22米沿海双体高速风电维护船总体设计(附件)
如今海上风电场在不断的发展，海上风电维护船的研究也随之进行。风电维护船主要用于运输维护技术人员及工具设备至海上风电场，进行风场风机的日常维护。该船对海上风电场的维护，管理有着重要作用，所以对风电维护船的研究有着重要意义。本文是对海上风电船进行总体设计，结合现有的风电维护船，以及一些优秀的母型双体船进行设计。并进行一系列的计算工作。其中包括，船型的选择，主尺度的确定，总布置图的绘制，稳性航速的校核，重量重心位置的估算，型线图的绘制，静水力性能的计算，吨位的计算，干舷的计算。本船为布置型船舶，根据要求，参照规范，利用CAD进行总布置图和型线图的绘制，其中总布置图是在参考一些双体船的布置以及风电维护船的本身需求后，进行布置设计。其中型线图采用自行绘制法，绘制横剖面面积曲线图和横剖线图等。本文对海上维护船的外形，布置，性能，以及发展趋势都进行了一定的研究。对以后海上风电维护船的研究有着一定的参考作用。关键词：总体设计；双体船；高速；风电；自行绘制法。目录
第一章 绪论 1
1.1选题目的与意义 1
1.2国内外研究现状 2
1.3 风电维护船性能要求 3
1.4 高性能船的发展 5
1.5 主要研究内容....................................................6
第二章 主尺度的确定 7
2.1 主尺度主要内容 7
2.2 双体船资料分析 7
2.3 确定主尺度 9
2.3.1.船长L 9
2.3.2.片体中心距K 10
2.3.3.片体宽度b 10
2.3.4.船宽B 10
2.3.5.型深D 11
2.3.6.设计吃水T 11
2.3.7.方形系数 11
2.4排水量校核 11
2.5航速校核 14
2.6重量重心估算 16
2.7稳性估算 17
2.8 主要要结......................................................18
第三章 总布置
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
.6.设计吃水T 11
2.3.7.方形系数 11
2.4排水量校核 11
2.5航速校核 14
2.6重量重心估算 16
2.7稳性估算 17
2.8 主要要结......................................................18
第三章 总布置设计 19
3.1 概述 19
3.2 布置说明 20
3.3 总布置图绘 20
第四章 型线设计 20
4.1 概述 20
4.2 型线设计时应注意的问题和控制型线的要素 20
4.3 绘制方法 21
第五章 船舶静水力性能计算 24
5.1 概述 24
5.2静水力计算 24
第六章 船舶吨位计算 34
6.1 概述 34
6.2 主要要素 35
6.3船舶总容积的计算 36
6.3.1量吨甲板以下所有围蔽处所的型容积的计算 36
6.3.2量吨甲板以上所有围蔽处所的型容积的计算 37
6.4 吨位计算 38
6.4.1 总吨位的计算 38
6.4.2净吨位计算 39
第七章 船舶干舷计算 40
7.1 概述 40
7.2 最小干舷计算 40
7.3 最小船首高度...................................................42
结论 43
致谢 44
参考文献 45
附录 46
第一章 绪论
1.1选题目的与意义
风能是一种清洁的可再生资源，与传统的燃煤发电相比，风力发电没有二氧化碳等一些有害气体的排放，是理想的绿色能源，随着全球能源紧缺、环境污染等问题日趋严重，风能作为无污染可再生能源，尤其是海上更好的风能条件，其开发利用受到各国政府的日益重视和高度鼓励。
中国有丰富的海上风能源，主要分布在东南沿海地区。国内首个10万千瓦海上风电场已建成投产。中国海上有约7.5亿千瓦的可开发风能资源，是3倍的陆上风能资源。东海大桥风电场年拥有超过 8000小时的有效风时，发电能力超过陆上风电场的30%以上。
图1-1 海上风电场
随着海上风电场的日益发展，维护问题也随之而来。海上风电场维护船是维护人员进行维护必不可少的交通工具。海上风电机组的维护主要包括定期维护，故障维修和备件管理三个部分。海上风电场不同于陆上风电场，由于气候条件，潮汐变化以及船舶等多种因素的制约，使得运行维护人员难以到达风机塔筒对风机进行消缺，检修。现有的海上风电场多采用小型的船舶作为工作人员的交通和风机塔柱的维护。研究沿海双体高速风电船对海上风机组的维护有着重要意义。
