CN103608256A

CN103608256A - 模块化半潜式结构及其制造方法

Info

Publication number: CN103608256A
Application number: CN201180070756.8A
Authority: CN
Inventors: 罗伯托·戈南
Original assignee: Fincantieri Cantieri Navali Italiani SpA
Current assignee: Fincantieri SpA
Priority date: 2011-09-16
Filing date: 2011-09-16
Publication date: 2014-02-26
Also published as: KR101884962B1; EP2691289B1; RU2013148771A; WO2013038433A1; RU2558165C2; EP2691289A1; HRP20150293T1; KR20140066666A

Abstract

本发明涉及一种模块化半潜式结构1，该结构包括用于在海岸附近或者湖或河岸附近搭载各种类型的结构的平台。结构1包括彼此连接的两个或更多个半潜式模块10、10’、10”，每个模块包括：甲板11，该甲板在使用的情况下是显露的并且限定所述平台的一部分；壳体12，该壳体定位在甲板之下，内部设置有具有压舱作用的第一水密隔室并且在使用的情况下是浸没的；以及多个立柱13，所述立柱使壳体在结构上连接至甲板，并且立柱在内部包括具有压舱作用的第二水密隔室。半潜式结构包括臂16，所述臂使相邻的半潜式模块在结构上彼此连接。本发明还涉及用于制造这样的半潜式结构的方法。

Description

模块化半潜式结构及其制造方法

本申请的领域

本发明涉及一种模块化半潜式结构和用于制造这种结构的方法。

该模块化半潜式结构可用于实现能够在海岸附近或在湖水或河水以及无防护离岸区域中搭载（board）旅游用、居住用、商用、工业用或军事用的结构的平台。

发明背景

在具有重要的环境和商业价值的海洋或湖边位置附近的陆地（territory）的缺失已促使寻求用于在海岸或堤岸（通常处于无防护区域中或远离港口和码头（landing place））附近作业的漂浮解决方案。通过在具有物流（logistic）作用、供能作用或者甚至旅游作用的河口、港口或者仅为商业泊位（berth）附近的构架来给出一个实例。

已知解决方案构想可用在海港环境和防护水域中的浮船。然而，已知类型的这样的解决方案是有限制性的，在于其是具有有限的可利用表面的解决方案，需要用在防护的海港水域中，并且并非总是符合用于人类福利以及海洋环境的保护的日益严格的海岸和海港规章。

发明内容

本发明的目的在于使得这样一种模块化半潜式结构是可用的，该结构提供相对于可随时间而发展和改变的空间和容量规划（capacity project）要求而可容易地扩大的可利用表面。

本发明的另一个目的在于使得这样一种模块化半潜式结构是可用的，该结构可以使可能的影响最少的方式布置于的海洋环境中，并且该结构能够经受无防护区域中的不利的海洋条件。

本发明的另一个目的在于使得这样一种模块化半潜式结构是可用的，该结构确保甚至在无防护区域的不利的海洋条件下的船上的高舒适度和安全性。

本发明的另一个目的在于使得这样一种模块化半潜式结构是可用的，该结构可容易且简便地直接在最终的停泊区域中构建。

本发明的另一个目的在于使得这样一种模块化半潜式结构是可用的，该结构构建起来简单且经济。

附图说明

本发明的根据上述目的的技术特征可通过所附权利要求的内容清楚地得到，并且通过参照以非限制性实例的方式示出了一个或多个实施例的附图进行的详细描述将更加清楚地理解本发明的优点，在附图中：

-图1示出了根据优选实施例形成根据本发明的结构的半潜式模块从上方观察的立体图；

-图2示出了图1中示出的模块从下方观察的的立体图；

-图3示出了根据优选实施例的由三个与图1中示出的模块相同的模块制成的模块化半潜式结构从上方观察的立体图；

-图4示出了在图3中示出的结构的立体图；

-图5和图7示出了两个简图，分别为根据本发明的具有船上观光结构的半潜式结构的立体图和底视图（ground view）；

-图6和图8示出了两个简图，分别为具有延伸的可利用平面以扩大观光结构的图5和图7中示出的结构的立体图和底视图；

-图9示出了借助悬链线锚定至海床的图1中示出的模块的局部截面的侧视图；

-图10和图11示出了为两个不同的漂浮构造的图1中示出的模块的局部截面的两个侧视图，并且分别地，图10中立柱部分地浸没以经受不利的海洋条件，并且图11中立柱在理想的海洋和天气条件下的完全地浸没；

