钻杆）；在工程辅助支持1状态下，平台设计作业水深40米（含天文潮和风暴潮）；在工程辅助支持2状态下，平台设计作业水深35米（含天文潮和风暴潮）；平台主体为箱型结构，形状接近三角形，总长75米，总宽49.8米，型深5.2米。桩腿采用圆柱形桩腿，艉二艏一，桩腿下端设有桩靴（拖航时桩靴完全收回平台体内）。每个桩腿设有一套升降装置，桩腿通过升降装置与船体连接和固定，并可将船体支撑到一定高度，升降装置采用电动齿轮齿条升降系统。该平台作为工程辅助支持平台时，首先将平台拖航到位并按该状态要求预压完成后，平台升到预定高度，将横移轨道及其上面的设施向平台艏部、沿悬臂梁上面的轨道移动，再在平台悬臂梁上配置100人生活居住模块及其配套设施（如救生设备等），通过悬臂梁纵向移动，可以扩大平台甲板的有效面积同时可以调整平台三根桩腿的受力状态。在该状态下，包括燃烧臂、钻具、药品等钻井用可变载荷需全部清空，除油漆间、乙炔瓶间外，没有危险区。100人生活居住模块上的海水、淡水及电由平台供给，生活污水通过单独吊装上的生活污水处理模块进行处理，处理后存放到生活污水舱。该平台配置标准的钻井设备，作为钻井平台时，通过悬臂梁和横向轨道，平台在同一地点可以钻探多口井。固定生活楼设在平台艏部，可以提供100人的生活居住条件。直升机甲板设置在生活楼上层的前方，为平台人员提供交通条件。船体艏部和尾部分别设有2台就位绞车。52 本科毕业论文正文该平台为施工人员提供居住的空间，但生活中所产生的各类生活污水及工作中产生的油污水对海洋环境的污染却成了一个不可小看的问题，海洋平台防污染系统的设计可在一定程度上减少平台对海洋环境的污染，对于防止平台对海洋环境造成污染有着非常重大的意义。52 本科毕业论文正文1.舱底水系统1.1舱底水系统概述在船舶与海洋平台正常营运生产中,由于机舱设备的泄水、艉轴填料箱处漏水、各种管路的漏泄、冲洗水、船体接缝不严密处的渗入、从舱口流入的雨水和水线附近甲板或舱室的疏水泄放等均聚集于舱底,形成舱底水。舱底积水对船体有腐蚀作用;货舱积水会浸湿货物造成货损;机舱舱底积水会使机电设备受潮或浸水损坏,影响机器正常运转,并给管理工作带来困难。当舱底水积存过多时,将会严重地影响船舶稳性和危及航行安全。舱底水系统的任务是将船舶与海洋平台各舱内积水(包括机舱、炉舱、货舱、水线下的起居舱室、隔离舱、空舱等)及时排出舷外,以保证安全航行,机电设备正常工作及货物完好无损。舱底水系统一般由泵、阀、管路组成。1.2舱底水来源舱底水一般含油分为1000mg/L，所含油类几乎多为船上使用的燃油、滑油，其密度为0.85kg/m3～0.96kg/m3,粘度为4.7mm2/s～240mm2/s(50oC时)，残炭量为0.4%～8.3%（质量百分比）。矿/煤船、木材船、汽车渡船、集装箱船及客船的舱底水较多，每年每艘约100m3～500m3，这是因为甲板冲洗水较多的缘故，而普通货船、渔船的舱底水每年每艘约30m3～60m3。舱底水的一般来源：（1）主机、辅机、各类设备及管路接头处渗漏的油、水。（2）从舵机舱向机舱或轴隧泄放的舱底水。（3）从空压机、空气瓶泄放的凝水，蒸汽分配阀箱和蒸汽管路的泄放水。（4）空调管路、风管的凝水以及钢质舱壁和管壁的凝水。（5）清洗各设备零件等的冲洗水。（6）在水线附近舱室及甲板的疏排水。（7）扑火时的消防水、甲板冲洗水。（8）对某些特殊舱室在紧急情况下的灌注水。1.3舱底水管布置方式根据CCS规范，舱底水管路布置有3种方式：（1）支管式对各需要排水的舱室，从每个吸口引出支管通过截止止回阀或截止止回阀箱，经舱底水总管接至舱底泵。（2）总管式从各需要的排水舱室的吸口引出支管通过截止止回阀（如不设置截止止回阀，则吸口应是止回吸口）接至管隧中的总管，该总管通至机舱经机舱内的舱底水总管与舱底泵连接。由于总管式的阀布置在管隧内，因此，阀需要遥控操纵。（3）混合式52 本科毕业论文正文介于上述两种方式之间。例如把需要排水的舱室分成两组或三组，由2根或3根分总管与舱底泵相连接。根据实际要求，本平台所采用的水管布置方式为混合式。1.1舱底水管系布置安装要求（1）舱底水泵与舱底水管的连接1）舱底泵与舱底水管的连接，应确保当其他舱底泵在拆开检修时，至少有一台泵仍可继续工作。2）泵及其管路的布置，应能使所连接的任何泵的工作不受同时工作的其他泵的影响，否则，平台推进用泵或其他各主要用途的泵，不得接到一个公共吸入阀箱或公共排出阀箱或公共管路上。3）所有舱底水吸入管道，直至与舱底泵吸入阀箱连接前，不应与其他管路有任何连接。（2）止回布置为防止水密舱室间、水密舱室与储藏处所和机械处所间、干燥舱室与海水或舱柜间发生沟通的可能性，下列附件上应装设截止止回阀：1）舱底水分配阀间2）舱底泵或舱底水总管上舱底水吸入软管的接管3）直通舱底泵吸入管4）舱底泵与舱底水总管之间的连接管（3）通过液舱（柜）舱底水管1）舱底水管应尽量避免通过液舱（柜），如不能避免时，则通过液舱（柜）的舱底水管的管壁厚度应符合“钢管外径与最小公称壁厚表”的要求，并采用焊接接头或其他可靠接头，接头数量应保持最少。非钢制舱底水管的壁厚应特别考虑。2）在液舱（柜）内的舱底水管应装设非滑头式膨胀接头。安装完成后，通过液舱（柜）的管路应经压力试验，试验压力不小于该舱的试验压力。3）在储存处所的舱底水吸入管的开口端应安装认可型的止回阀，以减少浸水的危险。（4）舱底附件1）机器处所和轴隧内的每根舱底水支吸管及直通舱底泵吸管(应急吸管除外），均应设置泥箱，该泥箱应易于接近。并自泥箱引一直管至污水井或污水沟。直管下端或应急舱底水吸口不得装设滤网箱。2）货舱及除机器处所和轴隧外的其他舱室舱底水吸入管的开口端，应封闭在网孔直径不大于10mm的滤网箱内。滤网箱的通流面积应不小于该舱底水吸入管截面积的两倍。滤网箱应便于拆装和清理。3）舱底阀件、旋塞和泥箱应尽可能装在靠近机器处所和轴隧的花钢板处或在花钢板之上，如果装在花钢板之下时，则花钢板应有活门或盖子以及指明上述附件存在的铭牌。52 本科毕业论文正文1.1油污水的收集和处理为确保防污系统能满足CCS规范要求，平台的舱底水系统分别对甲板以上应急发电机房、液压站、吊机及左右舷加油站点的油污水进行重力式收集后排至舱底水舱；对甲板以下各舱室处所的滴漏油、污水采用舱底水泵抽取方式汇集到舱底水舱；这些收集到的油污水经处理达到排放标准后，被输送到专用受污设备。1.1.1甲板处所的油污水收集图3-1甲板以上污水收集系统如图3-1所示，甲板处所的油污水主要来源于应急发电机房、液压站、左右舷吊机基座、飞机加油系统及甲板左右舷加油处。在这些处所分别设置漏水口，采用重力式收集进入舱底水舱。其中考虑到应急发电机房和液压站的二氧化碳消防释放要求，在漏水口以下特设一只自闭式放泄阀，以防止所释放的二氧化碳气体从漏水口处泄漏。1.1.2甲板漏水口一、类型和基本尺寸（1）甲板漏水口的类型按表1查取52 本科毕业论文正文表1甲板漏水口类型类型名称公称通径Dgmm简图YA圆形甲板漏水口32405065YB带法兰接管圆形甲板漏水口YC圆形甲板漏水口3240506580100YD圆形甲板漏水口6552 本科毕业论文正文TA椭圆形甲板漏水口80100TB带法兰接管椭圆形甲板漏水口SA水封式甲板漏水口40506580100SB螺栓固定水封截止式甲板漏水口SC焊接固定水封截止式甲板漏水口注：类型符号说明如下：第一个字母表示甲板漏水口的特征：Y——表示圆形；T——表示椭圆形；S——表示水封第二个字母表示型别52 本科毕业论文正文（2）、型甲板漏水口的型式和基本尺寸按图2和表2查取图3-21——格栅板；2——沉头螺钉；3——本体；4——法兰。表2甲板漏水口基本尺寸公称通径DgDoD1D2法兰（GB581—65）重量Kg≈ABCbdYA型YB型329288.542.25108688112130.721.17409288.548118789112130.751.2550118114601308810114131.291.886513713375.515010812014151.712.58（3）标记示例公称通径Dg=32mm的YB型带法兰接管圆形焊接甲板漏水口甲板漏水口YB32CB496——74公称通径Dg=65mm的SA型水封式甲板漏水口甲板漏水口SA65CB496——74一、技术条件（1）甲板漏水口应符合本标准的要求，并按统一规定的图纸制造。（2）甲板漏水口主要另件的材料按表3。表3甲板漏水口主要另件材料序号另件名称材料称名牌号标准号1本体普通碳素钢A3FGB700—652格栅板普通碳素钢A3FGB700—653水封罩普通碳素钢A3FGB700—6552 本科毕业论文正文4沉头螺钉锡黄钢HSn62—1YB457—715阀杆锰黄钢HMn58—2YB457—71注：格栅板也可用塑料，铸铁制造（3）甲板漏水口的钢质另件表面应镀锌。（4）成套甲板漏水口的重量正偏差不得超过4%，负偏差不予规定。三、选用型号甲板漏水口一般用在船舶室内甲板及室内外泄、排水管路，本平台所使用的甲板漏水口型号是：YB50CB496-74。甲板处所油污水所收集采用的水管为公称通径Ø50mm，外径Ø60mm，壁厚4.5mm的Ø60×4.5（mm）B类管，符合规范要求。舱底水舱使用的透气管为公称通径Ø100mm，外径Ø114mm，壁厚5mm的Ø114×5（mm）B类管，符合规范要求。1.1.1甲板以下各舱室的油污水收集本平台由1台布置于发电机舱的舱底泵抽除各机械舱室污水井中的污水，污水经不锈钢快卸过滤器过滤排至舱底水舱，根据规范要求，另一台舱底泵布置于泵舱作为备用泵。各舱污水井设高位报警。甲板以下舱室主要有泵舱、泥浆泵舱、空压机舱、散料舱、锅炉舱及发电机舱，其油污水的收集通过舱底水泵直接泵入舱底水舱，当油污水分离装置发生故障时，也可直接排至受污设备。