船舶下水系统资料_船舶系统考试资料

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日本三菱重工业公司在神户造船厂举行了汽车运输船“EMERALD ACE”的下水仪式，该船是为商船三井公司建造，配备了松下公司的太阳能电池和锂离子电池。这是全球第一艘配备了由太阳能电池和锂离子电池组成的供电系统的新造混合动力船。使用混合供电系统进行试运转等之后，将于2012年6月交付使用。

混合供电系统由三菱重工、松下、商船三井3家公司合作开发。组合使用了160kW的太阳能电池和2.2MWh（2200kWh）的锂离子电池。与以往船舶上配备的柴油发电机组合使用进行供电，从而削减二氧化碳排放量。在航海过程中将利用太阳能产生的电力存储到锂离子电池中，在停泊时为船内供电。

在船停泊期间完全停止柴油发电机工作，实现“零排放”，以减轻港口的环境负荷。太阳能电池安装在甲板上，而锂离子电池设置在船底。通过将重量较大的锂离子电池设置在船底，可保持船体平稳，起到固定平衡的作用，采用这种设计还不会影响装载汽车的数量。

EMERALD ACE全长199m，宽32.26m，吃水（从水面到船底最底部的距离）深度为9.725m。可装载6400辆小型车。混合供电系统的开发已被选为日本国土交通省“船舶二氧化碳减排技术开发支援事业”补贴对象。三菱重工正在进行船舶和海洋业务的重组，EMERALD ACE是神户造船厂建造的最后一艘商船。（三菱重工的全球首艘采用混合供电系统的船舶下水

机械式梳式滑道船舶下水控制系统工程试验

机械化梳式船台滑道总长190米，宽142米，融合了国内最为先进的技术工艺。其自动控制系统，采用了格雷母线进行绝对位置检测、变频调速、自动纠偏等同步控制。斜架车运行时达到平稳、可靠、安全，能够满足长150米、载重15000吨级的船舶下水，大大提高了船舶的下水效率和安全性。

格雷母线之船舶下水

船舶下水定位控制系统一、系统概述

此控制系统广泛应用于船舶横向式下水作业方式中，应用格雷母线定位技术，通过控制电动卷扬机拖动若干台有轨小车（斜船架）同步放缆或收缆完成下水作业。系统中应用先进的格雷母线定位技术对各轨道斜船架的位置进行检测，整个下水过程采用全自动的控制方式、系统可自动动态调整各轨道的收（放）缆速度，从而保证船体在整个横向下水过程中保持平衡稳定，通过上位机监控系统可实时动态显示船体状态。

我国传统的船舶上排方式多采用纵拉式、横拉式、坞墩式及提升式等，技术落后，船泊定位凭经验操作，准备工作时间长，造成人力、物力、财力的极大浪费。

这种传统的方式由于船舶下水定位不精确，可能导致船舶在轨道车上受力不匀，船体局部应力过大，致使船体变形，严重时会造成船舶在轨道车上倾覆。

二、系统结构

1、系统结构图

2．通过三条或多条铺设于船艏、船舯及船艉相应滑道中央的格雷母线定位装置，实时采集轮船的平衡状态，通过模糊控制算法不断调整各轨道上拖车的速度，保证船舶能平稳下水。在轮船下水位置通过变频实时调试与减速传动箱的应用，使轮船匀速平稳的下水。3．格雷母线对轮船绝对位置的监测，精准的计算出轮船上排下水的最佳速度。

4．轮船下水过程数字化，上位机实现人机交流，状态指示和参数设置，通过上位机实时动态监测，自动操作。

三、系统特点

1、格雷母线定位技术代替应用于位置的检测，定位精度高，可在水下长期稳定运行，不受环境等因素影响；

2、控制系统采用现场总线控制方式，采用进口PLC，变频器控制，应用模糊控制理论，保证系统稳定可靠；

3、系统实现了远程集中监测与控制，可动态反映船体状态、报警等信息；

4、进行实时的高精度检测；

5、即将船舶放置于斜船架上后，由电动卷扬机拖动有轨小车（斜船架）同步下放或收缆完成下水和上坡作业。

四、格雷母线检测原理

格雷母线位置检测系统主要由四部分组成：地址编码发生器、地址解码器、格雷母线、天线箱。如图为检测原理图：

地址编码发生器不间断发射交变正弦波到天线箱，这时天线箱就形成一个交变磁场源，格雷母线在天线箱的位置就会接受到感应信号，信号经由格雷母线线体传送给地址解码器，解码器将会解析出当前天线箱所在格雷母线上的位置，同时将这个位置信号传送给PLC。

