指導性文件 1 2 2 2 5 5 5 7 7 8 9 9 17 4.4控制和監測報警系統 17 19 20 22第6章EEDI/EEXI計算和驗證 23 23 23 26 29 351.1.2船用風力旋筒助推系統是一種利用風力Magnus效應產生推力輔助船舶推進的系1.1.5本指南適用于本章第1.1.2條描述的風力旋筒助推系統，考慮到風力旋筒助推技(1)Magnus效應：系指當流體(氣體或液體)流經旋轉物體表面時會改變流體的流線(2)風力旋筒助推技術：系指應用Magnus效應，通過電機驅動船上露天安裝的圓柱體旋轉，并將Magnus力傳遞給船體產生推力輔助船舶推進，降低推進系統能耗的一種風能利(3)旋筒：系指旋筒助推系統中的外部圓筒型結構物，布置在船舶露天甲板(4)內塔及基座：系指旋筒助推系統中的內部結構1.4.1應提交下列圖紙資料批準，如已包含在該船舶要求提交的圖紙資料中，則可不(4)傾斜試驗大綱(如適用)；(5)傾斜試驗報告(如適用)；(6)裝載手冊、破損穩性計算書、裝載儀(如適用)；(9)天線布置圖(如適用)；(10)噪聲控制圖(如適用)；(11)危險區域電氣設備布置圖(如適用)；(14)受船舶噸位變化影響的其他法定圖紙資料(如適用)；(1)旋筒助推系統設計說明書，應至少包2.1.1.1安裝旋筒助推系統船舶的布置與設計、總縱強度、局部強度、穩性、噪聲和電2.2.1.1旋筒助推系統的大小及安裝位置應滿足駕駛室視線要求，在所有操作情況下應2.2.2.1旋筒助推系統的大小及安裝位置應不影響航行安全，航行燈的布置應符合最新2.2.4.2內塔內部應設置適當的通風裝置，當人員進入該處所之前應進行適當通風。當旋筒助推系統位于危險區域范圍內時，應從2.2.4.3內塔內電機部位應安裝和布置固定式探火和失火報警系統。在旋常工作狀態和可能的環境溫度范圍內所要求的通地點啟動聽覺和視覺報警。不允許安裝僅使用感2.2.5.1如旋筒助推系統的布置對船員安全通道產生影響，應按照ICLL第25-1條應要求采取任一措施布置。如欄桿扶手需要更改布置，則應滿足ICLL第25條對船員的保2.2.6.1雷達系統的布置應考慮旋筒助推系統的影響，符合公約和船旗國2.2.7.2在試航中應補充演示船舶的操舵設備和主推進系統能夠消除船舶營運范圍內因2.2.7.3操作手冊應記錄船舶在各種典型工況下是否使用旋筒助推系統及船舶操縱性節以及CCS《液貨船危險區域劃分和電氣配備指南》第2章規定的危險區域內，原則上不2.2.9.1旋筒助推系統的安裝應能減小雷擊所引起的對電氣系統的間接損壞效應，設備2.3.1.1對于新造船舶，應按照《鋼質海船入級規范》第2篇第22.3.1.2對于改裝船舶，應評估安裝旋筒助推系統后，對空船重量重心和裝載工況的影2.4.1.1模型范圍一般采用局部立體結構模型(以下簡稱局部模型)，以基座有效作用平面矩形(a×b)形心為中心，向四周分別擴展至少一倍的該矩形相對應的長、寬距離(3a×3b)。垂向從基座面擴展至甲板之下的第一個平臺甲板或至少D/4處(D為型深)。如按上述方法框取的模型邊界上未設置結構的主要支入級規范》第2篇第1章1.5.6。為了較好地觀察高應力部位的開孔影響，建議將開孔處邊2.4.1.2邊界條件的假定應以不影響模型中心所考察單元的計算結果為原則。一般可考2.4.2.2設計工況應包含旋筒船體支撐結構最不利的受力情況，也可按經驗及作業實際正應力：[σ]=0.67ReH剪應力：[τ]=0.39ReH相當應力：[σ]=0.80ReH注：ReH——材料屈服應力，N/mm2。