1.2国内外研究现状
欧美国家海上风电项目比较发达，一般使用小型的专用船舶接送工作人员出入，以及进行日常的风机维护工作。该类船舶对耐波性和快速性较高的要求。对于此类的小型船舶，风浪对于船舶的影响较大，所以在设计此类船舶时需重点考虑其快速性和耐波性。常规单体船型主要有圆舭形、尖舭形、深Ｖ形或者三种船型的组合船型。从20世纪80年代开始，小水线面单体船（ＳＷＡＳＨ）概念第一次被提出来，船型大概是小水线面双体船的单个片体。
目前海上风电场的开发主要集中在欧美地区，截止2013年，全球共33个国家的海上风电场数量共达1313个。目前国内海上风电场大多健在水深10m左右的近海，气候条件比陆地差，使得海上风电场设备更易受海上盐雾的腐蚀，以及台风、海浪等恶劣自然环境影响，风机部件失效加快，机械及电气系统故障率上升。现在的海上风电场数据大多数是陆上风电场的数据直接移植上去的，由于海上风电机组失效率更高，故障停运时间更长，风机利用率比陆上风场要低，年发电量及运行维护成本的影响因素复杂。而海上风场可进入性差，尤其到达深水地区的维护机组所需的操作辅助设备复杂，导致设备故障修复时间延长。
根据欧洲海上风场的开发经验，运维经费约为风电开发总成本的25%。根据“十二五”可再生能源的规划，我国风电总并网装机容量在2015年将达到1亿KW，海上风电累计装机量要达到500万KW，海上风电将重点分布在江苏，上海，山东，福建，浙江和广东等沿海地区。根据国家发改委能源研究所发布的《中国风电发展路线图2050》报告，“到2020年，2030年和2050年，中国风电装机容量将分别达到2亿，4亿和10亿千瓦，成为中国的五大电源之一。到2050年，风电将满足国内17%的电力需求。”
从风场的规模来估算，海上风电场维护对船舶的需求数量很大。然而，目前存在的问题是租用椽笔的费用将占据较大的风电场维护成本，选用工程船舶，需要支付昂贵的租金费用，相对一般的游艇，其又不能适应近海海况条件，难以确保技术人员的安全抵达风场，不能提供专业的服务，为此需要需要专门的船型来满足海上风电场的运营和维护工作，同时必须兼备适用性和经济性，减少海上风电场的运营成本。因此这种专门服务于海上风电场的维护船具有广阔的前景。
海上风电维护船，英文Wind Farm Service Vessel,国际上将此船型归类缩写“WFSV”，主要用于运输维护技术人员及工具设备至海上风电场，作为风场风机的日常维护。海上风场因离陆
第一章 绪论 1
1.1选题目的与意义 1
1.2国内外研究现状 2
1.3 风电维护船性能要求 3
1.4 高性能船的发展 5
1.5 主要研究内容....................................................6
第二章 主尺度的确定 7
2.1 主尺度主要内容 7
2.2 双体船资料分析 7
2.3 确定主尺度 9
2.3.1.船长L 9
2.3.2.片体中心距K 10
2.3.3.片体宽度b 10
2.3.4.船宽B 10
2.3.5.型深D 11
2.3.6.设计吃水T 11
2.3.7.方形系数 11
2.4排水量校核 11
2.5航速校核 14
2.6重量重心估算 16
2.7稳性估算 17
2.8 主要要结......................................................18
第三章 总布置
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
.6.设计吃水T 11
2.3.7.方形系数 11
2.4排水量校核 11
2.5航速校核 14
2.6重量重心估算 16
2.7稳性估算 17
2.8 主要要结......................................................18
第三章 总布置设计 19
3.1 概述 19
3.2 布置说明 20
3.3 总布置图绘 20
第四章 型线设计 20
4.1 概述 20
4.2 型线设计时应注意的问题和控制型线的要素 20
4.3 绘制方法 21
第五章 船舶静水力性能计算 24
5.1 概述 24
