風電居住平臺集裝箱轉移系統技術研究

王偉 蘇福星 李銘超 黃廣雄

摘? ? 要：本文通過對風電居住平臺集裝箱轉移系統的構成、操作使用和重難點問題等方面展開研究，旨在解決在有效空間里集裝箱轉移系統的布置和安裝問題，達到安全、快速、平穩轉移集裝箱的目標。同時，為后續類似的風電居住平臺集裝箱轉移系統布置和安裝提供借鑒。

關鍵詞：構成；布置；建造；安裝

中圖分類號：TK83? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：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

某風電居住平臺設有一個集裝箱儲存貨艙，為海上風電場風機維修提供11個20 ft集裝箱存放位置，以存儲維修風機配件和工具等，每個集裝箱的設計重量為25 t。為了實現集裝箱安全從貨艙進出，在貨艙主甲板面設置6700 mmx3000 mm艙口蓋，開啟方式為液壓；為了實現集裝箱從存儲點安全、快速轉移到艙口蓋下方，在貨艙內設置集裝箱轉移系統。

本系統具有安全、快速、平穩轉移集裝箱的功能，解決了集裝箱從風電居住平臺其貨艙甲板下快速安全進出的問題，深受業主喜愛。

集裝箱轉移系統是本風電居住平臺重要系統之一，主要用于集裝箱的轉運，使集裝箱能快速、安全的從集裝箱儲存貨艙進出。本文對集裝箱轉移系統的構成、操作、布置及安裝等方面展開分析研究。

2? ? ?集裝箱轉移工況

2.1? ?系統構成

轉移系統主要由主滑移動力裝置、滑移軌道、推進槽軌道、輔助驅動裝置、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。當需要轉移集裝箱時，插銷插進推進槽軌道的槽孔，在主滑移動力裝置液壓驅動下，伸縮桿伸長，滑移車沿著推進槽軌道和滑移軌道移動一個行程的距離。然后提起插銷，伸縮桿收縮，接著插銷再插進下一個槽孔。如此循環，就可將集裝箱轉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，布置在推進槽軌道兩側，與推進槽軌道平行。滑移軌道是滑移車的運動車道，對滑移車起運動導向和承重的作用。

（3）推進槽軌道

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，其伸縮桿前端設置有鉤狀物，該鉤狀物與集裝箱支撐框架相應插孔匹配。輔助驅動裝置的作用是驅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、平穩轉移。當需要轉移裝箱支撐框架和集裝箱時，輔助驅動裝置伸縮桿前端的鉤狀物伸進集裝箱支撐框架的鉤孔，在氣缸液壓驅動下實現集裝箱支撐框架和集裝箱的轉移。

（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，下端與結構艙室焊接，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行固定。

（7）滑移車設備

它與輔助驅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至指定的集裝箱儲存工位旁或主甲板艙口蓋下。

集裝箱轉移系統的組成，見圖1所示。

2.2? 系統操作

操作系統主要用于集裝箱的轉運，使集裝箱能快速、安全的從儲存貨艙進出，其工作需要甲板吊機的配合，操作流程為：

（1）主甲板吊機首先將集裝箱經主甲板吊口吊至滑移軌道和推進槽軌道上方；與此同時，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動下，載著集裝箱移動至指定集裝箱儲存基座旁；

（3）輔助驅動裝置推動集裝箱支撐框架至相應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，就可將集裝箱轉移到位，如此循環，就可將所有集裝箱快速、安全的轉運到集裝箱儲存工位上，反之亦然。

2.3? ?系統重難點問題

（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構大柱子。根據技術規格書要求，集裝箱儲存貨艙需要儲存11個20英尺集裝箱，而且還要布置集裝箱運行軌道，因此有限的貨艙空間與集裝箱轉移系統的布置應進行優化設計，合理布置集裝箱轉移系統顯得尤為重要。