2.4.3.2對于船中0.4L(L為規范船長)內參與船體梁總縱強度的縱向支撐構件，除滿足2.4.3.1規定的局部強度要求外，還應校核在局部載荷和船體梁總縱彎矩共同作用下的強2.5e性2.5.1.1安裝旋筒助推系統的船舶，應考慮旋筒助推系統在非工作狀態和正常工作狀態2.5.2.1受風面積應考慮旋筒助推系統的影響。旋筒助推系統的受風面積應為其側投影面積乘以高度修正系數CH。由表2.5.2.1中側投影面積中心至水線的垂向距離ZH來查得高CH12.5.3.1對于具有冰級標志或在可能發生積冰的區域航行的船舶，穩性應考慮旋筒助推2.5.4.1完整穩性計算中應根據旋筒助推系統特性考慮其在最大運行轉速下因氣動力效(1)靜傾角應不大于2°,或；(2)如靜傾角大于2°,在復原力臂曲線特性衡準時應考慮靜傾角的影響。2.5.5.2對于改裝船，應評估旋筒助推系統安裝后對空船重量重心和穩性資料的影響。2.6.1.1對適用MSC.337(91)的船舶，應考慮旋筒運行對2.7.2.1旋筒助推系統相關電氣設備的外殼防護型式的選擇，2.7.3.1旋筒助推系統的饋電線路應以同時分斷所有絕緣極的多極斷路器或多極開關加2.7.5.1除上述2.7.1~2.7.4規定外，旋筒助推系3.1.1.1旋筒的構造應能確保設計環境條件下的安全，并確保作業條件下的持續正常工空氣溫度：-25℃到+70℃。空氣溫度：-25℃到+45℃。(4)冰雪引起的冰雪載荷(如適用)；環境條件已超過作業允許范圍，旋筒助推系統停止運行。制造商應確定自存工況，并提交詳細計算資料供CCS審核。提交的計算資料包括但不限于風條件和相應的海況數據。同時(4)冰雪引起的冰雪載荷(如適用)；3.4.1.1本節包括作用于旋筒助推系統和基座結構上的設計載荷。所有載荷的計算資料3.4.2.2正常作業工況的風載荷應根據旋筒助推系統的推力產生機構來定義，包括升力和阻力。計算方法應提交CCS審核。在進行風載荷計算時，應適當考慮Magnus力、陣風3.4.2.4自存工況的風載荷應同時考慮旋筒助推系統在最不利的風向角和投影面積等條件下的阻力。計算方法應提交CCS審核。在沒有具體計算方法的情況下，應至少開展以下不同設計工況的風載荷應基于實測數據獲得，由業主/設計者提供。通P=0.613?VS2?10-3式中：VS——自存工況下的設計風速，m/s。計算定常風力時，取平均海平面以上10m處S——旋筒結構在正浮或傾斜狀態時，受風構件的正投影面積，m2；ZH0≤ZH<1545≤ZH<60CH13.4.2.5由公認實驗室進行的具有代表性的模型風洞試驗數據，3.4.3.1由船舶運動引起的慣性力載荷是指由船舶運動和旋筒助推系統的自重引起的載(1)對于散貨船和油船，加速度應不小于CCS《鋼質海船入級規范》第9篇第4章3.3(4)此外，也可以考慮由直接計算得到的船舶加速度值或模型試驗獲況下，對于無限航行船舶，確定加速度時，使用的船舶設計壽命應不小于20年，并應采用xyzax-env0az-envax-env0z-env0ay-envaz-env0ay-envz-envx-envy-envaz-envx-envy-envz-env3.4.4.1如船舶航行于結冰海域，應考慮冰雪載荷。如需考慮冰(1)對于散貨船和油船，甲板上浪載荷應不小于CCS《鋼質海船入(3)對于上述(1)和(2)規定外的其他船型，甲板上浪載荷應不小于CCS《鋼質海船入β3.6.2.1內塔結構振動的主要激勵源包括主機、螺旋槳，以及由船舶總振動、船舶運動3.6.3.1應在旋筒支撐結構/基座的設計階段考慮循環載荷引起的疲勞損壞的可能性，3.6.4.4旋筒和基座連接的螺栓、螺母、墊片和其他緊固件需要采取防腐措施，避免縫3.7.1.1內塔內設置的梯子上應安裝安全欄桿，用于從塔基安全攀爬至維護平臺。