各舱的舱底水支管在接入法兰铸铁单排吸入截止止回阀箱之前，均配有一只法兰铜制吸入止回阀，有效地保证了各个舱的舱底水单独排放，防止发生相互干扰。在舱底水总管中设有一个不锈钢快卸过滤器，可有效的过滤掉污水中的泥浆杂质，避免舱底泵发生堵塞故障。根据CCS《海上移动平台入级与建造规范（2005）》规定，在发电机舱还设有一个直通吸口，该吸口可直接通到2号舱底水泵并装设截止止回阀，并且阀杆进行了延伸设置，手轮在花纹钢板以上的高度为460mm，方便应急操纵。52 本科毕业论文正文图3-3甲板以下各舱室的油污水收集一、船用法兰铸铁单排吸入截止止回阀箱1、主题内容与适用范围本标准规定了法兰连接尺寸按GB569、GB2501的船用法兰铸铁单排吸入截止止回阀箱（以下简称吸入截止止回阀箱）的产品分类、技术要求、试验方法、检验规则、标志和包装。本标准适用于介质为海水、淡水的船舶管路系统。2、引用标准GB569船用法兰连接尺寸和密封面GB600船舶管路阀件通用技术条件GB2501船用法兰连接尺寸和密封面（四进位）GB3032船舶管路附件的标志ZB/TU52001船用铸造阀件壁厚3、产品分类(1)吸入截止止回阀箱的型式规定如下：R型——法兰连接尺寸按GB569的二联吸入截止止回阀箱；RS型——法兰连接尺寸按GB2501的二联吸入截止止回阀箱；S型——法兰连接尺寸按GB569的三联吸入截止止回阀箱；SS型——法兰连接尺寸按GB2501的三联吸入截止止回阀箱。（2）吸入截止止回阀箱的基本参数按表4.52 本科毕业论文正文表4吸入截止止回阀箱的基本参数型式公称压力PNMpa公称通径DN1/DN2mmR、RSS、SS1.040/50～150/2000.6200/250～250/300（3）吸入截止止回阀箱的结构尺寸。吸入截止止回阀箱的结构型式和支座位置按图5和图6图3-5吸入截止止回阀箱图3-6支座位置52本科毕业论文正文（4）R型、S型的吸入截止止回阀箱的结构尺寸按表5。52 本科毕业论文正文表5R型、S型的吸入截止止回阀箱的结构尺寸公称压力PNMpa公称通径外形尺寸壁厚δ法兰连接尺寸手轮升程m重量KgL1L2L3L4HB1B2d进口DN1出口DN2螺栓D6SDN1DN2RSRSDD1D2b1n1-d1D3D4D5b2n2-d2ThRS1.0405011016038054021037022995501581259374166～1513510384166～15M14120111216.624.350651201804206002304102591001351038415512310415140121525.236.165801304406202691209155123104151701381188～151933.649.18010014020048068026046029013060171701381188～15190158138160142340.260.01001251702305708002905203081501019015813821518316410～151802859.590.512515020025065090031056034916021518316410～152402081901612～15200173572.8109.61502002302807401020340620389175112402081901612～1529526424742105.6152.60.620025028038094013204468265102258021132952642473653273061814～173602750210318250300400460126017205441004628270143653273061814～174303863601914～21M167030646252本科毕业论文正文52 本科毕业论文正文（5）标记示例公称压力为1.0Mpa。公称通径为DN50mm，DN65mm，按GB569的法兰连接尺寸和密封面的船用法兰铸铁单排二联吸入截止止回阀箱：吸入截止止回阀箱R10050/65GB/T1855—93公称压力为0.6Mpa，公称通径为DN200mm、DN250mm，按GB2501的法兰连接尺寸和密封面（四进位）的船用法兰铸铁单排三联吸入截止止回阀箱：吸入截止止回阀箱SS6200/250GB/T1855—934、吸入截止止回阀箱主要零件材料按表6.表6吸入截止止回阀箱主要零件材料零件名称材料名称牌号标准号阀体、阀盖灰铸铁HT200GB9439阀盘铸锡青铜ZQSn5—5—5CB883阀杆铝铸铜QA19—2GB4429阀座铸铝青铜ZQA19—2CB8835、选用型号根据平台需要，截止止回阀箱将更有利于污水的收集，因此本平台舱底水系统选用的船用法兰铸铁单排吸入截止止回阀箱的型号为：S10065/80GB/T1855—93二、美标法兰不锈钢直通截止阀1、截止阀的作用不锈钢法兰截止阀的阀杆轴线与阀座密封面垂直。阀杆开启或关闭行程相对较短，并具有非常可靠的切断动作，使得这种阀门非常适合作为介质的切断或调节及节流使用。不锈钢法兰截止阀的阀瓣一旦处于开启状况，它的阀座和阀瓣密封面之间就不再的接触，并具有非常可靠的切断动作，合得这种阀门非常适合作为介质的切断或调节及节流使用。不锈钢法兰截止阀一旦处于开启状态，它的阀座和阀瓣密封面之间就不再有接触，因而它的密封面机械磨损较小，由于大部分截止阀的阀座和阀瓣比较容易修理或更换密封元件时无需把整个阀门从管线上拆下来，这对于阀门和管线焊接成一体的场合是很适用的。介质通过此类阀门时的流动方向发生了变化，因此截止阀的流动阻力较高于其它阀门。2、常用的截止阀有以下几种：(1)直通式截止阀(2)角式截止阀；在角式截止阀中，流体只需改变一次方向，以致于通过此阀门的压力降比常规结构的截止阀小。(3)直流式截止阀；在直流式或Y形截止阀中，阀体的流道与主流道成一斜线，这样流动状态的破坏程度比常规截止阀要小，因而通过阀门的压力损失也相应的小了。(4)52 本科毕业论文正文柱塞式截止阀：这种形式的截止阀是常规截止阀的变型。在该阀门中，阀瓣和阀座通常是基于柱塞原理设计的。阀瓣磨光成柱塞与阀杆相连接，密封是由套在柱塞上的两个弹性密封圈实现的。两个弹性密封圈用一个套环隔开，并通过由阀盖螺母施加在阀盖上的载荷把柱塞周围的密封圈压牢。弹性密封圈能够更换，可以采用各种各样的材料制成，该阀门主要用于“开”或者“关”，但是备有特制形式的柱塞或特殊的套环，也可以用于调节流量。3、不锈钢法兰截止阀的持点(1)结构比闸阀简单，制造与维修都较方便。(2)密封面不易磨损及擦伤，密封性好，启闭时阀瓣与阀体密封面之间无相对滑动，因而磨损与擦伤均不严重，密封性能好，使用寿命长。(3)启闭时，阀瓣行程小，因而截止阀高度比闸阀小，但结构长度比闸阀长。(4)启闭力矩大、启闭较费力，启闭时间校长。(5)流体阻力大，因阀体内介质通道较曲折，流体阻力大，动力消耗大。(6)介质流动方向公称压力PN≤16MPa时，一般采用顺流，介质从阀瓣下方向上流；公称压力PN≥20MPa时，一般采用逆流，介质从阀瓣上方向下流。以增加密封件能。使用时，截止阀介质只能单方向流动，不能改变流动方向。(7)全开时阀瓣经常受冲蚀。4、选用型号该管路中选择的是美标法兰不锈钢直通截止阀：BS1873SLJ41W—150LbP3”J41W-150LbP3”符号含义是：J截止阀，4法兰连接，1直通式，W18-8系不锈钢密封面（W表示由阀体直接加工的密封面），150Lb公称压力2.0Mpa，P阀体材料18-8系不锈钢三、吸入滤网1、滤网的类型和基本参数按表7.表7滤网的类型和基本参数类型名称公称通径DgmmA带夹环圆形吸入滤网25～100B圆形吸入滤网125～250C带夹环楔形吸入滤网40～100D楔形吸入滤网125、1502、吸入滤网的基本尺寸按图7及表8图3-752 本科毕业论文正文表8吸入滤网的基本尺寸mm公称通径Dg管子外径dm结构尺寸重量Kg钢管铜管水煤气管d3HH1H2DLL1L2CABCDA型B型A型B型钢铜钢铜钢铜253232343463102278———88—0.3280.365——————3238384245631222103———113—0.430.465——————4045454850751522124110110601341200.7270.784——0.550.59——5056566062881822134110110701441200.8680.923——0.780.838——65707076781002222144130120801541400.9421.02——1.3261.432——808985899211225221681651461001781751.4621.59——1.3961.506——10010810811411613630—2042101801202162242.032.2——2.0962.26——12513313514014215038—266268222142280282——3.5463.938——3.794.0915015915616516818645—302310260174316324——5.3415.772——5.736.04200219206—22521523462—396———410———8.8529.574————250273258—28026430675—456———464———11.1611.64————52本科毕业论文正文52 本科毕业论文正文3、标记示例Dg150的B型钢制吸入滤网滤网B150CBж623—80Dg80的C型铜制带夹箍吸入滤网滤网C80HCBж623—804、选用型号吸入滤网的用途是进行水过滤的，此处选用的吸入滤网的型号为：A65HCBж623—80四、法兰铜制吸入止回阀。