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FPSO 讲座 二 MARINE DESIGN RESEARCH INSTITUTE OF CHINA 赵耕贤 2010年12月23日 剪力流计算 水动力分析方法 软件分析—WADAM(DNV), HYDROSTAR(BV), MASHIMO(挪威海洋工程技术大学） 模型试验 型船比较 ——每个模块是独立的； ——消除船梁变形对模块支撑的影响。 模块与船体之间连接加设一个支墩。模块下支撑与支墩采用如单跨简支梁形式，一排焊接、一排沿船梁纵向可以滑动。 模块支墩设计的新理念 “南海胜利” 模块支墩（壁式） “南海奋进” 的模块支墩设计 （改进型） Wall Shaped Stool —“南海奋进” FPSO “海洋石油111” 的模块支墩 Small Box Stool —“海洋石油111”号 FPSO 固定支墩 滑动支墩 固定支墩模型 滑动支墩模型 壁式 箱式（ “固定—滑动” ） 开式（ “固定—滑动” ） 21世纪初，在台风条件下不解脱、新设计FPSO中，提出模块支墩“固定”与“滑动”的理念，以减少船梁总弯曲的影响，成功用于15万吨级“南海奋进”、“海洋石油111”FPSO（已被列入由国家安全监管总局2010年6月颁布《FPSO安全规则》第三章3.5.7）。 5 结构强度 静水工况 在生产期间的外部环境工况 外输工况 从单点解脱之前的极限工况 应能承受的载荷 在维修或检查期的工况 从建造厂或移位到海上油田过程中的拖航工况 在上述6种工况下，工艺模块所引起的诱导载荷 破损工况，诸如重物坠下的冲击载荷、碰撞载荷 根据对番禺海区的波浪统计数据可知，在百年一遇台风条件下的最大波高为22米，有义波高为13.1米，最大波周期为16.5秒，有义波周期为14.2秒。番禺海区的海况较文昌海区更为恶劣 中剖面 上层建筑结构图 基本结构图 模块支墩结构图 货油舱结构图 火炬塔结构图 机泵舱结构图 加强结构图 首部结构图 基座结构图 尾部结构图 构件计算 首楼甲板结构图 结构分析 主要结构图 典型中剖面 船级社结构计算软件： LR SHIPRIGHT DnV NAUTICUS ABS SAFEHULL BV MARS 注意的问题： 输入数据: 主尺度、船型系数、弯矩值 结构计算船长(Ls) Ls ? Lbp 0.96Lbp ? Ls ? 0.97LWL 方型系数Cb(Ls) Cb = ?/(rCbLsBT) 总弯矩Mt Mt = Mw + Ms 剖面模数 W = (Ms + Mw)/[?] 应力标准 [?] = 175f1 N/mm2 中垂（Sagging） Mso = -0.065CwL2B(Cb+0.7) kN-m 中拱(Hogging) Mso = CwL2B(0.1225 – 0.015Cb) kN-m 中剖面静水弯矩（适用于常规的船舶） DWT Ms 式中: X——载重量，DWT。如15万吨油船，以15数字代入。 中垂 （Sagging） Mw = -110 CwL2B (Cb+0.7)*10-3 kN-m 中拱 ( Hogging) Mw = -190 CwL2BCb*10-3 kN-m 中剖面波浪弯矩（适用于常规的船舶） FPSO应该根据海域特征，乘一因子。 渤海海域 式中 C——系数，见图； HS——有义波高，米； MWR——规范计算的波浪弯矩值，kN-m。 渤海海域的C曲线 式中 C——系数，见图； HS——有义波高，米； MWR——规范计算的波浪弯矩值，kN-m。 南海海域 南海海域的C曲线 实例：“南海奋进”号FPSO (台风条件) 5.24×106 挪威APL公司 6.07×106 法国船极社 5.87×106 上海交通大学 4.20×106（预估） 6.00×106（预估） 七0八研究所 最大静水弯矩 （kN-m） 最大波浪弯矩 （10-8.7超越概率） （kN-m） 单 位 * 1 船体形状与尺度 装载与稳性 危险区划分与防火控制 工艺模块支墩 结构强度 6 火炬塔设计 7 船体结构有限元分析 结构加强及基座设计 1 船体形状与尺度 0.85~0.93 0.94~0.96 Cb 0.69 0.65~0.69 d/D 1.9 1.7~2.3 B/D 10~10.5