對于4.2.1驅動電機及其控制設備應滿足CCS《鋼質海船入級規范》第4篇第3章第2節4.2.2驅動系統如包含電力半導體變換器，則應滿足CCS《鋼質海船入級規范》第44.3.2應在就地位置設有鎖定裝置以防止旋筒助推系統未經授權的啟動和阻止旋筒轉4.3.3旋筒助推系統中的電氣系統設計應能抑制或消耗4.4.1旋筒助推系統應具有監測和自動及手動控制功能4.4.2控制系統和監測報警系統的設計，應能使運行過4.4.4每個旋筒助推系統均應設有單獨的控制裝置和保4.4.5如設有多個控制位置，則在各控制位置間應能在4.4.6旋筒助推系統發生嚴重故障時(例如電機超速、系統失控等)，應能發出報警，在駕駛室和其它遙控位置(如設有)以及就地應設有獨(9)泵升電壓高(如適用)。4.4.10除上述要求外，旋筒助推系統的控制和監測報警系統還應滿足CCS《鋼質海船5.1.1.1本章對于旋筒助推系統5.1.1.2CCS驗船師應參與和見證該系統車間試驗W1(50kW及以上)X--XO-X2-X-X--X3X-----X4線X----XX5X--XO-X6X--XO-X7-X-X--XW8X--XO-X置9X-----X于220KW的主推進機械和小于的齒輪傳動裝置X-----NDT范圍及方法板厚大于等于8mm，全焊透區域100%UT(RT)，同時板厚大于等于8mm，所有全焊透區域20%UT(RT)，同(5)測試火災探測系統和滅火系統(如適用)。5.2.2.1根據認可的試航和調試程序，對旋筒助推系統進行海上試驗，風況應能換算到(1)旋筒助推系統應能根據實際風況做出響應，包括應急狀況③對于多螺旋槳船舶，在一個或幾個螺旋槳失效時的航行和操縱能力所做試驗的(2)應考慮旋筒助推系統對船舶的正常操作產生的不利影響，包括操縱需要記錄的信息可參考船舶配備和顯示操縱資(3)根據廠家提交的試驗程序，并經CCS批準，確認旋筒助推系統與主推進系統、操(1)目視檢查旋筒助推系統的基座和支撐構件，(2)對旋筒助推系統的安全系統進行測試，包括緊急停、報警(4)如有回轉支承，船員應根據廠家推薦檢驗項目及其周期進行(1)驗船師應仔細檢查轉環裝置，包括螺栓、基座、軸承面等，確認沒有(3)所有回轉支承螺栓都要進行測試(如錘擊測試或扭矩驗證)以確定它們的堅固性和(5)驗船師對回轉支承螺栓的狀態有(6)驗船師應見證根據廠家程序而進行的搖擺測試。如測試結果和/或油脂樣品顯示有6.1.1.1本章旨在為申請將旋筒助推系統產生的節能效果計入Attained6.1.1.2本指南忽略了應用旋筒助推系統時由于船舶發生偏航6.1.1.4本章僅對安裝旋筒助推系統的國際航行海船的EEPPP6.2.2AttainedEEDI6.2.2.1安裝了旋筒助推系統的船舶，除該系統對EEDI貢獻度計算以外，其它計算應6.2.2.3航速(Vref)是指在假定無風無浪的氣象條件下，在6.2.2.2所選取的主機推進功ME(i))和載運能力(Capacity)下旋筒助推系統關閉時的深水中的航速，單位為knot。