1、主题内容与适用范围本标准规定了法兰连接尺寸按GB569、GB2501的法兰吸入止回阀（以下简称吸入止回阀）的产品分类、技术要求、试验方法、检验规则、标志和包装。本标准适用于介质为油类、海水和淡水的船舶管路系统。2、引用标准GB569船用法兰连接尺寸和密封面GB600船舶管路阀件通用技术条件GB2051船用法兰连接尺寸和密封面（四进位）GB3032船舶管路附件的标志ZB/TU52001船用铸造阀件壁厚3、产品分类（1）吸入止回阀的型式规定如下：R型——法兰连接尺寸按GB569的软密封吸入止回阀；RS型——法兰连接尺寸按GB2501的软密封吸入止回阀；Y型——法兰连接尺寸按GB569的硬密封吸入止回阀；YS型——法兰连接尺寸按GB2501的硬密封吸入止回阀。（2）吸入止回阀的基本参数按表9规定。表9吸入止回阀的基本参数型式公称通径DN，mmR、RS、Y、YS32～250（3）铸铜吸入止回阀的结构尺寸R型、Y型吸入止回阀结构尺寸按图8和表10规定。52 本科毕业论文正文图3-852本科毕业论文正文52 本科毕业论文正文表10R型、Y型吸入止回阀结构尺寸mm公称通径DN结构尺寸壁厚法兰螺栓升程重量，KgHhD3δDD1D2dobThn个mR型Y型321501585511583641513M14692.712.66401701795125937414123.623.60501942112013510384154.694.7265210261506155123104196.266.3280230301801701381188239.319.47100269392301901581382815.415.7125290472807215183164103522.322.515033557335240208190124229.729.8200395734408295264247155855.055.52505089154593653273061716M16147278.379.652本科毕业论文正文52 本科毕业论文正文52本科毕业论文正文（4）标记示例公称通径为80mm，法兰连接尺寸按GB569的软密封法兰铸铁吸入止回阀：吸入止回阀R80TCB/T3478——92公称通径为80mm，法兰连接尺寸按GB2501的软密封法兰铸铁吸入止回阀：吸入止回阀RS80TCB/T3478——92公称通径为80mm，法兰连接尺寸按GB569的硬密封法兰铸铜吸入止回阀：吸入止回阀Y80HCB/T3478——924、选用型号各个舱室的油污水的收集是把油污水通过吸入止回阀进入法兰铸铁单排吸入截止止回阀箱。根据平台的需要，此处吸入止回阀选用的型号是：R65HCB/T3478—92由舱底水舱通到油水分离器、由油水分离器中通到分离水舱及泄放舱底水所用的管为公称通径Ø40mm，外径Ø48mm，壁厚4.5mm的Ø48×4.5（mm）B类管，符合规范要求。由油水分离器通到污油舱采用的管为公称通径Ø25mm，外径Ø34mm，壁厚4mm的Ø34×4（mm）B类管，符合规范要求。甲板以下各舱中吸口通到截止止回阀箱所用的管为公称通径Ø65mm，外径Ø76mm，壁厚4.5mm的Ø76×4.5（mm）B类管；符合规范要求。由截止止回阀箱通到舱底泵及由舱底泵通到舱底水舱及受污设备选用的管为公称通径Ø80mm，外径Ø89mm，壁厚4.5mm符合规范要求。1.1舱底水管管径的计算根据CCS《海上移动平台入级与建造规范（2005）》规定：本平台设有两台舱底水泵，其中1号泵布置于泵舱；2号泵布置于发电机舱，用于抽除各舱室中的油污水。两泵可互为备用，当其中一台泵发生故障时，另一台可立即启动。根据《2005海上移动平台入级与建造规范》规定：（1）舱底水总管的横截面积应不小于两根最大舱底水支管规定截面之和。（2）每一舱室舱底水支管的内径d3应不小于按下式计算所得之值：式中：A--当舱内进水一半时，不包括扶强材在内的该舱被浸湿的表面面积，对不规则形状的舱室，A值应专门考虑。（3）任何舱底水支管内径应不小于50mm。由平台设计任务书可知，平台两个最大舱底水支管在发电机舱和泥浆泵舱，其中发电机舱的尺寸为长L＝16米，宽B＝15米，高H＝3.8米；泥浆泵舱的尺寸为长L＝10米，宽B＝15米，高H＝3.8米。则分别可计算出舱底水系统支管管径、总管管径、舱底泵流量如下：（1）支管管径的计算每一舱室舱底水支管的内径d1应不小于按下式4.1计算所得之值：52 本科毕业论文正文（4.1）式中:A—当舱内进水一半时，不包括扶强材在内的该舱被浸湿的表面面积，m2。（4.2）（4.3）则：（1）舱底水系统总管管径的计算舱底水总管的截面积应不小于两根最大舱底水支管规定截面积之和，则两根最大舱底水支管规定截面积之和：（4.4）由上可得舱底水总管内径：（4.5）根据船用无缝钢管系列标准及CCS规范中规定的钢管外径与最小公称壁厚，可查取舱底水总管内径，支管内径。1.1.1舱底泵的配置与流量计算舱底泵排量Q应不小于下述计算之值：（4.6）1.2舱底水管管径的确定（1）舱底水支管的内径一般不少于50mm。轴隧舱底水管的内径一般不应下于65mm。（2）直通舱底泵的舱底水管内径等于舱底水总管的内径。（3）舱底水总管与分配阀箱的连接管的截面积，不得小于连接该阀箱的两根最大舱底水支管的规定截面积的总和，但不必大于所规定的舱底水总管截面积。（4）敷设在双层底舱以上的舱底水管，管子的最小壁厚见表4-1。一般，舱底水管应尽量避免通过压载舱及燃油舱，尤其是燃油舱。如不能避免时，该段舱底水管的最少壁厚应加厚，见表4-1。舱底水管应采用镀锌钢管（无缝或有缝）。当穿过燃油舱时，管子外表面不应镀锌。选用无缝钢管，可参照CB3075-87船用无缝钢管简选系列，也可以按照船厂推荐的或库存的管子规定予以选用，但壁厚要符合规范要求。52 本科毕业论文正文表11舱底水管的壁厚要求管子外径mm舱底水管的最小壁厚mm通过压载舱、燃油舱的舱底水管最小壁厚mm21.3～33.73.2—38～48.33.66.351～704.06.376.1～82.54.56.388.9～1084.57.1114.3～139.74.58.0152.4～168.34.58.8177.85.08.8193.75.48.8219.15.98.8244.5～4576.38.81.1舱底水管路及附件（1）为防止发生沟通，舱底水阀箱应为截止止回阀。在舱底水吸水管、直通舱底水泵吸入管、舱底泵与总管的连接官上应装设截止止回阀。所有舱底水吸入管路，在与舱底水泵吸入阀箱连接之前，应不与其他管路有任何连接。（2）通过深舱的舱底水管路建议敷设在管隧内，若无管隧，则管路应设置非滑动式膨胀接头，干货舱的舱底水管通过深舱时，应该在该舱底水吸入管开口端附近装设认可型的止回阀。（3）除舱底水应急吸口外，机舱和轴隧内的舱底水吸口均应设置泥箱。泥箱应设置在花钢板附近易于接近的地方，并引一直管至污水井或污水沟。直接下端或应急舱底吸口不得装设滤网箱。1.2舱底水的油水分离方法目前已知的油污水分离方法有多种，粗略划分有物理分离法、化学分离法、生物分离法等，具体又可以分为重力式分离、离心式分离、电分离、吸附分离、气浮分离等。各种分离方法比较结果见下表：52 本科毕业论文正文由于目前平台条件的限制，就油水分离器而言，主要采用物理分离的方法。（1）重力分离法重力分离的原理就是在重力场作用下利用油和水的比重差而彼此分离。重力分离法按其作用方式的不同，可分为机械分离、静置分离和离心分离。机械分离法使用比较普遍，它是让含油污水流过斜板、波纹板细管和滤器等，使之产生涡流、转折和碰撞，以促使微小油粒聚集成较大的油粒，再经密度差的作用而上浮，从而达到分离的目的。由于油、气、水的相对密度不同,组分一定的油水混合物在一定的压力和温度下,当系统处于平衡时就会形成一定比例的油、气、水相。当相对较轻的组分处于层流状态时,较重组分液滴根据斯托克斯公式的运动规律沉降,重力式沉降分离设备即根据这一基本原理进行设计。由斯托克斯公式可知,沉降速度与油中水分半径的平方成正比,与水油的密度差成正比,与油的粘度成反比。通过增大水分密度,扩大油水密度差,减小油液粘度可以提高沉降分离速度,从而提高分离效率。经过进一步的探索,1904年Hazen根据实践经验提出了“浅池理论”,即在重力沉降过程中,分散而非结绒颗粒的沉降效果以颗粒的沉降速度与池面积为函数衡量,与池深、沉降时间无关,也即提高沉降池的处理能力有两个途径:一是扩大沉降面积,二是提高水分沉降速度。提高水分沉降速度的措施可以通过斯托克斯公式得出,扩大沉降面积的措施是在容器内设置多层水平隔板。以这一理论为基础,1950年美国壳牌公司研制成功第1台平行板捕集器,其可去除水中最小为60μm的油滴。上世纪70年代Fram公司开发了V型板分离器,上世纪80年代CENATCO公司开发了板式聚结器,这是一种错流式组合波纹板,经过不断改进,这种设备在油气分离、油水分离和含油污水净化方面都得到了应用。在较为深入研究油水分离机理的基础上,根据相应理论研制出了高效蒸发设备,其按分离过程大体分为预分离室、沉降分离室以及油室和水室3部分。预分离室内一般设有蝶形转向器和均质布液板,其原理是通过多次改变油水乳化液的运行方向和流速,强化机械破乳作用,从而进一步加快油水分离速度。通过活性水洗涤可以大大降低乳状液界面膜强度,由于乳化液与水层间的剪切和摩擦作用,使其界面膜破裂,从而促进液滴聚并,使其粒径变大,加速油水分离。沉降分离室主要起进一步分离净化的作用,油水分离器是设计的关键。重力分离只能分离自由状态下的油，不能分离乳化状态的油，一般认为较难分离直径小于50μm的油粒，但由于其结构简单、操作方便，因此一般将它作为第一级分离。