近海风电机组安装及维护多功能作业船的研究

摘要

风力发电是清洁可再生能源，储量巨大，具有实际开发利用价值。中国水电资源370GW，风能资源有250GW。大量风能开发不仅是市场的需要，也是风力发电发展的需要。本论文在此背景下，依托上海交通大学船舶设计国家重点实验室的国家基金项目“近海风电机组安装及维护多功能作业船的研制”，结合国外风车安装船的最新研究进展，对一风车安装船概念设计、稳性性能、阻力预报与航速设计和工作时桩腿受力及稳性进行分析和研究： 1.风车安装船船型的方案论证。 根据总布置、结构、操作管理、建造等各方面的要求，结合国内外研究开发成功的风车安装船船型特点，提出了风车安装船船型方案，依次开展了主体尺度要素优选、型线设计及光顺、桩腿尺度和布局要素确定、总布置设计、重量重心估算等工作。 2.风车安装船的完整稳性研究。 本文采用静力学方法研究风车安装船的完整稳性。从满足稳性要求和避免谐摇两方面探讨了初稳心高的选取；建立了该船型大倾角时复原力臂的计算模型，稳性计算采用软件Hydromax模块进行。 3.风车安装船的阻力预报与航速设计。 采用Maxsurf软件中的Hullspeed模块，分别采用排水量船型方法和切片法(Slender body method)对全船阻力进行预报，并总结出Holtrop法更加有效地预报了全船阻力变化规律，符合工程实际情况。 4.风车安装船工作时桩腿受力及稳性。 风车安装船在海上实施作业时，会遭遇海上风、浪、流联合作用，本论文选取工作时的最危险海况进行桩腿受力情况分析计算。着重讨论了主吊机在不同角度起吊重物时对全船稳性的影响。并提出了最有益于风车安装船稳性的主吊机工作状态。