6.2.2.4旋筒助推系統的節能效果以Peff表示，乘以創新型能效技術可用系數feff，再乘6.2.2.5其中，旋筒助推系統的可用有效功率(即，feff?Peff)計算可轉換成以下公式進(1)(feff?Peff)表示旋筒助推系統輸出的可用有效及不同風場下旋筒助推系統發出的推力均不同，因此將feff和Peff組合進行計算，風場的概率矩陣和推力矩陣的運算結果扣除旋筒助推系統操作所需要的功率作為可用性和功率的乘(3)ηD表示主機75%額定裝機功率(MCR)下(各)主推進系統的總效率。如無經驗證(5)風場概率矩陣Wk，矩陣中各元素代表相對于船舶艏向的風速和風向角的概率，矩6.2.3.1每個旋筒助推系統隨航速、風速及相對于艏向的風向角不同，都產生不同的推力，用兩維矩陣F(Vref)k表示，該矩陣包含了參考航速Vref下的風速和相對于首向的風向角6.2.3.2矩陣的每個元素均表示各自風速和風向角的推力，單位為kN。風向角以相對旋筒助推系統推力矩陣(kN)05…f1,1f1,2f1,3…f1,72f2,1f2,2f2,3…f2,72f3,1f3,2f3,3…f3,72………………f24,1f24,2f24,3…f24,72f25,1f25,2f25,3…f25,72f26,1f26,2f26,3…f26,72…w1,1w1,2w1,3…w1,72w2,1w2,2w2,3…w2,72w3,1w3,2w3,3…w3,72………………w24,1w24,2w24,3…w24,72w25,1w25,2w25,3…w25,72w26,1w26,2w26,3…w26,726.2.4.3風場概率矩陣應從全球主要航運路線上的風6.3.1.3用于最終確定旋筒助推系統對EEDI貢獻度的推力矩陣6.3.2.3設計階段，為獲得表6.2.3.2所示旋筒助推系統推力矩陣F(Vref)k，必須首先測6.3.2.6船上安裝多個風力旋筒的情況下，如送審方能提供有效的方法計算旋筒與旋筒6.3.2.7風洞模型試驗是測量旋筒助推系統在典型狀態下氣動力的主要方法。如通過風CFD計算)來估算風推力系數，但數值計算的條件和模型應參考風洞模型試驗，并按照最6.3.2.9確定風推力系數的試驗程序應在進行試驗之前提交給CCS，試驗過程由CCS驗船師進行見證，試驗結束后，向CCS提交試驗和計算程序的詳細報告。CCS可要求提交6.3.2.10對于多個相同的旋筒助推系統和相同的船舶，如送審方提供可接受的證明文6.3.3.2旋筒助推系統功率消耗采用直接測量法測量出不同風速風向角下的旋筒助推系051.1.1風洞試驗組織的試驗程序和質量控制體系應獲得驗證。如表明以往的經驗不充(1)風洞試驗室的設施與設備的描述，這包括設施名稱、設備的細節(2)風洞試驗的主要設施與設備包括大型低速風洞、用于船舶氣動力測量的天平、用于應變天平信號采集與處理的動態應(3)動力相似：試驗風速應高于臨界風速，滿足動力相似準則2.2.1在同時滿足上述相似準則的基礎上，應盡量設定合理的試驗模型縮尺比，試驗3.2.1.1旋筒助推系統的模型和船體模型應與實際形狀相似，但可從模型中省略不影響3.2.2.2旋筒助推船舶的風洞模型試驗應滿足動力相似準則。即，只有當試驗風速高于某一臨界風速時，無量綱風系數趨于穩定，模型R=ρ.U.LPPeμ3.2.2.4堵塞比不應超過5%，該比率由模型的橫向投影面積除以風洞的橫截面積計算(1)在0°至360°的一系列風向角范圍內，測量不運行力特性，間隔為5°,最多不超過10°。(3)如以10°間隔進行測量，則應使用測量結果對=Fx/(0.5ρV2A)注：下標“withWPS”是指船模運行旋筒助推系統的狀態，“withoutWPS”是指船模不運行旋筒助推系3.3.1.1考慮到船體和上層建筑結構對旋筒助推系統的影響，應采取措施修正遮蔽區域和距離的影響