半潜式起重平台压载水系统及其操作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种半潜式起重平台压载水系统及其操作方法。
【背景技术】
[0002]半潜式起重平台，以其抗风浪能力强、甲板面积大、甲板可变载荷大、装载量大、适应水深范围大、人员居住舱室多等优点，成为超大型起重机的最佳载体。半潜式起重平台一般具有调遣航行、起重作业、风暴自存等多种工况，其特殊的作业功能需求对压载系统的设计提出了较高的要求。
[0003]船式半潜式起重平台通常由两个下浮体、三?五对左右对称的立柱、和一个上平台组成。在调遣航行时，为减小阻力，水线位于下浮体处;在起重作业时，为保证作业具有良好的耐波性能，水线位于立柱中间处;在自存工况时，为提高平台的抗风暴能力，此时水线位于立柱下部。由于三种工况的平台吃水及排水量差异巨大，因此通过在主船体的下浮体内设置大量的压载舱和压载水注入和排出系统，以满足在这三种工况下的转换需要。
[0004]由于半潜式起重平台在起重作业时需要在极短的时间内起吊数千上万吨的重物，而起吊载荷将对平台产生巨大的倾覆力矩，对平台浮态和稳性产生重大影响。为保证安全作业，必须在反向加载大量的压载水以部分抵消吊重产生的倾覆力矩。另外，在起重机带载回转时，巨大的起吊重物产生的倾覆力矩的方向在短时间内发生改变，也必须通过压载水的快速调载来平衡倾覆力矩的变化，否则会造成平台倾斜加剧，并使回转机构处于下坡运转状态，这是非常危险的。因此为保证起重作业安全，在平台主体的立柱内需设置大量的压载舱和抗倾调载系统，用于压载水的快速调驳，这是常规半潜式起重平台所没有的，后者由于调载量小、调载速度要求不高而一般采用功能单一的栗压载系统，其不能满足半潜式起重平台巨大调载量需求情况下的快速、高效调载功能需要。
【发明内容】
[0005]本发明的主要目的在于克服现有产品存在的上述缺点，而提供一种半潜式起重平台的压载水系统及其操作方法，其采用压载栗和压缩空气两种压载方式相结合的组合式压载系统，即半潜式起重平台下浮体内的压载水采用重力注入、压缩空气排水的方式，简化压载水管系统且调载速度快;起重作业时抗倾调载采用立柱内特定压载舱间应用压载水栗调载，便于控制调载水量，准确保证压载水量在相关压载舱间调驳，满足平台稳定性和起重机作业安全要求;突然失钩等紧急起重作业情况下，采用压缩空气排空立柱内抗倾调载用压载水，减小平台倾侧角，提高平台安全性。
[0006]本发明的目的是由以下技术方案实现的。
[0007]本发明半潜式起重平台压载水系统，包括两个下浮体、三至五对左右对称的立柱和一个上平台，该上平台设有中央控制系统;其特征在于，该两下浮体内分别从首至尾设数个压载舱，其中一个下浮体内设水栗压载系统，下浮体内每个压载舱分别设进排水阀和与压缩空气压载系统连通的开口；每个左立柱内设左立柱压载舱，该左立柱压载舱设有左高位排水阀;每个右立柱内设右立柱压载舱，该右立柱压载舱设有右高位排水阀;水栗压载系统设有海底阀，该海底阀通过管道分别与左立柱压载舱和右立柱压载舱底部进水口相连；左立柱压载舱和右立柱压载舱之间通过相互调驳压载水的管道连通;上平台内设有借助管道与下浮体内和左右立柱内的压载舱相连接并由中央控制系统监控的压缩空气压载系统、用于测量各压载舱压载水液位高度的压载舱液位测量单元以及用于控制操作应急排放压载水的应急排放控制单元，上平台内还设有由中央控制系统监控的用于测量平台吃水量的吃水测量单元。
[0008]前述的半潜式起重平台压载水系统，其中，所述上平台内设有的用于测量平台吃水量的吃水测量单元、用于测量各压载舱压载水液位高度的压载舱液位测量单元以及用于控制操作应急排放压载水的应急排放控制单元均为现有技术。