下图为实际应用说明图，图中将格雷母线埋于斜船架轨道中部，将地址编码发生器和天线箱装于斜船架上，地址解码器位于主控室。当斜船架走行时，主控室就能实时得到斜船架所在的位置，这样就可以依据整船首、中、尾的三个地址信号就能很好的判断当前船是否倾斜，从而可以控制各个斜船架下放的速度，从而达到船体平稳下水。

五、格雷母线通信定位装置特点 1．安装简单方便：格雷母线外形为扁平状的电缆，宽110毫米，厚15毫米，长度无限制。

2．非接触工作方式：安装在移动机车上的天线箱与格雷母线通过电磁感应远离工作，无滑脱和磨损等故障；

3．绝对位置检测：能够连续的、高精度的检测绝对位置，位置检测精度达5毫米，更新频率20毫秒，可以实现移动机车自动行走和全自动操作；

4．能耗低：功耗低，发射功率小，对外界无影响。

5．抗干扰能力强：天线箱与格雷母线间距30--300毫米均可正常工作，不受环境噪音和接受信号电平波动的影响，能够在诸如铁矿石场等恶劣环境条件中长期工作；

6．适用于恶劣的工业环境：防水、防油、防尘、耐酸碱，防护等级IP67，使用寿命长，免维护。

船舶下水分重力式下水、漂浮式下水和机械化下水。重力式下水适合绝大多数船舶。漂浮式下水适合超大型船舶。机械化下水主要适合中小型船舶。

重力式下水又分纵向涂油滑道下水、纵向钢珠滑道下水和横向涂油滑道下水三种，这也是主要的重力式下水方式。

一、纵向涂油滑道下水是船台和滑道一体的下水设施，其历史悠久，经久耐用。

下水操作时先用一定厚度的油脂浇涂在滑道上以减少摩擦力，这种油脂以前多采用牛油，现在多使用不同比例的石蜡、硬脂酸和松香调制而成。然后将龙骨墩、边墩和支撑全部拆除，使船舶重量移到滑道和滑板上，再松开止滑装置，船舶便和支架、滑板等一起沿滑道滑入水中，同时依靠自身浮力漂浮在水面上，从而完成船舶下水。这种下水方式适用于不同下水重量和船型的船舶，具有设备简单、建造费用少和维护管理方便的优点；但也存在较大的缺点：

下水工艺复杂；

浇注的油脂受环境温度影响较大，会污染水域；

船舶尾浮时会产生很大的首端压力，一些装有球鼻艏和艏声呐罩的船舶为此不得不加强球首或暂不装待下水后再入坞安装；

船舶在水中的冲程较大，一般要求水域宽度有待下水船舶总长的数倍长度，必要时还要在待下水船舶上设置锚装置或转向装置，利用拖锚或全浮后转向的方式来控制下水冲程。

二、纵向钢珠滑道下水

这种方式是用一定直径的钢珠代替油脂充当减摩装置，使原来的滑动摩擦变为滚动摩擦，降低滑板和滑道之间的摩擦阻力，钢珠可以重复使用，经济性较好。

钢珠滑道下水装置主要由高强度钢珠、保距器和轨板组成。保距器每平方米装有12个钢珠。木质的滑板和滑道上各有一层钢制轨板以防被钢珠压坏，在滑道末端设有钢珠网袋以承接落下的钢珠和保距器。这种下水方式使用启动快，滑道坡度小，滑板和滑道的宽度也较小，钢珠可以回收复用，其下水装置安装费用和使用费用都比油脂滑道低。而且不受气候影响，下水计算比较准确。但初始投资大、滑板比较笨重、振动大。

三、横向涂油滑道下水

这种方式是指船舶下水是按船宽方向滑移的，不是船尾首先进入水中而是船舶的一舷首先入水。这种方式分为两种，一种是滑道伸入水中，先将船舶牵引到楔形滑板上，再沿滑道滑移到水中；另一种是滑道末端在垂直岸壁中断，下水时船舶连同下水架、滑板一起堕入水中，再依靠船舶自身浮力和稳性趋于平衡全浮。船舶跌落高度为1-3米。这种方式由于同时使用的滑道多，易造成下水滑移速度不一样，造成下水事故，而且跌落式下水船舶横摇剧烈，船舶受力大，对船舶横向强度和稳性要求较高。漂浮式下水

漂浮式下水是一种将水用水泵或自流方式注入建造船舶的大坑里依靠船舶自身的浮力将船浮起的下水方式。最常见的是造船坞下水。漂浮式下水使用的船坞分两种，即造船坞和修船坞，区别在于造船坞比较宽浅而修船坞比较深。