5.2静水力计算 24
第六章 船舶吨位计算 34
6.1 概述 34
6.2 主要要素 35
6.3船舶总容积的计算 36
6.3.1量吨甲板以下所有围蔽处所的型容积的计算 36
6.3.2量吨甲板以上所有围蔽处所的型容积的计算 37
6.4 吨位计算 38
6.4.1 总吨位的计算 38
6.4.2净吨位计算 39
第七章 船舶干舷计算 40
7.1 概述 40
7.2 最小干舷计算 40
7.3 最小船首高度...................................................42
结论 43
致谢 44
参考文献 45
附录 46
第一章 绪论
1.1选题目的与意义
风能是一种清洁的可再生资源，与传统的燃煤发电相比，风力发电没有二氧化碳等一些有害气体的排放，是理想的绿色能源，随着全球能源紧缺、环境污染等问题日趋严重，风能作为无污染可再生能源，尤其是海上更好的风能条件，其开发利用受到各国政府的日益重视和高度鼓励。
中国有丰富的海上风能源，主要分布在东南沿海地区。国内首个10万千瓦海上风电场已建成投产。中国海上有约7.5亿千瓦的可开发风能资源，是3倍的陆上风能资源。东海大桥风电场年拥有超过 8000小时的有效风时，发电能力超过陆上风电场的30%以上。
图1-1 海上风电场
随着海上风电场的日益发展，维护问题也随之而来。海上风电场维护船是维护人员进行维护必不可少的交通工具。海上风电机组的维护主要包括定期维护，故障维修和备件管理三个部分。海上风电场不同于陆上风电场，由于气候条件，潮汐变化以及船舶等多种因素的制约，使得运行维护人员难以到达风机塔筒对风机进行消缺，检修。现有的海上风电场多采用小型的船舶作为工作人员的交通和风机塔柱的维护。研究沿海双体高速风电船对海上风机组的维护有着重要意义。
1.2国内外研究现状
欧美国家海上风电项目比较发达，一般使用小型的专用船舶接送工作人员出入，以及进行日常的风机维护工作。该类船舶对耐波性和快速性较高的要求。对于此类的小型船舶，风浪对于船舶的影响较大，所以在设计此类船舶时需重点考虑其快速性和耐波性。常规单体船型主要有圆舭形、尖舭形、深Ｖ形或者三种船型的组合船型。从20世纪80年代开始，小水线面单体船（ＳＷＡＳＨ）概念第一次被提出来，船型大概是小水线面双体船的单个片体。
目前海上风电场的开发主要集中在欧美地区，截止2013年，全球共33个国家的海上风电场数量共达1313个。目前国内海上风电场大多健在水深10m左右的近海，气候条件比陆地差，使得海上风电场设备更易受海上盐雾的腐蚀，以及台风、海浪等恶劣自然环境影响，风机部件失效加快，机械及电气系统故障率上升。现在的海上风电场数据大多数是陆上风电场的数据直接移植上去的，由于海上风电机组失效率更高，故障停运时间更长，风机利用率比陆上风场要低，年发电量及运行维护成本的影响因素复杂。而海上风场可进入性差，尤其到达深水地区的维护机组所需的操作辅助设备复杂，导致设备故障修复时间延长。
根据欧洲海上风场的开发经验，运维经费约为风电开发总成本的25%。根据“十二五”可再生能源的规划，我国风电总并网装机容量在2015年将达到1亿KW，海上风电累计装机量要达到500万KW，海上风电将重点分布在江苏，上海，山东，福建，浙江和广东等沿海地区。根据国家发改委能源研究所发布的《中国风电发展路线图2050》报告，“到2020年，2030年和2050年，中国风电装机容量将分别达到2亿，4亿和10亿千瓦，成为中国的五大电源之一。到2050年，风电将满足国内17%的电力需求。”
从风场的规模来估算，海上风电场维护对船舶的需求数量很大。然而，目前存在的问题是租用椽笔的费用将占据较大的风电场维护成本，选用工程船舶，需要支付昂贵的租金费用，相对一般的游艇，其又不能适应近海海况条件，难以确保技术人员的安全抵达风场，不能提供专业的服务，为此需要需要专门的船型来满足海上风电场的运营和维护工作，同时必须兼备适用性和经济性，减少海上风电场的运营成本。因此这种专门服务于海上风电场的维护船具有广阔的前景。
海上风电维护船，英文Wind Farm Service Vessel,国际上将此船型归类缩写“WFSV”，主要用于运输维护技术人员及工具设备至海上风电场，作为风场风机的日常维护。海上风场因离陆
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