【文章內(nèi)容簡介】 際上補給和接收裝置的發(fā)展已不在單純追求裝置的高度自動化和機械化水平，而力求最佳的實際使用效果，方便操作和使用維修。補給作業(yè)時，由于補給艦和被補艦相互“捆綁”，航速較低，操縱受限，大批易燃易爆補給物資及彈藥等堆放在甲板上，此時是艦艇防御最薄弱的時機，最容易受到敵方的打擊，因此適應(yīng)戰(zhàn)術(shù)技術(shù)要求，提高補給能力，縮短補給時間成為各國海軍海上補給技術(shù)發(fā)展的重要課題之一。液貨補給和接收采用擴大輸油管口徑，增加每條索道所掛輸油管數(shù)量(由3根增加到5根)，采用大口徑雙液貨探頭，提高軟管連接和解脫速度，提高輸油壓力和排量等方法提高液貨補給速度。干貨補給增加單次補給重量，提高傳送速度和掛鉤及解脫速度，采用標(biāo)準(zhǔn)化包裝，加快貨物輸轉(zhuǎn)等措施來提高補給和接收速度，提高效率。 信息化與海上補給裝備有機結(jié)合，產(chǎn)生了信息化海上運輸補給裝備，并隨著信息化技術(shù)的發(fā)展而不斷擴展應(yīng)用范圍，這是未來海上信息化戰(zhàn)爭對海上保障的客觀要求。應(yīng)用可視化終端技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)，對液貨接收速度、流量、壓力及接收干貨的品種、數(shù)量等參數(shù)進行識別、采集，通過保障信息管理系統(tǒng)和指揮系統(tǒng)，實現(xiàn)遠(yuǎn)程化聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，使海上保障決策和計劃實施更加科學(xué)化、高效化。 絞車發(fā)展過程補給絞車是補給裝置的主要動力系統(tǒng)，其發(fā)展共經(jīng)歷五代，現(xiàn)代的補給船都有裝備。第一代絞車， 采用機械控制,使用可靠，可由船員進行維修，但其不能在船運動和船的方向改變時保持鋼索的張力不變。第二代絞車， 用電子控制來改進絞車的反應(yīng)時間，但系統(tǒng)復(fù)雜，且易損壞，需要既懂得液壓又懂得電子的人才能使用；第三代絞車，把液壓傳動件組裝在同一殼體中，并把它浸在液壓油中，但每一次更換元件都要從傳動裝置中抽掉液壓油，不便維修；第四代絞車，把第二代絞車的液壓傳動和電子控制裝置進行第二次設(shè)計，主要的油泵和油馬達仍然油封在液壓傳動裝置中，但控制閥和濾器等則安裝在便于維修的外部，電子控制件采用插裝件，在船上就可以進行維修；第五代絞車，其液壓傳動和電子控制裝置是在首次設(shè)計的基礎(chǔ)上作了重新設(shè)計，但元件的裝拆受到限制，電子控制件復(fù)雜，船上無能力進行維修。3 部分參數(shù)的確定及設(shè)備的選型 母型船的選擇本文設(shè)計母型船選取中國的某船：該補給船由大連造船廠建造，總體布置與性能如下示：該船采用補給船常用的兩島形船型。船體細(xì)長，有利于快速性，能夠保證伴隨作戰(zhàn)艦艇航行。船體艏艉尖瘦，中部方正。船體內(nèi)前部為固體貨艙，中部區(qū)域較大的幾個船艙分別是各類液貨艙，可裝載10550噸燃料，1000噸輕柴油，200噸補給水，200噸飲用水。后部為主、輔機艙。上層建筑分為兩部分，前部偏于船首，共有4層，內(nèi)部布置有駕駛室及主要的電子、通信、指揮、居住等艙室。此段上層建筑頂層甲板布置有一座三腳桁格主桅，其上布置有船上主要的雷達及通信天線。上層建筑前部上甲板上設(shè)有貨艙口，兩部起重機分列于左、右側(cè)。