52 本科毕业论文正文(2)离心分离　利用油水密度的不同,使高速旋转的油水混合液产生不同的离心力,从而使油与水分开由于离心设备可以达到非常高的转速,产生高达几百倍重力加速度的离心力,因此离心设备可以较为彻底地将油水分离开,并且只需很短的停留时间和较小的设备体积。由于离心设备有运动部件,日常维护较难,因此目前只应用于试验室的分析设备和需要减小占地面积的场所。利用离心分离原理工作的一种主要设备是水力旋流器,它用于将作为连续相的液体与作为分散相的固粒、液滴或气泡进行物理分离的设备。分散相与连续相之间的密度差越大,两相就越容易分离。与重力场中的情况类似,在两相之间的密度差一定的条件下,分散相的颗粒直径越大,在重力场中达到平衡状态时两相之间反向运行的速度差越大,因此就越容易分离。(3)电脱分离　电蒸发作为油水处理的最终手段,在油田和炼油厂得到广泛应用,其原理是乳状液置于高压的交流或直流电场中,由于电场对水滴的作用,削弱了乳状液的界面膜强度,促进水滴的碰撞、合并,最终聚结成粒径较大的水滴,从原油中分离出来。由于用电蒸发处理含水量较高的原油乳状液时,会产生电击穿而无法建立极间必要的电场强度,所以,电脱法不能独立使用,只能作为其它处理方法的后序工艺。(4)乳化水的粗粒化蒸发利用油水对固体物质亲和状况的不同,常用亲水憎油的固体物质制各种蒸发装置。用于油水分离的固体物质应具有良好的润湿性。适合这种要求的材料有:陶瓷、木屑、纤维材料、核桃壳等。例如大港油田的陶粒蒸发器,用陶粒作填料,当油水混合物流经陶粒层时,被迫不断改变流速和方向,增加了水滴的碰撞聚结几率,使小液滴快速聚结沉降。(5)气浮分离　气浮法是依靠水中形成微小气泡,携带絮粒上浮至液面使水净化的一种方法。条件是附在油滴上的气泡可形成油气颗粒。由于气泡的出现使水和颗粒之间密度差加大,且颗粒直径比原油油滴大,所以用颗粒密度代替油密度可使上升速度明显提高。即当1个气泡(或多个气泡)附在1个油滴上可增加垂直上升速度,从而可脱除直径比50μm小得多的油滴。（6）过滤分离法这种油水分离的过程主要靠滤料层阻截作用，将油粒及其他悬浮物截留在滤料表面。另外由于具有很大表面积的滤料对油粒及其他悬浮物的物理吸咐作用和对微粒的接触媒介作用，增加了油粒碰撞机会，使小油粒更容易聚合成大油粒而被截留。但是，任何一种滤料对污染物的过滤能力都是有一定限度的，随着使用时间的增长，过滤效果会越来越差,在滤料达到饱和以后，必须进行反冲洗，使滤料重新具有良好过滤性能。52 本科毕业论文正文任何一种过滤介质对污染物的过滤能力都有一定的限制。随着使用时间的增长，过滤效果会越来越差。当过滤介质达到饱和后，必须进行反冲洗，使过滤介质重新具有良好的过滤性。如果油污水中含有的悬浮固体物质过多，将会大大的缩短过滤介质堵塞时间，促使过滤过程过早中断。因此该法通常是油污水处理的终端手段，做精分离。（7）聚结分离法聚结分离法特别是用在油污水的深度处理上是很有价值的，这一方法最初是被人们用来从油中除去微量的水，20世纪70年代以后大量地被应用在水中除油。油粒聚结的过程，目前较为一致的认为是，油粒在聚结材料表面被截留、聚结、剥离而使微油滴转变成粗大油粒，迅速上浮而被除去，称为微细油粒的粗粒化过程，一般情况下能将油污水中5～10μm油粒全部除去，甚至更小的油粒也能除去,效果好，不产生二次污染。提高油水分离效果，聚结元件的材料是关键。粗粒化过程的速度，主要取决于元件中材料的孔径和孔径分布，以及油污水中微细油珠的分布情况等。小孔径有利于截留，能分离更小的油粒。大孔径有利于聚结更多的油粒，容易得到更大粒径的油粒并不容易堵塞。多孔介质对油的亲和性也影响聚结效果，亲油性强则剥离时可能形成油包水现象，容易堵塞；亲水性材料粗粒化的油粒较小。所以进口处用孔径小的粗粒化材料，出口处用孔径大的粗粒化材料作为聚结元件，并选用适宜的亲和力材料，已达到更好的聚结效果。（8）吸咐分离法吸附分离法是用多孔性固体吸附材料做滤器，当污水通过滤器时微小油粒被吸附在固体表面上，使油水分离。常用的吸附材料有活性炭、焦炭和各种高分子吸附剂如分子筛等。该方法主要用来直接回收微小的油滴，一般用来作为油污水处理的精分离手段。目前，在船上实际应用的油污水分离装置所采用的分离技术主要是重力分离法、聚结分离法、吸附分离法、过滤分离法，而船用油水分离器既有按它们当中的一种分离方法设计而成的，也有按它们当中的几种分离方法组合设计而成的。一般采用重力分离加上聚结或过滤或吸附等方式做成组合结构来保证分离效果，其中重力分离法一般用于粗分离，而聚结、吸附等分离方法则用于细分离和精分离。52 本科毕业论文正文1.1油污水的处理图3-9油水分离系统如图3-9所示，油污水处理系统主要由油水分离器、分离水舱、污油舱、舱底水舱、及各种阀门、连接件等组成。每套设备具体构成见下表：（1）分离设备ZYF31（2）单螺杆泵1（3）电器控制箱IP441（4）气动三通阀DN205（5）电磁阀DN101（6）吸入滤器DN201（7）电加热器GYY11（8）电接点温度计WSS-3011（9）安全阀1（10）油份浓度计1其中所配置的ZYF系列油水分离器通过一组腔室对油污水进行几次油、水分离过滤，最后污油由阀门控制排至污油舱，分离水经油份浓度计测量控制，达标水由电磁阀控制排至分离水舱，超标水由电磁阀控制泄放舱底进行再处理。该分离器的特点是将抽吸含油污水的泵,置于分离装置的排出口,利用泵的抽吸力,使吸入的油污水在真空状态下分离,52 本科毕业论文正文从而避免泵对油污水搅动产生乳化,提高分离效果。经该装置分离处理后的排放水含油量小于15毫克/升,达到CCS规范要求。一、油污水分离器图3-10油污水分离器1、油污水分离器设计、制造、试验和验收依据的规范、标准及相关文件(1)钢质海船入级与建造规范2001及2002修改通报，本装置符合国际海事组织（IMO-MEPC107-49）规定的船舶含油污水排放标准。(2)GB4795-1999《船用舱底油污水分离装置通用规范》(3)GB/T3181-1995《漆膜颜色标准》(4)GB/T13306-91《标牌标准》(5)ISO9001-2000质量体系—设计、生产、安装和服务的质量保证模式(6)设备中使用的元器件和材料符合船用要求、国家标准和质量控制要求2、环境条件装置在下列环境条件应能正常工作机舱：5℃~55℃空气相对湿度：≤95%倾斜和摇摆纵倾：±5°纵摇：±10°横倾：±15°横摇：±22.5°有油雾、盐雾、霉菌及正常航行时产生的冲击和振动。3、主要参数油污水处理量：3.0m3/h排放水排放指标：含油量小于10mg/l最大外形尺寸：长×宽×高=2150×1230×2260mm52 本科毕业论文正文重量：1600kg操作面应大于600mm电制：3φ，380V，50Hz，3.5kw电机防护等级：IP44绝缘等级：F级平均无故障间隔时间MTBF≥4000小时。装置平均修复时间MTBF≤4小时。二、分离水舱图3-11分离水舱如图3-11所示，分离水舱里的主要配件是1：吸入口吸入口1、主题内容与适用范围本标准规定了吸入口的产品分类、技术要求、试验方法、检验规则、标志和包装。本标准适应于各类船舶的油舱、水舱的吸入口2、引用标准GB569——65船用法兰连接尺寸和密封面GB600——91船舶管路阀件通用技术条件GB2501——89船用法兰连接尺寸和密封面（四进位）GB3032——89船舶管路附件标志3、产品分类（1）吸入口的型式和基本参数按表1152 本科毕业论文正文表11吸入口的型式和基本参数型式连接型式公称通径DN，mm适应介质A法兰连接尺寸按GB56920～300淡水、海水、油AS法兰连接尺寸按GB2501B法兰连接尺寸按GB56980～500BS法兰连接尺寸按GB2501C焊接连接20～300（2）A型吸入口的结构和基本尺寸按图3-12及表12.图3-12A型52本科毕业论文正文52 本科毕业论文正文表12A型吸入口的基本尺寸mm公称通径DN管子外径Dw结构尺寸法兰尺寸螺栓流通面积比重量KgD3HH1δDD1D2bd0fnTh2025100110154956848131314M1213.71.1125301051151057356149.21.343238110120115836415156M145.91.640451251254.512593744.42.045057130130135103842.92.23657016014020155123104142.92.928089220175517013811882.64.391001082501851901581381.95.4412513328019525215183164101.76.54150159320205240208190121.47.87200219350230406295264247151.411.225027348031545365327306161714M161.320.53003255503305084303863601921M201.232.152本科毕业论文正文52 本科毕业论文正文（4）标记示例公称通径为100mm、法兰连接尺寸按GB569并用于水舱的A型吸入口：吸入口A100SCB/T495——1995公称通径为150mm、法兰连接尺寸按GB2501并用于油舱的BS型吸入口：吸入口BS150YCB/T495——19954、技术要求吸入口主要零件的材料按表13表13吸入口主要零件的材料类型零件名称材料名称牌号标准号A、AS法兰碳素结构钢Q235AGB700—88A、AS、C本体、支座碳素结构钢Q235AGB700—88接管无缝钢管10GB8163—87或GB3639—83B、BS吸入口灰注铁HT200GB9439—85BS紧定螺钉黄铜H62GB5232—85A型、AS型用于水舱时，吸入口表面须热镀锌，镀锌量不得少于4805、试验方法和检验规则（1）吸入口应作外观质量检验，不应有影响使用的缺陷。