-图12以穿过模块自身的壳体的剖面的形式示出了图1中示出的模块的示意性底视图；以及

-图13示出了从上面观察的图3中示出的结构的底视图，其中，三个模块的甲板之间的网格式连接结构是可见的。

具体实施方式

参照附图，参考标号1总体上表示根据本发明的模块化半潜式结构。

模块化半潜式结构1包括平台2，在海岸附近或在湖水或河水以及无防护的、离岸区域中可在该平台上搭载大重量和大尺寸的旅游用、居住用、商用、工业用或军事用结构S，如在例如图5、图6、图7以及图8中所示。

形成在平台2上的结构可为任意种类的，诸如旅馆结构、娱乐结构、文化性结构、运动性结构、工业结构、军事结构、油气结构、常规能源生产结构、可再生能源生产结构、废物处理结构、信号发送结构、环境监测结构、处理结构、机场结构、海军船舶供应结构、储存结构等。

半潜式结构1包括在结构上彼此连接的两个或更多个半潜式模块10、10’、10”，如在图3和图4中所示。

每个模块10、10’、10”包括：

-甲板11，该甲板在使用的情况下是显露的并且限定平台2的一部分；

-壳体12，该壳体定位在甲板之下，内部设置有具有压舱物作用的第一水密隔室并且在使用的情况下是浸没的；以及

-多个立柱13，这些立柱使壳体12在结构上连接至甲板11并且内部包含具有压舱物作用的第二水密隔室15。

半潜式结构1包括臂16，这些臂使相邻的半潜式模块10、10’、10”在结构上彼此连接，如在图3和图4中所示。

优选地，每个模块10的甲板11具有多边形形状的周边。相邻的模块10、10’、10”的甲板11操作性地在其周边侧部处彼此并排地定位，形成限定半潜式结构1的平台2的连续结构。

根据附图中示出的优选实施例，模块的甲板具有规则的多边形且优选地为六边形的周边。实际上，六边形形状允许提高总的有用表面的供应以及压力的更广泛的分布。

根据在图3和图4中示出的优选实施例，臂16在模块10、10’、10”的各自的立柱13处使所述相邻的模块在结构上彼此连接。

优选地，连接臂16焊接至立柱13。特别地，臂与立柱之间的连接通过互锁连接件形成。

连接臂16优选地具有圆形的截面，因为这样就提供对压力更大的机械抗性。还可以构想其他的截面，诸如多边形，特别是方形或矩形。

有利地，相邻的模块10、10’、10”还在其各自的甲板11处在结构上彼此连接。优选地，在这种情况下，臂在其中立柱连接至壳体的位置附近（即离甲板尽可能的远）连接至立柱13，以便使压力更好地分布并且减少该结构的承受机械不平衡的压力的部分。

特别地，模块10的甲板11具有箱形结构，该箱形结构包括位于上部和下部且一个置于另一个之上的至少两个片状元件以及多个互连梁，所述互连梁定位于两个片状元件之间。两个相邻模块的甲板11在各自的片状元件及互连梁处在结构上彼此连接。

特别地，部件之间的结构连接可通过焊接形成。

优选地，模块的甲板11的互连梁17根据直角网格进行定位。

根据图13中示出的优选实施例，每个模块的甲板11具有规则的多边形（特别地是六边形）的周边并且根据上述的直角网格进行定位的互连梁穿过多边形周边的边角。模块10、10’以及10”相对于彼此定位成使得各自的互连梁在甲板的多边形周边的边角处彼此连接以形成单个直角网格。该构造使得接合的实现简化并且提供大致各向同性的性能。