造船坞是用来建造船舶和船舶下水的水工建筑物，有单门的，双门的和母子坞等多种形式，基本结构是由坞底板、坞墙、坞门和泵房等组成。坞门本身具有压载水舱和进排水系统，安装到位后将水压入坞门水舱内，坞门会下沉就位，就在坞外海水的压力下紧紧压在坞门口，再将坞内的水抽干就可以在坞内造船了。

船舶建造完成后，通过进排水系统将坞外水域的水引入坞内，船舶依靠浮力起浮，待坞内水面和坞外一致时就可以排出坞门内的压载水起浮坞门并脱开坞门，然后将船舶用拖船拖出船坞，坞门复位进入下一轮造船。

造船坞下水是一种简便易行的下水方式，其安全性、工艺简单性比较好。可以有效地克服倾斜船台头部标高太大的缺点，减低吊机起吊高度，还可以避免重力式下水所要求的水域宽度，可以引入机械化施工手段。因此，尽管造船坞造船方式初始投资较大，但是仍是建造VLCC的唯一手段。机械化下水

1、纵向船排滑道机械化下水

船舶在带有滚轮的整体船排或分节船排上建造，下水时用绞车牵引船排沿着倾斜船台上的轨道将船舶送入水中，使船舶全浮的一种下水方式。

分节式船排每节长度是3-4米，宽度是骨干产品船宽的80％，高度在0.4米到0.8米间。由于位于船艏的那节船排要承受较大的首端压力，因此要特别加强其结构，因此分为首节船排和普通船排两种。由于船排顶面与滑道平行，而且高度只有0.4-0.8米，所以其滑道水下部分较短，滑道末端水深较小，采用挠性连接的分节船排时由于船排可以在船舶起浮后在滑道末端靠拢，则可以进一步降低滑道水下部分长度和降低末端水深。这种滑道技术要求较低，水工施工较简单，投资也较小，而且下水操作平稳安全，主要适用于小型船厂。但由于船排高度小，船底作业很不方便，一次仅适用小型船舶的下水作业。

为提高船排滑道的利用率，可以设置横移坑和多船位水平船台和纵向倾斜滑道组合，可以大大提高纵向船台的利用率。

2、两支点纵向滑道机械化下水

这种下水使用两辆分开的下水车支撑下水船舶，它可以直接讲船舶从水平船台拖曳到倾斜滑道上从而使船舶下水。

这种滑道是用一段圆弧将水平船台和倾斜滑道连接起来，以便移船时可以平滑过渡。具有结构简单、施工方便、操作容易的优点，缺点是由于只有两辆下水车支撑船舶首尾，对船舶纵向强度要求很高，在尾浮时会产生很大的首端压力，因此只适用纵向强度很大的船舶。

3、楔形下水车纵向机械化下水

这种滑道上的下水车架面是水平的或稍有坡度，船舶下水时是平浮起来的，不会产生首端压力，下水工艺简单可靠，适用于较大的船舶下水。把它用横移坑和多船位水平船台连接起来可以提高滑道使用效率，是一种比较理想的纵向机械化下水设施。缺点是下水车尾端过高，要求滑道末端水深较大，因而导致水工施工量大，投资大，且滑道末端易被淤泥覆盖，选用时要充分考虑水文条件。

4、变坡度横移区纵向滑道机械化下水

这种下水方式的横移区由水平段和变坡段两部分组成。侧翼布置有多船位水平船台的横移区，因移船的需要使横移车轨道呈水平状态，故称水平段；变坡度的横移区其轨道只有一组仍为水平，其它各组均带有坡度，这些轨道的坡度能使横移车在横移过程中逐步改变其纵向坡度，最后获得与纵向滑道相同的坡度，故称为变坡段。同时，为使横移车在变坡段仍保持横向水平，带坡度轨道均采用高低两层轨道的方式。

由于横移区具有变坡功能，所以采用纵向倾斜滑道下水。同时，可以在下水滑道纵向轴线处建造一座纵向倾斜船台。通过横移车在水平段实现与水平船台的衔接；在变坡段末端实现与纵向倾斜船台、下水滑道的衔接，使一种下水设施可以供两种船台使用。而且这种滑道是用船台小车兼做下水滑车的，故滑道末端水深较小，滑道建设投资小。

但是，这种下水方式和所有采用纵向下水工艺滑道一样存在船舶尾浮时较大的首端压力。

一般这种方式多用于国内码头岸线紧张而腹地广大的渔船修造厂和中小型船厂，修造船可以在内场水平船台进行，只设一条下水滑道，减少滑道水下部分的养护工作量。这种下水方式在使用时可以人工控制载有待下水船舶的船台小车的速度，必要时可以停止下水。也可以用于船舶的上排修理。