尺寸应符合要求。作水密性试验3分钟应不漏。（2）吸入口上应有标志和检验印记。6、选用型号安装吸入口是为了使舱内的管子尽可能贴近舱底，以便于排干舱内的液体。吸入口吸水面积大,并且有集水的作用，使水流以损失最小的方式均匀流入机内。分离水舱里的吸入口选用的型号是：A65SCB/T495—95三、污油舱图3-13污油舱如图13所示，为污油舱的原理图。油水分离器52 本科毕业论文正文通过一组腔室对油污水进行几次油、水分离过滤，最后污油由阀门控制排至污油舱，图中1为放泄阀，2为外螺纹青铜截止阀，3为吸入口，4为测深装置，5为直形温度计。1、放泄阀本标准的法兰连接尺寸与JISB2212——1977、JISB2240——1977一致，结构长度与JISF7398——1976一致。（1）类型规定如下：F型——直通型U型——弯头型（2）基本参数按表14.表14基本参数公称压力P8Kgf/cm2公称通径Dgmm适用介质115、25、40、50燃油、滑油、淡水（3）主要尺寸按图14和表15图3-1452本科毕业论文正文52 本科毕业论文正文52本科毕业论文正文表15放泄阀主要尺寸公称通径Dg结构长度法兰螺栓螺纹手柄升程重量KgLL1L2H≈H1DCght数量（个）螺纹直径D1D2D3LLomF型U型1510050501464095705215124M12M30×227192012082.52.125130656516460125907019144M16M42×2392920130105.34.240180——195—1401058519164M16————140138.0—50220——215—15012010019164M16————1401510—52本科毕业论文正文52 本科毕业论文正文（4）标记示例Dg40的F型（直通）铸钢自闭式放泄阀放泄阀FG40CBM1078——82Dg15的U型（弯头）青铜自闭式放泄阀放泄阀UQ15CBM1078——82（5）选用型号放泄阀是一个针形阀，能承受高压，用于放泄污油柜中的污油。污油柜中的放泄阀所选用的型号是：UG25CBM1078—822、外螺纹青铜截止阀外螺纹青铜截止阀是指关闭件（阀瓣）沿阀座中心线移动的阀门。根据阀瓣的这种移动形式，阀座通口的变化是与阀瓣行程成正比例关系。由于该类阀门的阀杆开启或关闭行程相对较短，而且具有非常可靠的切断功能，又由于阀座通口的变化与阀瓣的行程成正比例关系，非常适合于对流量的调节。因此，这种类型的阀门非常适合作为切断或调节以及节流使用。其选用原则是：①高温、高压介质的管路或装置上宜选用截止阀。如火电厂、核电站，石油化工系统的高温、高压管路上。②管路上对流阻要求不严的管路上。即对压力损失考虑不大的地方。③小型阀门可选用针阀、仪表阀、取样阀、压力计阀等。④有流量调节或压力调节，但对调节精度要求不高，而且管路直径又比较小，如公称通经≤50mm的管路上，宜选用。⑤合成工业生产中的小化肥和大化肥宜选用公称压力PN160公称压力16MPa或PN320公称压力32MPa的高压角式截止阀或高压角式节流阀。⑥氧化铝拜耳法生产中的脱硅车间、易结焦的管路上，易选用阀体分开式、阀座可去处的、硬质合金密封副的直流式截止阀或直流式节流阀。⑦城市建设中的供水、供热工程上，公称通经较小的管路，可选用截止、平衡阀或柱塞阀，如公称通经小于150mm的管路上。最明显的优点是：在开启和关闭过程中，由于阀瓣于阀体密封面间的摩擦力比闸阀小，因而耐磨。开启高度一般仅为阀座通道直径的1/4，因此比闸阀小的多。通常在阀体和阀瓣上只有一个密封面，因而制造工艺性比较好，便于维修。（1）外螺纹青铜截止阀的类型A型——直通阀；B型——直角阀；（2）基本参数按表16表16基本参数公称压力PNKgf/cm2（MPa）公称通径DNmm适用介质40（3.92）100（9.8）15～326～32海水、淡水、燃油、滑油、空气及t＜250℃的蒸汽（3）DN15～32的A型截止阀结构型式和基本尺寸按图15和表1752 本科毕业论文正文图3-15表17A型截止阀基本尺寸mm公称通径DN结构尺寸螺纹接头扳手尺寸手轮升程m重量KgLH~H1DD1D2ll1S2D0S1A型B型A型B型A型B型A型B型PN40,DN15~3215110551442552M36*233222253241808101.511.420116581543255M39*2362523536461009121.811.725130651683864M48*24532266465012011142.542.632140702004672M56*25338286466014012164.314PN100,DN15~3215120601642752M36*23322225324112011102.11.920134671953255M39*23625235364614012123.062.825134672053864M48*24532266465514012143.613.432146732204675M56*25338286556516014164.994.2（4）标记示例52 本科毕业论文正文PN100，DN10的A型（直通）外螺纹青铜截止阀：直通截止阀A100010GB595——83PN40，DN32的B型（直角）外螺纹青铜截止阀：直角截止阀B40032GB595——83（5）选用型号外螺纹青铜截止阀优点：①结构简单，制造和维修比较方便。②工作行程小，启闭时间短。③密封性好，密封面间磨擦力小，寿命较长。平台污油柜中选用的外螺纹青铜截止阀的型号是：A40015GB595—833、吸入口吸入口型号选用在前上一节分离水舱中已经做了详细的阐述，并且污油柜中的吸入口与分离水舱中的吸入口型号一致。本平台具有生活和工程支持多种功能，为满足生产工程需要，设有众多机械设备，因而各个机械处所的油污水收集与处理尤为复杂。为确保防污系统能满足CCS规范要求，平台的舱底水系统分别对甲板以上应急发电机房、液压站、吊机及左右舷加油站点的油污水进行重力式收集后排至舱底水舱；对甲板以下各舱室处所的滴漏油、污水采用舱底水泵抽取方式汇集到舱底水舱；这些收集到的油污水经处理达到排放标准后，被输送到专用受污设备。1.1舱底水排放规定在《MARPOL73/78》修正案的修改后,国际上现行的排放标准如下：就排放要求而言，特殊区域是指:地中海区域、波罗的海区域、黑海区域、红海区域、海湾区域、亚丁湾区域、南极区域和西北欧水域，其界限详见《MARPOL73/78》规定。（1）非特殊区域的排油控制1）含油混合物不是来自货油泵舱的舱底。2）含油混合物未混有货油残余物。3）船舶不在特殊区域内。4）船舶距最近陆地12nmile以上。5）船舶正在航行途中。6）排出物含油量小于100ppm。7）船上所设符合本规则要求的油水过滤设备正在运转。（2）特殊区域内的排油控制除上述规定外，当排出物含油量超过15mg/L时,该过滤系统备有停止装置能确保自动停止排放。在《中华人民共和国船舶污染物排放标准》中规定船舶排放的含油污水(油船压舱水、洗舱水及船舶舱底污水)的含油量标准如下：①内河和距最近陆地12海里以内的海域不大于15毫克/升。52 本科毕业论文正文②距最近陆地12海里以外的海域不大于100毫升/升。标准所指的“船舶”是指海上、内河各类船舶，包括水翼船、气垫船、潜水器、固定的或浮动的工作平台；“距最近陆地”是指按照领海基线作为起点计算的距离；“含油污水”是指含有原油和各种石油产品的污水。1.1平台防油污设备规定《MARPOL73/78》中规定：应装有滤油设备的设计，经主管机关批准，应保证通过该系统排放入海的含油混合物的含油量不超过15ppm。装有报警装置，在不能保持这一标准时发出报警。还应装有在排出物的含油量超过15ppm时能保证自动停止含油混合物排放的装置。《中华人民共和国防止船舶污染海域管理条例》中第十五条规定：（1）机舱污水和压载水分别使用不同的管系。（2）设置污油储存舱。（3）装设标准排放接头。（4）装设油水分离设备或过滤系统。（5）除满足本条上述各项规定外，还应装有排油监控装置。（6）船舶装设的其他防污设备，应符合国家船舶防污结构与设备规范的有关规定。　1.2舱底水系统试验舱底泵进行排水效用试验1小时，泵、电动机运行时应无异常发热泄漏现象，管路应无冲击、震动等现象。记录泵的转速、压力和各污水井的剩余水位。各阀门应开关灵活。之后按以下步骤进行油污水分离装置效用试验：1、油污水柜内加含油1%的油水混合物；2、启动油污水分离装置进行油污水分离效用试验1小时，并对分离后的水进行取样分析检查，其分离效果应小于15ppm，符合防污染公约要求。3、油污水分离装置的自动控制进行效用试验2次，同时检查报警器的工作效能。1.3舱底水系统的管理舱底水系统的管理是轮机管理中的重要组成部分,主要包括对舱底水系统中的各种设备的正确使用与维护:(1)按要求排放含油舱底水;(2)注意检查舱底水系统各种设备的工作情况,如舱底水泵的吸排压力是否正常,排出压力过高则说明操作有误、系统有故障。吸水管堵塞和进气是最常见的故障,前者使泵的真空度增加,后者使泵的真空度降低或建立不起来,均造成排水困难,甚至不能排水;(3)定期清洗各舱底水吸入口处的滤器、泥箱,疏通污水沟与污水井,船员切勿乱丢棉纱、破布和塑料制品等,以免造成堵塞;52 本科毕业论文正文(4)舱底水系统应分区域排放,不宜同时打开全部舱底水的吸口,以免造成漏泄使排放速度降低;(5)舱底水系统故障原因及其排出方法见下表。