悬链浮筒式单点系泊装置(简称CALM装置)是应用最早、最广泛的单点系泊装置。以其结构简单、投资成本低、建造周期短、便于安装的优点,主要被用作海上石油的装卸终端。即可配合传统油码头,提高作业效率,又能独立使用,在不适宜建设油码头的地方便于油船装卸,拓展应用领域。本文结合课题项目CALM装置系泊系统设计要求,在开展方案设计与极端海况下系泊分析关键问题和方法研究的同时,完成合理方案的初步确定。本文通过对锚索的静力分析,忽略弹性变化,建立悬链线方程组。依据指定规范完成锚索材质选型,对未定变量展开敏感性分析,并根据结果提出四种合理初步方案。提出适用于方案设计的悬链线方程组简便解法,使用MATLAB软件编程计算各方案系泊力,给出刚度曲线表达式。基于随机波浪理论,通过统计分析和概率分布建立重现期环境条件表达式。根据观测样本计算极端海况环境条件。针对系泊船与浮筒间不同连接方式,提出“单浮体”和“双浮体”系统通过准静力法分析的计算步骤,并对四种初步方案展开系泊分析,计算浮筒的最大偏移量、装置系泊力与刚度。根据结果进行初步方案筛选。对优选方案,建立简化水动力模型,使用AQWA软件模拟持续三小时的极端海况,并在时域中计算不同环境方向下系泊船波浪载荷、浮筒偏移运动响应、各锚索拉力响应、装置系泊力响应。对比动力法和准静力法计算结果,分析准静力法中假设条件对结果的影响,并通过进一步筛选,确定最终方案。本文结合静力分析和悬链线理论,开展了CALM装置系泊系统方案设计研究,分别使用准静力法和动力法,完成了多组方案极端海况下的系泊分析。验证了设计可行性,研究结果对同类结构物设计具有一定的参考意义。