（2）集裝箱轉移系統基于其轉運功能和運行特點，要求具有較高的安裝精度。滑移車的運動軌道由一條推進槽軌道和兩條滑移軌道組成，推進槽軌道布置于中間，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25 t，確保運行軌道的受力均勻和滑移車的平穩運動顯得尤為重要，所以需控制三條軌道的平行度和平面度以及直線度。按照集裝箱轉移系統的設備特性，三條軌道中以中間軌道為基準，平行度需控制在II2.0 A以內，平面度控制在2 mm以內，直線度控制在2/2 000 mm；基于集裝箱由輔助驅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運需求，為達到集裝箱平穩轉運的目標，不但需要控制集裝箱儲存基座與運行軌道的高差，還要控制集裝箱儲存基座與推進槽軌道的垂直度。根據集裝箱轉移系統的設備要求，集裝箱儲存基座與運行軌道的高差需控制在范圍內，集裝箱儲存基座與推進槽軌道的垂直度需控制在⊥2.0 B范圍內；其它方面的安裝要求，同樣需作嚴格控制，否則很容易產生干涉現象。

3? ? 解決方案

3.1? 貨艙空間緊張問題

經過對集裝箱轉移系統的構成和操作使用進行深入研究，經過專項建模分析比較，同時與設計院和設備廠家進行多次溝通協調，對模型進行放置演示，找出其優化改進方案：對結構柱子加強肘板進行修改；對集裝箱轉移系統優化移位，充分利用該艙室的空間。最終形成了優化布置方案：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，與結構柱子、貨物電梯和IMDG液艙相應錯開，避免干涉；每組內集裝箱之間的氣隙約35 mm，控制在集裝箱可運作的范圍內；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匹配；滑移車裝在軌道上時，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有效的轉移到任何一個儲存工位上，也保證了安全通道，同時也利于平臺左右兩舷重量的平衡。

集裝箱轉移系統的布置圖，見圖2所示。

3.2? 高精度安裝要求

針對集裝箱轉移系統高精度安裝要求，制定了周密的工藝策劃和制作實用的輔助工裝予以解決：在安裝集裝箱轉移系統前，嚴格按照《集裝箱貨物系統安裝圖》分別劃出推進槽軌道、滑軌和集裝箱儲存基座的中心線和定位推進槽軌道、滑移軌道和集裝箱儲存基座；吊裝推進槽軌道和滑移軌道時，因軌道長度、焊接坡口、限位塊等的區別，每一根軌道都有特定的安裝位置，需嚴格區分，按順序排列布置；推進槽軌道和滑移軌道的定位工裝見圖3所示。工裝數量共計292套，焊接在軌道下方固定墊塊兩側，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，其安裝工裝參見圖4。每個基座需6套，共計66套，焊接在基座下方；將整套系統中的推進槽軌道、滑移軌道、集裝箱儲存基座都按特殊工裝固定好后，檢查安裝精度數據：推進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。核查無誤后方可進行焊接，其焊接要求參見圖5；焊接完畢，需復查各項精度數據，確認無誤后再測量推進槽軌道、滑移軌道、集裝箱儲存基座固定墊塊數據，測量數據合格后委外進行加工；加工后的固定墊塊分別插進推進槽軌道、滑移軌道、集裝箱儲存基座相應位置，再復查各項安裝精度數據，確認無誤后方可對軌道、固定墊塊進行焊接，焊接要求參見圖6；焊接完畢后，需要復查各項安裝精度數據；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位。

4? ? 結束語

通過對集裝箱轉移系統的構成、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移系統的布置和安裝問題，達到了集裝箱從貨艙存取點安全快速轉移進出的目標，滿足了業主的使用需求，有效推動了平臺的建造進程，為后續類似的集裝箱轉移系統布置和安裝提供借鑒。

參考文獻

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作者簡介：王? 偉（1984-），男，工程師。從事船舶輪機管系設計工作

蘇福星（1985-），男，工程師。從事船舶輪機管系設計工作

收稿日期：2022-02-23