舱底水管路破坏的可能原因：（1）由于管路腐蚀或冻结而使管路损坏；（2）制造管路时，焊接质量差（如有气泡和夹渣等）而使管路损坏；（3）管路安装连接质量不好，或使用的垫片材料质量差，法兰平面不平等都会引起泄露或松脱；（4）由于法兰各连接螺栓固紧力不均匀或船舶振动等引起管路泄露或裂缝。52 本科毕业论文正文1.系统管件和阀件的选用1.1各种管子材料及使用1.1.1无缝钢管（碳钢与低合金钢）（1）规范规定必须使用无缝钢管的管路有：1）Ⅰ级管和Ⅱ级管。但也可以使用按照船级社认可的焊接工艺制造的焊接钢管。2）CCS规定高压CO2管应采用无缝钢管。（2）设计中一般考虑使用无缝钢管的管路有：1）蒸汽管；2）油舱内的加热盘管（无缝碳钢管、无缝不锈钢管、无缝铝黄铜管）；3）压缩空气管；4）控制空气管；5）燃油管、滑油管；6）液压管；7）化学品船的液货及相关管系（无缝不锈钢管）。（3）船厂由于价格、供货等原因，可使用无缝钢管。1.1.2焊接钢管除必须使用无缝钢管的管子外，均可使用焊接钢管。但是，Ⅰ级管和Ⅱ级管所使用的焊接钢管须由船级社认可的工厂，按认可的焊接工艺制造。1.1.3无缝铜管（铜及铜合金）（1）Ⅰ级管及Ⅱ级管如使用钢管时，应使用无缝钢管。（2）海水冷却系统中的海水泵的吸排冷却主管（一般考虑从海水总管吸入开始至舷外排出为止），若指定不使用钢管时，可选用无缝铜镍管或无缝铝黄铜管。（3）仪表管应采用无缝钢管。1.1.4铸铁管（铜及铜合金）虽然规范规定在某种条件下的某些管段可使用灰铸铁或球墨铸铁管，但设计时一般不推荐使用铸铁管。1.2阀件选用要点（1）根据系统功能要求选择。如须截断的用截止阀，须单向流动的用止回阀，须减压的用减压阀。（2）根据流通介质的种类提出对材料的要求。如流通海水的阀，则阀杆、阀座、阀盘应使用耐腐蚀材料。又如对载运闪点小于60oC货油的油船的货油阀，其阀杆、阀座、阀盘等摩擦部分应选用在动作时不致产生火花的材料。（3）根据规范要求选用阀体材料。如舷旁阀和海底阀等应使用铸钢或锻造青铜阀体，CO2甁甁头阀应由锻制青铜或其他适当材料制造。52 本科毕业论文正文（4）根据流体参数选择相应压力和温度规格的阀件。如3.0MPa主机起动空气管路上的阀至少应选4.0MPa规格的阀件。（5）根据安装地位，选用不同结构型式的阀。如大口径管路可用蝶阀、小口径管路可用一般截止阀。又如地位足够可用直通阀，地位不足时可用直角阀。1.1管阀件选用情况汇总52 本科毕业论文正文1.1系统重要附件型式规格介绍1.1.1法兰铸铁单排吸入截止止回阀箱：（1）产品分类：吸入截止止回阀箱的型式规定如下：R型--法兰连接尺寸按GB569的二联吸入截止止回阀箱：RS型-法兰连接尺寸按GB2501的二联吸入截止止回阀箱：S型--法兰连接尺寸按GB569的三联吸入截止止回阀箱：SS型-法兰连接尺寸按GB2501的三联吸入截止止回阀箱。（2）吸入截止止回阀箱的基本参数按表2。表2（3）吸入截止止回阀箱的结构尺寸如下图所示：52 本科毕业论文正文1.1.1法兰青铜截止止回阀（1）截止止回阀的型式规定如下：A型——法兰连接尺寸按GB569的直通型截止止回阀；B型——法兰连接尺寸按GB569的直角型截止止回阀；AS型——法兰连接尺寸按GB2501的直通型截止止回阀；BS型——法兰连接尺寸按GB2501的直角型截止止回阀。（2）截止止回阀的基本参数按表3。表3（3）截止止回阀的结构尺寸按表4。52 本科毕业论文正文表452 本科毕业论文正文1.1.1测探装置（1）密封测深装置的型式和基本尺寸按下图：管子长L每增加10mm时，总重增加0.06kg。当管子长度L≥1500mm时，还要增加一个支架的重量0.04kg。标记示例：管子长L为1485mm，压力为的密封测深装置：则该密封测深装置标记为：4-1485CB902-79。管子长L为2600mm，压力为的密封测深装置：则该密封测深装置标记为：10-2600CB902-79。（2）密封测深装置应符合本标准要求，并按统一规定的图样制造。（3）密封测深装置的主要零件的材料按下表所示：52 本科毕业论文正文（4）测深尺管涂防锈漆。（5）对上下截止阀用空气做气密试验，装配好的测深装置用4或水压进行强度试验。（6）测深头选用扳手CB415-75。52本科毕业论文设计总结53 本科毕业论文设计总结1.设计总结作为大学生涯的最后一次作业，本次的毕业设计我一直以认真负责的态度对待。前后经过了大概大半年的时间，现在终于接近了尾声了。本次我所选择的毕业设计的课题是《自升式海洋平台舱底水系统设计》。之所以选择一个与我们大学所学的船体有所差距的海洋平台来做，一是因为自升式海洋平台的良好的发展前景。它可以用来进行常规水面完井、钻海底井,也可以用来完成钻井以外的作业，自升式钻井平台也发展成移动式采油平台,用来开采边际油田,使之能重复使用,降低固定式平台的成本。随着海洋石油开发需求的进一步增长,自升式钻井平台可以在满足经济性的前提下,向更深水域发展。二是因为自身对于海洋平台的好奇。平时我们总会在学习船体的过程中偶尔听到海洋平台，也偶尔会在网络上了解海洋平台，但对于它是始终比较陌生的，在21世纪经济快速发展的前景下，对于海洋的开发也必将更加得到重视，而传统船舶行业在一定的时候也必将面临一个市场萎缩，僧多粥少的局面，这更加坚定了我对于海洋平台发展的看好。尽管自升式海洋平台的发展是我相当看好的，但对于这方面的研究，国内却是起步很晚，真正算是在做这方面研究的机构或相关的论文也是很少，加上舱底水系统的设计大多涉及到轮机及管系方面，我对此些方面所知少之甚少，所以设计的难度就被大大的提高了。但是没有办法，只能利用身边的每一个资源来扩充自己的知识。在整篇设计的论文中，我首先对海洋平台做了一个简单的描述，并概述了自升式海洋平台在世界上和国内的一个发展现状及从目前来看自升式海洋平台的发展前景。由于舱底水系统防污排污较为复杂，涉及较多环境保护的问题，所以在第二部分我粗略介绍了当前的海洋环境保护情况和相关规范。进行管路设计时，我们要参照相应的建造法规，合理选用管件和阀件，并对其连接方式作出相应的选择，所以按照要求，我将设计当中有可能涉及到的常用管件和阀件做了简要的列表，便于选用。在确定管路的连接方式之后，计算管路管径、受压情况、介质环境、舱底泵排量等之后，整个系统的管阀件选用便可以明确了。最后设计的部分即油污水的处理系统我觉得应该是整个系统的关键。由于技术有限，我们对于油污水的处理不可能一次完成就达到一定的规范要求，因此，在排放过程中应设置油份浓度计测量控制警报，对于高油份浓度要能及时报警并停止继续排放。对于高浓度油污水进行循环多次处理，直到浓度达到排放要求再允许排放。未达标污水被排放至污油舱和受污设备。由此，我们可以基本做到减少对海洋环境的污染，以实现可持续发展。设计过程中，我学习到了海洋平台的基本构造，舱底水系统的基本结构和设计步骤，也了解了舱底水系统对于海洋环境保护的意义。这些宝贵的设计经验都将使我受益匪浅。但由于对这方面缺少设计经验和相关方面知识，整个设计过程是在不断摸索中进行的，但也正因为是在磕磕碰碰中做成的，所学到的东西也就更加深刻了。53本科毕业论文参考文献54 本科毕业论文参考文献[参考文献][1]　顾敏童，船舶设计原理(第二版)[M]，上海交通大学出版社，2001（6）:232～233.[2]　汪张棠、赵建亭，我国自升式钻井平台的发展与前景[J],中国海洋平台,第23卷第4期，2008（4）:8.[3]　Rigzone.Weeklyoffshorerigreview:JackupTurningPoint[J].RigLogix,June28,2007:31～33.[4]Rigzone.Weeklyoffshorerigreview:2008JackupOutlook[J].RigLogix,Jan25,2008:23～24.[5]　陈宏、李春祥，自升式钻井平台的发展综述[J].中国海洋平台，第22卷第4期，2007（6）:5～6.[6]　李德堂，船舶动力装置原理[M].第97页.[7]　中国船级社，海上移动平台入级与建造规范（2005）[M].人民交通出版社，2005.[8]　高小涛，浅谈货船舱底水系统的设置与管理[J].广东造船，2006（2）.[9]　陈善能、陈宝忠、王兆强，国际船舶防污染公约在低碳经济时代下的发展[J].中国航海，2010（6）:80～83.[10]　海鹏，“低碳经济”下的中国海运业[J]．中国船检，2009(5)：82～88．[11]　国际海事组织，MARPOL73／78防污公约综合文本(2002)[S].中国船级社，2003．[12]　中国船级社，船舶防污底系统检验指南[M].人民交通出版社，2008．[13]　彭陈，《防治船舶污染海洋环境管理条例》解读[J].STANDARDSCIENCE，2010（6）：73～75.[14]　IMOResolutionA.787(19)[M].AmendedByA.882(21)，IMO，2000.[15]阮晓宁，船舶舱底水系统分析与应用探讨[J].珠江水运，2003（5）.[16]国际海事组织.MARPOL73／78防污公约综合文本(2002)[S].中国船级社.2003:20-21,30-31.[17]陶永宏，我国海洋工程发展现状[J].中外船舶科技，2009年第3期：16～22.[19]刘沣瑶，自升式海洋生活钻井平台舱底水与生活污水防污染系统综合设计[D].浙江舟山，，2011：21～28.[18]高小涛，浅谈货船舱底水系统的设置与管理[J].广东造船，2006年第2期：21～25.[20]赵海军、张国锋，船舶舱底水处理系统及其港口国监督检查[J].中国水运，第7卷第4期，2007（5）：7～8.54 本科毕业论文译文1.