5、高低轨横向滑道机械化下水

这种滑道由滑道斜坡部分和横移区两部分组成。下水车在滑道斜坡部分移动时，邻水端和靠岸端得走轮各自行走在高低不同得两层轨道上，以保持下水车架面处于水平状态。为此斜坡部分得高轨和横移区得相应轨道应该用相同半径的圆弧平滑连接起来。高轨I和低轨II得高度差应保证邻水端和靠岸端得走轮轴处于同一水平面。过渡曲线上任何两点之间得水平距离应恒等于走轮轴距，才能使下水车在下滑得任何位置都能保证水平。这种方式具有布置简单、架面较低、斜坡部分受力时不致出现深陷得凹槽等优点，同时可以在横移区侧翼布置多船位水平船台，机械化程度较高和操作简单可靠，对水域的宽度和深度得要求都比纵向下水小的多，下水最大重量5000吨。但这种方式水工建筑复杂，铺轨精度高，造价高。

6、梳式滑道机械化下水

由斜坡滑道和水平横移区组成，而且和横移区侧翼的多船位水平船台连接，船台小车和下水车式分别单独使用。

在斜坡滑道部分铺设若干组轨道，每组轨道上有一辆单层楔形下水车，每辆下水车有单独的电动绞车控制。斜坡滑道部分和横移区的轨道交错排列，位于轨道错开地区处于同一水平处的连线称为O轴线，水平轨道和斜坡滑道互相伸过O轴线一定长度，形成高低交错的梳齿，所以称为梳式滑道，其作用是将水平船台上的待下水船舶转载到楔形下水车上。

具体操作时，将船舶置于船台小车上，开动船台小车做纵向运动，待船舶移到横移区的纵向轨道和横向轨道交错处时启动小车下部的液压提升装置提升船台小车的走轮，将车架旋转90度后落下走轮到横移轨道上，开动船台小车将船舶运动到O轴线处，再次启动船台小车上的提升装置将船舶略为升高，此时用电动小车将楔形下水车托住船舶，降下船台小车的提升装置并移开船台小车，船舶即座落在下水车上，最后开动下水车上的电动绞车将船舶送入水中完成下水作业。

船台小车和下水车各自有单独的电动绞车，免去穿换钢丝的麻烦，提高了作业的安全性和作业效率；下水车的轮压较低，对斜坡滑道的施工精度要求较低；各个区域的建设独立性较强，可以分期施工。但由于自备牵引设备，船台小车结构复杂，维修繁琐；船台小车走轮转向和O轴线处换车作业麻烦，使用船厂不多。

7、升船机下水

升船机就是在岸壁处建造的一个承载船舶的大型平台，利用卷扬机做垂直升降的下水设施。根据平台和移船轨道的相对位置分为纵向和横向两种类型。

船舶下水时首先驱动卷扬机将升船机平台与移船轨道对准并用定位设备固定之，船舶在移船小车的承载下移到平台上就位，带好各种缆索，解除定位设备，卷扬机将升船机平台连同下水船舶降入水中，船舶会在自身浮力作用下自行起浮。

升船机结构紧凑，占地面积小，适用于厂区狭小，岸壁陡立。水域受限的船厂，升船机作业平稳，效率高，适用于主导产品定型批量生产。但升船机对船舶尺度限制大，只适用于中小型船厂。

上海的4805厂（申佳船厂）有国内第一座3000吨级升船机。

8、浮船坞下水

利用浮船坞做下水作业，首先使浮船坞就位，坞底板上的轨道和岸上水平船台的轨道对准，将用船台小车承载的船舶移入浮坞，然后将浮坞脱离与岸壁的连接，如果坞下水深足够的情况下浮坞就地下沉，船舶即可自浮出坞；如果坞下水深不足就要将浮坞拖带到专门建造的沉坞坑处下沉。

根据船舶入坞的方式分为纵移式和横移式。纵移式的浮坞中心线和水平船台移船轨道平行，可以采用双墙式浮坞，船舶入坞按船长方向移动。上海江南和广州黄埔使用此类浮坞。横移式浮坞多使用单墙式浮坞，也可以使用双墙式浮坞，但这种浮坞的一侧坞墙可以拆除，使用时将浮坞横靠在水平船台之岸壁，用行车拆去靠岸一侧坞墙，将船舶拖入浮坞，再将活动坞墙装复做下水作业。

浮坞下水设施具有能与多船位水平船台对接的能力，造价较低，建造周期亦短，下水作业平稳安全，但作业复杂，多数时候要配备深水沉坞坑。