根据可替换实施例（附图中未示出），模块10的甲板11的互连梁根据从甲板的中央的辐射图案而定位。

优选地，如在附图中所示，每个模块的壳体12是单个环形的本体，其内部形成有上述第一水密隔室14。

可替换地，根据未示出的实施例，壳体可由单独的漂浮单元制成，每个漂浮单元均通过至少一个立柱连接至甲板。

壳体的环形形状是优选的，因为这允许质量更好地平衡，使由水密隔室提供的推力（thrust）最大，允许重量减轻并且为壳体和整个模块赋予更大的刚度和对压力的机械抗性。

如特别地在图2中所示，壳体12具有比甲板11更小的平面尺寸，以允许该半潜式模块甚至在具有限尺寸的码头中构建并且允许连接臂16在立柱13之间的定位。

特别地，环形壳体12具有多边形形状的平面截面，优选地对应于甲板1的截面形状。尽管可构想不同形状的截面，然而壳体优选地具有矩形的横向截面。

有利地，立柱13为箱形元件，该箱形元件具有形状优选为多边形或圆形的横向截面。

上述第二水密隔室15形成在立柱内部，第二水密隔室优选地占据所述立柱的内部体积的仅一部分。立柱的一部分内部体积可用于操作使用的实用空间。

优选地，立柱13是竖直的，以确保压力更好地分布。在环形壳体具有以平面形式的多边形截面的情况下（如在图1和图2中所示），立柱13竖立在壳体12的呈平面形式的多边形的顶点区域中。

优选地，模块的所有部件均制成相对于海洋环境和天气是严密密封的本体。特别地，形成模块的甲板11的箱形结构通过连接位于上部和下部的两个片状元件的闭合片而侧向关闭。这样的板不存在于其中甲板连接至相邻模块的周边部分中。

例如，用于根据本发明的制造半潜式结构1的半潜式模块10具有六边形的甲板，该甲板的侧边长约29m，两个平行侧边之间距离约为50m，并且两个顶点之间距离约为58m。甲板约2.5m高。有用表面约为2,100m²。壳体是环形的，具有六边形的布局（侧边约为23m，平行侧边之间距离约为40m）和方形横向截面（高和宽为7m）。存在6根立柱，每个顶点一根立柱；这些立柱约12m高。存在6个第一水密隔室（位于壳体中），总体体积约4,900m³；存在6个第二水密隔室（位于立柱中），总体积约为1,500m³；质量估计为约2000t。上述模块可在中型物流地点和可能的装置地点制造。

优选地，每个模块均包括具有第一水密隔室14和第二水密隔室15的使用水的压舱***。

特别地，压舱***包括用于使水移动的一个或多个泵以及连接至第一水密隔室14和第二水密隔室15的泵送管道的网络。优选地，每个隔室由独立的管道供水。用于隔室的清空或填充操作所需的能量由安装在船上的发电***来保证。

操作地，压舱***可用于改变填充水密隔室水的高度并且因而改变模块（10、10’、10”）的水线（waterline）。除了第一水密隔室14（也即定位在壳体中的水密隔室）的填充之外的第二水密隔室15（也即定位在立柱中的水密隔室）的填充使得水线更接近于甲板并且因此使得模块更多地浸没在水中（见图11）。从第二水密隔室15开始的隔室清空使得水线进一步远离甲板并且因此使得模块更少地浸没在水中（见图10）。

如下面将阐述的，改变单个半潜式模块的水线的能力使得在半潜式结构1的构建阶段期间在海洋中将单个模块彼此连接的操作得以简化。实际上，可使水线接近壳体以便使立柱升至水面（surface）并且在显露时执行臂的连接，避免了水下焊接的技术困难。

优选地，半潜式结构1设置有集中控制***（附图中未示出），该集中控制***控制单个模块的压舱***以确保模块的水密隔室的平衡的填充和清空以及因此半潜式结构1的平衡的漂浮。特别地，隔室的填充和清空以受控的顺序发生。

改变整个模块化半潜式结构1的水线的可能性使得可使所述结构自身适于海洋的条件。

在一般或良好的天气-海洋条件的情况下，或在不使形成于平台2上的结构处于危险中的任何情况下，半潜式结构1可浸没得几乎直至平台2。这样，结构的浮出部分减少，这就环境的影响和地形上的影响而言是有利的，并且可使形成于平台2上的结构更接近于海平面，这就海洋自身的利用而言是有利的。

在不利的天气或海洋条件的情况下，或者在使形成于平台2上的结构处于危险中的任何情况下，可使半潜式结构1升至水面，使平台从海平面升起并且使立柱至少部分地升至水面。

在水线靠近壳体的构造中，整个半潜式结构1可通过其自身的推进手段或者通过拖曳而移动。

有利地，半潜式结构1可包括固定的或可分离的一个或多个推进单元（附图中未示出），以使该结构在水中移动。

有利地，半潜式结构1包括系泊（moor）至海海床的系泊***，该***包括一根或多根系泊线20，系泊线通过锚、桩或固定负载（deadweight）而保持在海床上。