附译文TheMeetingAboutShippingDevelopmentAninternationalconferenceofnavalarchitectsandmarineengineerswasheldduringJune25-30,withproceedingsinLondon,GlasgowandNewcastleuponTyne.ThefirstpaperreadinLondon,"ShipsStructuresACenturyofProgress",byMr.R.B.Shepheard,ofLloyd'sRegisterofShipping,tracedthedevelopmentofships'structuresfromthewoodenshipsingeneraluseonehundredyearsago,throughthestagesofironandrivetedmildsteeltothemodernweldedsteelship.Withcertainnoteworthyexceptions,progressfollowingtheintroductionofnewmethodsofshipbuildinghasbeendelayedbypersistentattemptstoreproducethetraditionsoftheearliermethodsinthenewmaterial.TheapplicationofscientificprinciplestothestructuraldesignofshipsdevelopedfromtheearlierworkofGranthamandFairbairnaboutninetyyearsago,untilsomefortyyearslaterrationalmethodsofobtaining;thedistributionofmaterialinthesectionofashipweredeveloped,largelyduetotheworkofFoster-King,BruhnandIsherwood.Sincethattime,researchonthebehaviourofships'structuresandcomponentstructuralmembershascontinuedinorderthatfurthereconomiesmightbeeffectedinthelightofincreasedknowledge.Therecentintroductionofweldingonalargescalehaspresentedthedesignerwithmanynewproblems.DevelopmentsofshipbuildingduringtheSecondWorldWar,particularlyintheUnitedStates,broughttolighttheimportanceofnotchtoughnessinmildsteel,severalmajorfailuresoccurringduetolackofthisquality.Thisproblemofnotchtoughnesswhich,sofarasitrelatestoshipstructures,wasisolatedinGreatBritainintheEngineeringLaboratory,Cambridge,aslongagoas1944,isbeingattackedbymetallurgistsandengineersinmanycountries.Changesinthedesignandarrangementofdrycargoshipsoverthepastfiftyyearshavetendedtoincreasethebendingmomentsfortheloadedconditionatsea.Inthecaseofthelargertankers,wherethereisconsiderableflexibilityofloadingintheballastcondition,astagehasbeenreachedwherethedesignmustbedevelopedwithdefinedlimitationsonserviceschemesofloading.Anotherpaper,"ProposedDesignforaCombinedResearch,TrainingandCargoShip'',byProf.H.E.JaegerandJ.C.ArkenboutSchokker,musthavebeenofparticularinteresttoshipbuildersinGreatBritainowingtotheveryextensiveworkinthesamefieldwhichisbeingcarriedoutfortheAdmiraltyShipWeldingCommittee.Itdevelopedtheinterestingideaofbuildingadrycargoshipofabout9,500tonsdeadweightwhichwouldservethetriplepurposeof:(a)atrainingshipforofficersandengineersforthemerchantmarine;(b)aresearchshipinwhichproblemsonships'structuresandperformancecouldbeinvestigated;and(c)acargoshipengagedinnormaltradepartlytogiverealisticconditionsforbothtrainingandresearchandpartlytooffsetthecostoftheproject.Thisuseoftheshipfortradingpurposeswouldbesubordinatedtotheneedsoftrainingandresearch.Theauthorssuggestedthatthemostsuitablesizeforsuchavesselwouldbeabout472ft.length(B.P.)and68ft.breadth.Thedisplacementwouldbe15,000tonsandthedesirablespeed17knots,requiringenginesofabout8,700S.H.P.Theinitialinstallationshouldbeadieselelectricsetinstalledaftwithprovisionforthesubstitutionofagas-turbinemotoratalaterdate.Suitable58 本科毕业论文译文accommodationisplannedforthelargenumberofofficercadetsandresearchworkers,inadditiontothenormalcomplement.Thestructureoftheshipwouldincludeexamplesofseveraldifferenttypesofconstruction.Forexample,theforepartwouldbelongitudinallyframed,whereastheafterpartwouldbetransverselyframed.Severaldifferenttypesofbulkheadstiffeningwouldbefitted,includingsomecorrugatedbulk-heada.Allbulkheadswouldbedesignedtoallowtheholdstobefilledwithwateruptotheleveloftheshelterdeck.Thiswouldenablelargebendingmomentsandotheractionstobeappliedtotheshipduringstructuraltests.Varioustypesofroll-stabilizingequipmentwouldbeinstalledfortestingtherelativemeritsofdifferentsystems.Nodetailsweregivenbytheauthorsoftheequipmentformeasuringandrecordingtheforcesactingontheshipatseaandthestrainsinducedinthestructure.Morerationalmethodsofdesigningshipstructurescanonlybedevelopedwithconfidencewhenmoreisknownoftheactualforcestowhichthestructureislikelytobesubjected,sothattheauthors'proposalthatseveralresearchshipsshouldbebuiltandoperatedinallpartsoftheworldisattractive.Unfortunately,suchexperimentsarecostly,notonlyintheinitialoutlayontheshipsandintheirrunning,butalsointhereductiontousefulformofthevastamountofrecordscollectedoneachvoyage.Thecostofsuchfull-scaleexperimentscompelsnavalarchitects,asitdoesengineersinsomanyfields,toattempttocollectinformationfrommodeltestssuchasthosedescribedbyJ.C.Niedermair,oftheBureauofShips,inhispaper"ShipMotions".Thepaperdescribesaseriesofexperimentsonthebehaviouroffiveshipmodelsofwidelydifferingformsundersteadywaveconditions.Inmostofthetestsaconstantpropellingforcewasappliedtoeachshipinturn,andtheamplitudesandperiodsoftheresultingmotionsweremeasuredtogetherwiththemeanspeedofadvancethroughthewaves.Inthetestingtankused,itwasonlypossibletopropagatewavesthedirectionofadvanceofwhichwasparalleltotheship'scourse.Thefull-scaledimensionsofthewavesusedrangedfrom300ft.to900ft.,andthefull-scaleheightslaybetween19ft.and33ft.,whilethelengthsoftheshipswerefrom380to550ft.Remarkablechangesinthemeanspeedofadvancewereshownwithchangesinwavelength.Despiteagreatdifferenceinformoftheships,thefivemodelsshowedlikecharacteristics.Eachmodelexhibitedaminimumspeedforconstantpropellingforcewhenthewave-lengthwasaboutequaltotheship'slength.Curvesgivingthepitchamplitudeasafunctionofwave-lengthshowthattheratioofmaximumpitchtomaximumwaveslopecontinuestoincreasewithincreasingwave-lengthatleastuntilthewave-lengthequalstwicethelengthoftheship.Itissignificantthatnoirregularitiesoccurinthesecurvesaroundthevalueofwave-lengthwhichshouldtheoreticallycauseresonantpitching.TheexperimentalrecordshavebeenrelatedtothetheoreticalanalysisrecentlypublishedbyWeinblumandSt.Denis,andfoundtobeingeneralagreement.Thepitchingperiodsduringthesetestswerethoseoftheperiodofencounter,althoughitisgenerallyacceptedthatashipinaseawaypitchesusuallytoitsownnaturalperiod.Itappearsthattheseverityoftheforcingmotionusedhasmaskedthenaturaloscillationsoftheship.Notunnaturally,theauthorsfeeltheneedfortheverificationofthesimilarityofshipandmodelmotions,andtheypointoutthatthiswouldinvolveinstrumentingashipfully,bothtorecordshipmotionsandtorecordsimultaneouslythesurfaceofthesea.Allways,therefore,seemtopointotheneedformoreresearchships.58 本科毕业论文译文船舶发展会议六月25-30日期间，一个造船工程师和轮机工程师的国际会议在英国泰恩河沿岸的伦敦、格拉斯哥和纽卡斯尔隆重举行。第一篇船舶论文《船舶结构在近一个世纪的发展》由劳埃德船级社的R.B.Shepheard先生在伦敦公读，该论文追溯了船舶从一百多年前的木质结构经过铁质结构过渡到如今用铆钉连接低碳钢的现代钢化结构的历史。某些引人注目的例外，随着造船的新方法的引进而带来的进步已经被固执的尝试使用新材料再生传统造船工艺所延迟。船舶结构设计的科学应用体系由90年前Grantham和Fairbairn所作的船舶早期工作发展而来，直到大约40年后的今天,更为合理的方法才得以获得；船舶的分区段建造与分配的方法经过Foster-King,BruhnandIsherwood的相关工作发展出来了。从那时起，为了满足经济的快速发展对于知识的需求，对于船舶结构和船体结构元件特性的研究就一直持续着。近年来对于焊接技术的大规模应用也已给设计师们提出了许多新的问题。造船工业在第二次世界大战的发展，特别是在美国的发展，主要在于对低碳钢和切口韧性重要性的认识，许多设计失败的实例正是由于缺乏这种品质。因为涉及到船体结构，这个曾经隔离在英国剑桥大学工程实验室研究的切口韧性问题早在1944年就遭到了许多国家材料学家和工程师的大力攻研。在过去50年里，对于干货船设计和布置的变化一直趋向于提高船舶的弯曲力矩以满足海上航行时的装载条件。在设计大型油轮时，要考虑到油轮压载舱灵活多变的负荷条件，在这种条件下，水位的设计必须要符合在规定的服务方案的限制中。另一篇由Prof.H.E.Jaeger和J.C.ArkenboutSchokker所著的论文“推荐的货船设计、培训的联合研究”，一定引起了英国造船工程师的特别兴趣因为这同一领域的大量工作也在国际海事船舶焊接委员会里进行着。这产生了一个有趣的想法，开发建设约为9500吨净载重吨的干货船来服务以下三个目的：(a)一艘为一个国家的商船队训练军官和工程师的训练船；（b)一艘用于研究船体结构与性能的研究船；（c）一艘从事正常贸易的货船一方面为训练及研究提供现实条件，一方面来抵消这个项目的部分费用。运用船进行交易的需求将会服从于培训和研究。58 本科毕业论文译文作者建议作为这样一艘船的最合适尺寸为472英尺长68英尺宽，排水量为15，000吨，理想的航速为17节，以及要具有至少8700马力。初始的安装应该按照要求安装柴油机发电机然后是提供替代的燃气涡轮发动机的安装。除了正常的补给外，提供舒适的住宿给广大的军官学员和科研工作者也在计划之中。该船的结构将包括几种不同类型结构的例子。例如，在船首的部分将会被纵向构造，而尾部将被横向构造。许多不同种类的舱壁加强方式将被安装，包括一些槽型舱壁。所有的舱壁都被设计成为允许使货舱充满水至遮蔽甲板处。这将使大型的弯曲力矩和其他行为在船舶结构试验的应用得以可能。各种类型的测试设备被安装来测试不同系统的优缺点。作者没有透露关于测量和记录船体和船体构件在海上的受力情况的设备细节。在更多的时候，施加在结构上的力量实际上是很容易受到的，发展更为合理的结构设计方法才能使人充满信心，因此作者建议，一些研究船舶的建造和操作在全世界所有地区都是很有吸引力的。不幸的是，这些实验是昂贵的，不仅仅是在初始投资还是项目的运营上，在每航次收集有用数据的庞大记录上也是相当昂贵的。这种大规模试验的高成本，迫使造船工程师像很多其他领域的工程师一样，企图利用模型试验收集信息，就像J.C.Niedermair在他的论文“船舶运动”中所描述的一样。这篇论文阐述了一系列由五个形式迥异的船模在稳定的波浪中进行的实验。在大部分的测试中，恒定的推动力适用于每一艘船舶转向，而船舶在波浪中匀速运动的振幅和周期则一起被测得。在实验中，试验水池被应用其中，它是唯一可能使波浪传播方向平行于船舶航行航线的方法。波浪的全尺寸范围从300英尺到900英尺长，高在19英尺到33英尺之间，而船舶的长度一般都在380到550英尺左右。在平均前进速度上的显著变化通过波长来展示。尽管船体的形式有较大的差异，船舶与五个模型显示的特性却大同小异。每个船模在恒定推动力下保持最低的航行速度约是在波长等于船的长度时。根据波浪高度绘制的曲线上的波长幅度表明最大倾斜比率，最大摇荡比率持续增加直到波长至少等于两倍的船舶长度。值得注意的是，没有不合常规的运动发生在这些从理论上应该引起共振的波长的曲线附近。最近该实验数据被Weinblum和St.Denis发表用作理论分析并获得了广泛的认可。在这些实验中遇到了船舶纵摇周期的问题，尽管在当时人们公认为一艘船舶在海上航行时的纵摇周期等于其固有周期。它表明严重的力的作用改变了船舶的自然的振幅。自然而然的，作者们觉得有验证船只与模型具有相似运动情况的需要，并且他们还指出这将检测完整的一艘船只，记录船体运动的同时详细记录运动时海水表面的变化。因此，综上所述，强调建造更多的研究船只似乎是非常必要的。58