[0009]本发明半潜式起重平台压载水系统的操作方法，其特征在于，包括下浮体内压载舱的重力进水和压缩空气排水操作;立柱内压载舱的水栗压载系统进行进水和排水作业操作；
[0010]下浮体内压载舱的重力进水操作过程包括:
[0011]A、启动压缩空气压载系统，下浮体压载舱中的空气经由压缩空气压载系统设置在舱室顶部的的管道开口排出；B、打开进排水阀，船外水靠重力从进排水阀进入下浮体压载舱内；C、对压载舱液位测量单元和吃水测量单元进行相应的测量，直至达到船舶吃水要求，压载操作完成，如图3所示；
[0012]下浮体内压载舱的压缩空气排水操作过程包括:A、启动压缩空气压载系统，空气流经由压缩空气压载系统设置在下浮体压载舱顶部的的管道开口进入到下浮体压载舱内；
B、打开进排水阀，下浮体压载舱中的压载水在来自压缩空气压载系统的高压空气作用下，通过进排水阀排出压载舱;C、对压载舱液位测量单元和吃水测量单元进行相应的测量，直至达到船舶吃水要求，排水操作完成，如图3所示；
[0013]立柱内压载舱的进水作业操作过程包括:A、启动水栗压载系统;B、打开海底阀，船外水经水栗压载系统打入立柱内的压载舱;C、通过压载舱液位测量单元进行测量，直至达到要求的液位，压载操作完成，如图4所示；
[0014]立柱内压载舱的排水作业操作过程包括:A、启动水栗压载系统;B、打开海底阀，立柱压载舱中的压载水在水栗压载系统作用下，通过海底阀排出船外;C、通过压载舱液位测量单元进行测量，直至达到要求的液位，排水操作完成，如图4所示。
[0015]前述的半潜式起重平台压载水系统的操作方法，其中，所述立柱内压载舱的水栗压载系统进行进水和排水作业用于左立柱内压载舱和右立柱内压载舱之间压载水调载方式进行抗倾调载操作，其步骤如下:当起重机在左舷进行起重作业时，启动水栗压载系统，将左立柱压载舱的压载水经由压载管道打到右立柱压载舱内，同时由中央控制系统控制开启压载舱液位测量单元进行测量，直至达到要求的液位时，调载操作完成；当起重机在右舷进行起重作业时，启动水栗压载系统，将右立柱压载舱的压载水经由压载管道打到左立柱压载舱内，同时由中央控制系统控制开启压载舱液位测量单元进行测量，直至达到要求的液位时，调载操作完成，如图5所示。
[0016]前述的半潜式起重平台压载水系统的操作方法，其中，所述立柱内压载舱的水栗压载系统进行进水和排水作业用于起重机作业时突然失去起重载荷的抗倾调载时，当一舷起重机作业时突然失去起重载荷的紧急情况下，采用压缩空气快速排出另一舷立柱内抗倾调载用压载水的方式进行，其步骤如下:当左舷进行起重作业的起重机突然失去起吊载荷时，由中央控制系统控制的应急排放控制单元迅速对压缩空气压载系统发出右立柱压载舱快速排水指令，位于右舷的右立柱压载舱的高位排水阀开启，同时压缩空气进入右立柱压载舱，该右立柱压载舱内压载水在压缩空气和自身重力作用下，快速排出船外；当右舷进行起重作业的起重机突然失去起吊载荷时，由中央控制系统控制的应急排放控制单元迅速对压载空气压载系统发出左立柱压载舱快速排水的指令，位于左舷的左立柱压载舱的高位排水阀开启，同时压缩空气进入左立柱压载舱，舱内压载水在压缩空气和自身重力作用下，快速排出船外，达到船舶抗横倾作用，如图6所示。
[0017]本发明半潜式起重平台的压载水系统的有益效果，半潜式起重平台的压载水系统既要将压载水注入压载舱，又要将压载水排至舷外;在调载时，还需要将一个或多个压载舱的水驳运至另一个或多个压载舱。本发明在半潜式起重平台内设有数个压载舱，优化压载水系统设计，保证系统简单、功能可靠;采用压载栗和压缩空气两种压载系统相结合的设计，即下浮体内的压载水注入和排出采用重力进水和压缩空气排水的方式，其