优选地，每个模块10、10’、10”均具有其自身的系泊***。

更详细地，如在图9中所示，系泊***包括用于每根系泊线的引导管道21以及用于使系泊线移动/提起的装备（例如由链条组成），引导管道定位在连接立柱13内并且横过壳体12。

本发明涉及用于制造上述模块化半潜式结构1的方法。

在该方法更通用的执行形式下，这样的方法包括以下操作步骤：

a）使预定数量的半潜式模块10、10’、10”单独下水；

b）按照第一水密隔室14和第二水密隔室15的填充高度，使每个模块的水线靠近壳体12以便使立柱保持大致是显露的；

b）使得已经以立柱大致显露的方式下水的半潜式模块在相应甲板处彼此并排地定位；

c）通过利用连接臂（连接臂连接至立柱的显露部分）将一个模块的立柱连接至相邻模块的立柱而使得模块彼此连接为形成单个结构。

特别地，连接臂通过焊接连接至立柱。

该方法可包括使相邻模块的甲板在结构上彼此连接的步骤d）。

优选地，单个模块的构建全部在陆地或码头上执行，并且然后通过下水操作而使其漂浮。整个半潜式结构的基于确定的步骤而通过海上操作建立并且利用舰艇连续地设置。一旦物流区域和有用的表面需求已分派，用于整个半潜式结构的模块数量便被限定了。

本发明使得能够实现许多优点，其中一些优点在上面提及。

由于模块化类型结构，根据本发明的半潜式结构1可容易地适于空间和容量规划要求。可利用表面可相对于可随时间而发展和改变的空间和容量的规划要求而容易地扩大，如可通过涉及延伸有额外的两个新的模块的结构1的图7和图8与已有结构进行比较而观察到的。此外，对该结构自身进行的模块数量的改变及其再利用的“整改”操作是可能的。

根据本发明的模块化半潜式结构1构成了能够满足在港口环境和近海岸中（甚至在无防护区域）中用于多目的用途（特别是旅游部门、能量部门和物流部门中）的各种需求的解决方案。结构1还可在离岸的水域的无防护区域中操作。

由于改变水线以及因此浸没程度的可能性，模块化半潜式结构1可布置于海洋环境中而受到最少的可能的影响并且可承受不利的海洋条件，使得平台升起为漂浮在立柱上。该结构1因此可确保船上高的舒适度和安全性，即便在不利的海洋条件下。

改变水线的可能性有利于各个模块的连接，避免了水下焊接操作的需求。

模块化半潜式结构可容易且简单地直接形成于最终的系泊区域中。

如此构想的本发明实现了旨在的目的。

明显地，在本发明的实际实施例中，在保持在本保护范围的情况下本发明可采用与上述实施例的形式和构造不同的形式和构造。

此外，所有的部件均可由技术上等同的部件来替换，并且所使用的尺寸、形状和材料可如所要求的而改变。

Claims

1.模块化半潜式结构，包括用于在海岸附近或在湖水或河水中以及在无防护的离岸区域中搭载旅游结构、居住结构、商用结构、工业结构或军事结构的平台，其特征在于，所述模块化半潜式结构实际包括彼此连接的两个或更多个半潜式模块（10、10’、10”），每个模块（10）均包括：

-甲板（11），所述甲板在使用的情况下是显露的并且限定所述平台的一部分；

-壳体（12），所述壳体定位在所述甲板之下，所述壳体内部设置有具有压舱作用的第一水密隔室并且在使用的情况下是浸没的；以及

-多个立柱（13），所述立柱使所述壳体（12）在结构上连接至所述甲板（11），并且所述立柱在内部包括具有压舱作用的第二水密隔室（15），

所述半潜式结构（1）包括臂（16），所述臂使相邻的半潜式模块（10、10’、10”）在结构上彼此连接。

2.根据权利要求1所述的半潜式结构，其中，所述甲板具有多边形且优选地为六边形的周边，相邻的模块（10、10’、10”）的甲板在这些甲板的周边侧部上彼此并排地定位以形成连续的结构。

3.根据权利要求1或2所述的半潜式结构，其中，相邻的所述模块在这些模块各自的甲板处在结构上彼此连接。

4.根据权利要求3所述的半潜式结构，其中，所述甲板（11）具有箱形结构，所述箱形结构包括位于上部和下部且一个置于另一个之上的至少两个片状元件并包括多个互连梁，所述互连梁定位于两个所述片状元件之间，两个相邻模块的所述甲板在各自的所述片状元件处以及在所述互连梁处在结构上彼此连接。

