FPSO改装船的货油卸载站模块结构及载荷确定方法与流程

fpso改装船的货油卸载站模块结构及载荷确定方法
技术领域
1.本发明涉及一种fpso改装船的货油卸载站模块结构及载荷确定方法。


背景技术：

2.目前，在fpso改装船的建造过程中，艉部的卸油系统是fpso重要系统之一，卸油系统通过漂浮软管将主船体舱室内的成品油气输送至穿梭油轮，卸油系统包括货油管、绞车、导向滚轮、卸载站模块和漂浮软管，为节省尾部甲板面积，减少卸油站成本和降低维护费用，采用卸油站模块化设计，且安装在船体外板舷侧。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种结构简洁、布置合理、操作方便、维护保养成本低且强度与屈曲满足规范和相关标准要求的fpso改装船的货油卸载站模块结构。
4.本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种fpso改装船的货油卸载站模块结构，包括上部平台（1）、顶部平台（2）、中间平台（3）、一平台（4）、上部立柱（5）、下部立柱（6）、上部斜支撑（7）、下部斜支撑（8）、第一主滑轮（11）、主提升吊耳（12）、主提升卸扣（13）、辅助卸油吊耳（14）、辅助卸油卸扣（15）、辅助卸油手拉葫芦（16）、辅助卸油钢丝绳（17）、主提升钢丝绳（21）、阀门提升吊耳（28）、阀门提升卸扣（29）、阀门提升钢丝绳（30）和第二主滑轮（31），所述模块上部平台（1）、顶部平台（2）、中间平台（3）、一平台（4）、上部立柱（5）、下部立柱（6）、上部斜支撑（7）和下部斜支撑（8）组成桁架式结构，所述第一主滑轮（11）、主提升吊耳（12）、主提升卸扣（13）、主提升钢丝绳（21）和第二主滑轮（31）组成主提升系统悬挂在顶部平台（2）上，所述辅助卸油吊耳（14）、辅助卸油卸扣（15）、辅助卸油手拉葫芦（16）、辅助卸油钢丝绳（17）组成辅助提升系统悬挂在上部斜支撑（7）上，所述阀门提升吊耳（28）、阀门提升卸扣（29）和阀门提升钢丝绳（30）组成阀门维修装置安装在上部平台（1）上。
5.所述顶部平台（2）上还设置有可移动栏杆（9）、固定式栏杆（10）和直梯（27）。
6.所述中间平台（3）上还设置有弯头管支架（19）、格栅（25）和阀门集油盘（26）。
7.所述一平台（4）上还设置有卸油口止动点结构支撑（18）、卸油口挡板（20）、漂浮软管提升吊耳（22）、漂浮软管提升卸扣（23）和活动式可折叠门（24）。
8.所述主提升卸扣（13）和辅助卸油卸扣（15）由两套卸扣组成，成90
°
交叉安装，使拉力方向与重物受力方向在一个平面内。
9.所述卸油口止动点结构支撑（18）由货油管垫板、水平管支撑、斜管支撑和主结构斜支撑组成，所述水平管支撑与斜管支撑直接连接在货油管垫板上。
10.所述卸油口挡板（20）采用喇叭口形状，卸油口挡板（20）上固定有半圆钢加强筋。
11.所述活动式可折叠门（24）为可拆卸锁紧式活动式可折叠门（24）。
12.本发明为实现上述目的所采用的另一种技术方案是：一种fpso改装船的货油卸载站模块结构载荷确定方法，包括以下步骤：a、根据卸油时最大的吃水高度，即在输油状态下，主提升吊耳（12）需提升漂浮软
管（33）在海面上的最大高度，漂浮软管（33）在海面上的实际根数，确定第一主滑轮（11）和第二主滑轮（31）一侧钢丝绳的载荷；b、通过样本查得单根漂浮软管（33）的实际重量，考虑风、浪和海流的影响，增加1.5倍的安全系数来选定第一主滑轮（11）和第二主滑轮（31）的安全载荷；c、主提升吊耳（12）的安全载荷按两倍主滑轮的安全载荷确定；d、主提升卸扣（13）安全载荷与主提升吊耳（12）的安全载荷相等；e、主提升吊耳（12）将漂浮软管（33）提升至卸油口的下方，然后由两套辅助卸油吊耳（14）、辅助卸油卸扣（15）、辅助卸油手拉葫芦（16）和辅助卸油钢丝绳（17）移动到卸油口的正下方，再与法兰连接，辅助卸油吊耳（14）、辅助卸油卸扣（15）、辅助卸油手拉葫芦（16）和辅助卸油钢丝绳（17）的安全载荷是主提升吊耳（12）的安全载荷二分之一；f、根据卸油时流体对管壁的应力，温度变化对管壁的应力、卸油时悬挂在海面上漂浮软管（33）的最大重量，通过管道应力分析软件得出各个方向的支反力及弯矩值，从而确定卸油口止动点结构（18）和货油管弯头管支架（19）支反力和弯矩载荷。
13.本发明一种fpso改装船的货油卸载站模块结构及载荷确定方法，在保证结构强度的前提下满足fpso改装船日常操作过程中设备对货油外输送需求的情况下，创新设计并优化结构形式，有效地与船体结构连接形成整体，有利于其载荷有效地传递到主坞体结构，避免对模块结构疲劳强度的破坏。
附图说明
14.图1是本发明一种fpso改装船的货油卸载站模块结构主视图。