貨艙口前部船首有一段艏樓，艏樓甲板上布置有起錨和系纜設(shè)備，艏樓甲板后部兩舷側(cè)布置有雙聯(lián)裝37毫米炮。后部上層建筑位于艉樓甲板之前，有2層，內(nèi)部主要設(shè)有船員工作、生活空間。此段上層建筑頂部設(shè)有一大型方形煙囪，煙囪兩側(cè)設(shè)有另2座37毫米炮。一個直升機起降甲板設(shè)在尾部上層建筑第一層甲板上，但沒有機庫。兩段上層建筑之間為主要的補給區(qū)，設(shè)有3座門形補給吊架，前邊兩座用于向兩舷側(cè)進行液貨補給，后邊一座用于向兩舷側(cè)進行固體貨物吊運。，，標(biāo)準(zhǔn)排水量7500噸，滿載排水量21750噸，航速18節(jié)，續(xù)航力18000海里／14節(jié)，人員編制130人。補給船補給性能參數(shù)如下表5所列：表5 補給船補給能力參數(shù)燃料油輕柴油補給水飲用水10550噸1000噸200噸200噸 補給參考油品的選取重油又稱燃料油，是原油提取汽油、柴油后的剩余重質(zhì)油，呈暗黑色液體，主要是以原油加工過程中的常壓油，減壓渣油、裂化渣油、裂化柴油和催化柴油等為原料調(diào)合而成。其特點是分子量大、粘度高。重油的比重一般在0．82—0．98，其成分主要是炭水化點物素，另外含有部分的（約0．1—4％）的硫黃及微量的無機化合物。由于本設(shè)計主要是海上重油縱向補給，本次設(shè)計選擇180重油作為設(shè)計用油。180重油的質(zhì)量參數(shù)如下表6所列：表6 180重油的質(zhì)量參數(shù)性能指標(biāo)性能參數(shù)密度(20℃) kg/m3運動粘度(50℃) mm2/s閃點℃87傾點℃18 輸油軟管的選取選管要求：輸油軟管要具有一定的很高的抗拉強度、很好的韌性、要油較強的抗腐蝕能力。本次設(shè)計選取的軟管是: 聚氨酯軟管10型，其性能指標(biāo)如下表7所列：表7 聚氨酯軟管10型 公稱直徑 mm工作壓力MPa單位質(zhì)量 kg/m制品長度m使用溫度℃壁厚mm抗拉強度kN15015050～50～。 補給船距的確定海上航行橫向補給時補給船與接收船之間的船距是一個很重要的參數(shù)。首先，它直接影響到補給作業(yè)時的經(jīng)濟性和安全性。一方面，從補給裝置本身設(shè)計的角度出發(fā)，希望船距越小越好，這樣裝置的經(jīng)濟性、現(xiàn)實性越好；另一方面，從使用操作的角度出發(fā)，則希望船距越大越好，這樣既便于操作又有利于保證航行安全。當(dāng)然船距增大，將會使在同樣恒張力下傳送索道的擾度增大而使貨物有浸水的危險。其次，補給船距的確定還與索道在補給船上、接收艦上懸掛點的高度有關(guān)，不同的懸掛點相對高度會對補給船距產(chǎn)生影響。因此，船距選擇需要綜合考慮。目前國外的經(jīng)驗一般確定補給船距為40—60 m，當(dāng)然也有少數(shù)用30 m和100 m的情況。另據(jù)加拿大海軍使用經(jīng)驗，認(rèn)為補給時的最佳船距為55 m。我國某型綜合補給船上確定的補給裝置補給船距是:在懸掛點相對高度差約為12 m時為35—55 m。根據(jù)任務(wù)書本次設(shè)計的水平距離為：120m 油泵的選擇本設(shè)計所選的泵為：BZA型石油化工流程泵——該泵由河北恒盛泵業(yè)股份有限公司生產(chǎn)。泵的簡述：BZA型石油化工流程泵是根據(jù)AP1610和VDMA24297(輕/中型)規(guī)范設(shè)計的。該系列泵具有：高效節(jié)能、結(jié)構(gòu)科學(xué)、性能穩(wěn)定、互換性強、適應(yīng)范圍廣、安全無泄漏、維護方便等特點。應(yīng)用范圍：本泵適用于輸送清潔或含有輕顆粒的液體、低溫或高壓液體、中性或有腐蝕性的液體。 主要用于：船舶及海上工業(yè)；供水廠、海水淡化廠；煉油廠、石油化學(xué)工業(yè)、煤加工工業(yè)和低溫工程等。其主要性能指標(biāo)如下表8所列：表8 性能指標(biāo)工作指標(biāo)工作參數(shù)范圍口徑（D）mm25～400流量(Q) m3/h0～2600揚程(H) m0～300工作壓力(P) MPa0～工作溫度(T) ℃80～350 加熱器的選取本設(shè)計選取的加熱器：專利號為：ZL 2006 2 高效真空相變輸油管道加熱器是針對目前各種石油輸送管道加熱方式的弊端而設(shè)計的一種專用電加熱器。它以特制不銹鋼電熱棒為加熱元件，通過殼程中的真空相變材料迅速把熱能連續(xù)、非接觸、均勻的傳導(dǎo)到管程油液中，達到輸送石油所需要的工藝溫度。用戶可根據(jù)輸送流體(油、水等)的流量不同、對溫度的不同需求以及輸油管線熱力計算確定加熱器的功率及合適的安裝位置。與同類用途產(chǎn)品對比，本產(chǎn)品采用地表安裝方式，結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，維護便捷，成本低廉；電氣控制具有數(shù)字調(diào)節(jié)，自動控溫，無須值守的特色，徹底解決油田用戶的節(jié)能、環(huán)保、施工、使用、維護等一系列難題，可廣泛應(yīng)用于油田、氣田、城市燃?xì)?、煉油廠等各種石油工礦場合。加熱器性能指標(biāo)如下表9所列：表9 加熱器性能指標(biāo)型號額定功率(kW)加熱管數(shù)外形尺寸mm(截面X長X高)電力要求輸油管道加熱器3～3□250X1000X750適用電壓220V380V660V9～156□325X1200X825～9□380X1500X88024～3012□430X1500X930 快速接頭的選取由于工作環(huán)境的特殊性，對接頭的選擇有了很高的要求。船之間的距離不是固定不變的，接頭處所受的拉力也會隨之發(fā)生變化，這就要求它有足夠的結(jié)構(gòu)強度，以免被拉壞。接頭的分離也要迅速，如果出現(xiàn)緊急情況，就要求其立即分離，以免危險擴大波及周圍船只。接頭的密閉性也非常重要，密閉性的好壞對輸油過程的安全有很大影響，同時對密閉性好也抗壓減少燃油的浪費。選取原則：接頭的配合要嚴(yán)密、密閉性好、結(jié)構(gòu)強度高、接頭的結(jié)合與分離要迅速。本設(shè)計選用的接頭為：上海兆帕流體動力有限公司生產(chǎn)的PAV型液壓快速接頭。其主要性能指標(biāo)如下表10所列：表10 液壓快速接頭性能指標(biāo)型號（公）型號（母）連接螺紋（內(nèi)螺紋）長度（公）（mm）長度（母）（mm）直徑（mm）六角（mm）最大工作壓力（MPa）BSP 21081691007516NPT 24 輸油管道強度的校核及高架索拉力的計算 高架索海上縱向重油補給系統(tǒng)示意圖圖2 高架索海上縱向重油補給系統(tǒng)示意圖1—外牽索絞車；2—高架索絞車；3—重力補償器； 4—補給船高架；5—滑輪系統(tǒng)；6—滑塊； 7—外牽索； 8—高架索； 9—滑輪系統(tǒng)； 10—接收船高架；11—快速接頭； 12—輸油泵； 13—補給船儲油庫；14—閥件； 15—補給船；16—內(nèi)牽索絞車；17—輸油管道；18—內(nèi)牽索； 19—接收船； 20—接收船儲油庫。 輸油管道強度的校核基本假設(shè)管道在高架索上是均勻分布的