5.根据权利要求4所述的半潜式结构，其中，模块的所述甲板的所述互连梁根据直角网格而定位。

6.根据权利要求5所述的半潜式结构，其中，每个模块的所述甲板均具有规则的多边形周边，并且所述直角网格穿过所述多边形周边的边角，所述模块相对于彼此定位成使得各自的互连梁在所述甲板的所述多边形周边的所述边角处彼此连接为形成单个直角网格。

7.根据前述权利要求中的一项或多项所述的半潜式结构，其中，所述臂（16）在相邻的模块（10、10’、10”）的各自的立柱（13）处使这些模块在结构上彼此连接。

8.根据权利要求7所述的半潜式结构，其中，所述连接臂（16）焊接至所述立柱（13）。

9.根据权利要求7或8所述的半潜式结构，其中，所述连接臂（16）具有圆形的截面。

10.根据前述权利要求中的一项或多项所述的半潜式结构，其中，所述壳体（12）是具有环形形状的单个本体。

11.根据权利要求10所述的半潜式结构，其中，所述壳体（12）具有小于所述甲板（11）的平面尺寸。

12.根据前述权利要求中的一项或多项所述的半潜式结构，其中，所述立柱（13）具有多边形的横向截面。

13.根据前述权利要求中的一项或多项所述的半潜式结构，其中，每个模块均包括所述第一水密隔室和所述第二水密隔室的使用水的压舱***，所述***能用于改变填充这些水密隔室的水的高度并且因此改变所述模块（10、10’、10”）的水线。

14.根据权利要求13所述的半潜式结构，其中，所述压舱***包括用于使水移动的一个或多个泵以及连接至所述第一水密隔室和所述第二水密隔室（14、15）的泵送管道的网络，所述半潜式结构（1）具有集中控制***，所述集中控制***控制各个模块的所述压舱***，以确保所述模块的所述水密隔室的平衡的填充和清空以及因此所述半潜式结构（1）的平衡的漂浮。

15.根据前述权利要求中的一项或多项所述的半潜式结构，包括系泊至海床的系泊***，优选地，每个模块（10、10’、10”）对应一个所述停泊***。

16.根据权利要求15所述的半潜式结构，其中，所述系泊***包括一根或多根系泊线以及移动设备，每根系泊线均具有引导管道，所述引导管定位在连接立柱（13）内并且横过所述壳体（12）。

17.根据前述权利要求中的一项或多项所述的半潜式结构，包括固定的或能分离的一个或多个推进单元，用以使所述结构在水中移动。

18.制造根据前述权利要求中的一项或多项所述的半潜式结构的方法，其中，所述结构包括用于在海岸附近或者在湖水或河水中以及在无防护的离岸区域中搭载旅游结构、居住结构、商用结构、工业结构或军事结构的平台，并且所述结构包括彼此连接的两个或更多个半潜式模块（10、10’、10”），每个模块（10）则包括：-甲板（11），所述甲板在使用的情况下是显露的并且限定所述平台的一部分；-壳体（12），所述壳体定位在所述甲板之下，所述壳体内部设置有具有压舱作用的第一水密隔室并且在使用的情况下是浸没的；以及-多个立柱（13），所述立柱使所述壳体（12）在结构上连接至所述甲板（11），并且所述立柱在内部包括具有压舱作用的第二水密隔室，所述方法包括以下操作步骤：

a）使预定数量的半潜式模块（10、10’、10”）单独下水；

b）按照所述第一水密隔室和所述第二水密隔室的填充高度而使每个模块的水线靠近所述壳体（12），以便保持所述立柱大致是显露的；

b）使得已经以所述立柱大致显露的方式而下水的所述半潜式模块在相关甲板处彼此并排地定位；

c）通过借助连接臂使一个模块的立柱连接至相邻模块的立柱而使所述模块彼此连接以形成单个结构，所述臂连接至所述立柱的显露的部分。

19.根据权利要求18所述的方法，其中，在所述连接步骤c）中，所述连接臂通过焊接连接至所述立柱。

20.根据权利要求18或19所述的方法，包括使相邻模块的甲板在结构上彼此连接的步骤d）。