15.图2是本发明一种fpso改装船的货油卸载站模块结构侧视图。
16.图3是本发明一种fpso改装船的货油卸载站模块结构的顶部平台示意图。
17.图4是本发明一种fpso改装船的货油卸载站模块结构的中间平台示意图。
18.图5是本发明一种fpso改装船的货油卸载站模块结构的一平台示意图。
19.图中：1、上部平台；2、顶部平台；3、中间平台；4、一平台；5、上部立柱；6、下部立柱；7、上部斜支撑；8、下部斜支撑；9、可移动栏杆；10、固定式栏杆；11、第一主滑轮；12、主提升吊耳；13、主提升卸扣；14、辅助卸油吊耳；15、辅助卸油卸扣；16、辅助卸油手拉葫芦；17、辅助卸油钢丝绳；18、卸油口止动点结构支撑；19、弯头管支架；20、卸油口挡板；21、主提升钢丝绳；22、漂浮软管提升吊耳；23、漂浮软管提升卸扣；24、活动式可折叠门；25、格栅；26、阀门集油盘；27、直梯；28、阀门提升吊耳；29、阀门提升卸扣；30、阀门提升钢丝绳；31、第二主滑轮；32、下沉甲板；33、漂浮软管。
具体实施方式
20.如图1至图5所示，fpso改装船的货油卸载站模块结构，包括上部平台1、顶部平台2、中间平台3、一平台4、上部立柱5、下部立柱6、上部斜支撑7、下部斜支撑8、第一主滑轮11、主提升吊耳12、主提升卸扣13、辅助卸油吊耳14、辅助卸油卸扣15、辅助卸油手拉葫芦16、辅助卸油钢丝绳17、主提升钢丝绳21、阀门提升吊耳28、阀门提升卸扣29、阀门提升钢丝绳30和第二主滑轮31，模块上部平台1、顶部平台2、中间平台3、一平台4、上部立柱5、下部立柱6、上部斜支撑7和下部斜支撑8组成桁架式结构，第一主滑轮11、主提升吊耳12、主提升卸扣
13、主提升钢丝绳21和第二主滑轮31组成主提升系统悬挂在顶部平台2上，辅助卸油吊耳14、辅助卸油卸扣15、辅助卸油手拉葫芦16、辅助卸油钢丝绳17组成辅助提升系统悬挂在上部斜支撑7上，阀门提升吊耳28、阀门提升卸扣29和阀门提升钢丝绳30组成阀门维修装置安装在上部平台1上，顶部平台2上还设置有可移动栏杆9、固定式栏杆10和直梯27，中间平台3上还设置有弯头管支架19、格栅25和阀门集油盘26，一平台4上还设置有卸油口止动点结构支撑18、卸油口挡板20、漂浮软管提升吊耳22、漂浮软管提升卸扣23和活动式可折叠门24，主提升卸扣13和辅助卸油卸扣15由两套卸扣组成，成90
°
交叉安装，使拉力方向与重物受力方向在一个平面内，卸油口止动点结构支撑18由货油管垫板、水平管支撑、斜管支撑和主结构斜支撑组成，所述水平管支撑与斜管支撑直接连接在货油管垫板上，卸油口挡板20采用喇叭口形状，卸油口挡板20上固定有半圆钢加强筋，活动式可折叠门24为可拆卸锁紧式活动式可折叠门24，货油卸载站模块结构安装在船舶尾部下沉甲板32及船体外板上。
21.fpso改装船的货油卸载站模块结构载荷确定方法，模块载荷确定包括提升吊耳，滑轮、卸扣、手拉葫芦、钢丝绳的安全载荷确定和弯头管支架，卸油口止动点结构支反力和弯矩载荷确定，具体步骤为：a、确定第一主滑轮11和第二主滑轮31一侧钢丝绳的载荷，取决于需要卸油时最大的吃水高度，即在输油状态下，主提升吊耳12需提升漂浮软管33在海面上的最大高度，即漂浮软管33在海面上的实际根数；b、再通过样本查得单根漂浮软管的实际重量，考虑风、浪和海流的影响，增加1.5倍的安全系数，通过这个值来选定第一主滑轮11和第二主滑轮31的安全载荷；c、主提升吊耳12的安全载荷按两倍主滑轮的安全载荷设计；d、主提升卸扣13安全载荷与主提升吊耳12的安全载荷相等；e、主提升吊耳12将漂浮软管33提升至卸油口的下方，然后由两套辅助卸油吊耳14、辅助卸油卸扣15和辅助卸油手拉葫芦16及辅助卸油钢丝绳17移动到卸油口的正下方，再与法兰连接，所以辅助卸油吊耳14、辅助卸油卸扣15和辅助卸油手拉葫芦16及辅助卸油钢丝绳17的安全载荷是主提升吊耳12的安全载荷二分之一；f、卸油口止动点结构18和货油管弯头管支架19支反力和弯矩载荷确定，需考虑卸油时流体的对管壁的应力，温度变化对管壁的应力、卸油时悬挂在海面上漂浮软管33的最大重量，通过管道应力分析软件得出各个方向的支反力及弯矩值；卸油口止动点结构强度分析方法：首先，计算实际的结构弹性系数，因为结构在弹性范围内满足胡克定律f=kx，在结构强度分析软件femap中对应各个不同的应力分别提取卸油口止动点处管子中心三个方向的位移，分别计算满足对应不同应力结构在弹性范围内的k值，再求出平均值，就是实际的结构弹性系数；其次，在管道应力分析软件caesar ii中输入实际的结构弹性系数，得出实际工况的支反力和弯矩；最后，在结构强度分析软件femap中输入实际工况的支反力和弯矩，得出结构实际的应力值和应变值，来和规范规定的许用应力值比较是否满足规范要求。