118 000 DWT散货船总体设计概述

张曙光

(中海工业(江苏)有限公司，江苏扬州 225211)

118 000 DWT散货船总体设计概述

张曙光

(中海工业(江苏)有限公司，江苏扬州 225211)

介绍了118 000 DWT散货船船型、主要量度、舱容和总体布置情况，着重对船体线型、结构和稳性进行了说明，指出了本船设计中燃油舱布置和压载水处理系统的亮点。本船总体布置合理，安全性能可靠，是新一代绿色环保船舶。

散货船;布置设计;船舶设备

1 本船概况

1.1 船型

118 000 DWT散货船是一艘单机单桨尾机型远洋航行散货船，具有球鼻首、球艉、前倾艏柱、方型艉和单层连续甲板，设双层底、艉楼，适用于在世界范围内运输谷物、煤、铁矿石、钢卷板干货。

1.2 入级和规范

(1)船级社:GL。

(2)船级符号:■100 A5 BULK CARRIER，ESP，CSR，BC-A，Holds 2，4 and 6 may be empty，GRAB(30t)，IW，*MC AUT。

(3)船旗:方便旗。

(4)规则、公约:

①GL船级社的规范和规则;

②船旗国政府的航运法规和规则;

③1996年国际载重线公约(ICLL)及1988年议定书(含2003年备忘录);

④1974年国际海上人命安全公约(SOLAS)及2004版合订本;

⑤1973年国际防止船舶污染公约(MARPOL)及1978年议定书包括附则I，Ⅳ，Ⅴ和VI(Reg.12A，13和16);

⑥1972年国际海上避碰规则;

⑦1982年国际无线电通讯公约;

⑧1969年国际吨位丈量规则;

⑨国际劳工组织关于船上船员住舱的公约No.92，133(不含游泳池);

⑩美国海岸警卫队关于外国船舶进入美国水域的规则(CFR，标题33 第155，156，159，164 条);

(11)苏伊士运河航行规则，包括吨位丈量;

(12)巴拿马运河航行规则，包括吨位丈量;

(13)IMO 决议 A.749(18)，A.868(20)，A.468(Ⅻ)，MSC.158(78)，MSC.137(76)的规则。

除了上述常规的SOLAS，ICLL，MAPOL等国际公约、船级社以及其他各种相关的规则规范外，该船舶还符合了最新生效的规范，包括:

统一结构规范(CSR)、涂层保护执行标准(PSPC)、永久性检验通道(PMA)、欧盟关于船舶燃烧低硫油的要求(LSDO)、驾驶室值班报警(BNAWS)，还包括即将生效的压载水处理系统(BMP)。

1.3 船舶主要量度

总长～260.00 m

垂线间长 254.00 m

型宽 43.00 m

型深 20.25 m

设计吃水 13.00 m

结构吃水 14.50 m

结构吃水载重量～118 000 t

额定最大持续转速13 560 kW×127 r/min

持续服务转速 12 204 kW×122.6 r/min

航速～14.5 kn

1.4 舱容

货舱(包括舱口围)～138 800 m3

燃料油舱～3 500 m3

柴油舱～400 m3

淡水舱～400 m3

压载水舱～56 000 m3

2 总体布置

本船总体布置艉部设有驾驶室、船员住舱和桥楼、舵机舱、淡水舱、艉尖舱、艉管冷却水舱、应急消防泵舱等。

机舱双层底内设有滑油循环舱、柴油舱、污水舱、油污水舱、燃油溢油舱、燃油舱等。

货舱区设置7个货舱;货舱两侧设有底边舱及顶边舱用作压载水舱;第6、第7顶边舱作燃油舱(双壳);第4货舱可以用于装载压载水舱。货舱下面的双层底设有压载水舱和2条管弄。

艏部设有计程仪/测深仪、锚链舱、水手长储藏室、油漆间及用压载水舱的艏尖舱等。

该船整体布置较为紧凑，增大了货舱容积，提高了载货效率。

118 000 DWT散货船总布置图如图1所示。

图1 118 000 DWT散货船总布置图

3 船体线型和结构

3.1 船体线型

按照航速指标要求，结合考虑主尺度、总布置等因素，根据船模试验确定了本船线型。首部采用球鼻首，满载航行时减小阻力。尾部采用球尾，改善了尾部水流，提高了推进效率。设梁拱和首舷弧.便于甲板排水和减少首部甲板上浪。

3.2 船体结构

3.2.1 首部结构

为减少船舶航行中的阻力，本船首部采用球鼻首形式。为了增强横向强度和抗波浪砰击能力，首部采用横骨架式结构。球鼻首内设置中纵制荡舱壁和二层水密平台，并大量使用Φ219 mm×13 mm管子支撑。

3.2.2 货舱区结构

在货舱区双层底中设置2条箱形管隧以便于集中布置管系(不设置管隧小车)。为了使货物能堆放于货舱中央，便于卸货，综合考虑到船舶安全性，采用了底边舱/顶边舱结构，避免航运中货物向一侧移动而影响船舶的稳性。底边舱和顶边舱还可作为压载舱，以改善船舶的适航性。为了满足总纵强度要求，货舱区双层底、底边舱及顶边舱结构采用纵骨架式结构，同时双层底每3档肋位设置实肋板，以增强横向强度。舷侧中部结构采用单壳横骨架式结构。每档肋位设强框架且与顶边舱和底边舱牢固连接。主甲板结构采用纵骨架式结构，以满足总纵强度要求。舱口间甲板结构采用横骨架式结构，以增强结构横向强度。为了装卸货物快速方便，各货舱采用大开口。为了便于清舱工作，横舱壁采用槽形舱壁，同时槽形舱壁上下端设置箱形底墩和箱形梁，以增强船体结构横向强度。在舭部设置2段舭龙骨，以增加船舶稳性，减小船舶摇摆。

3.2.3 机舱区结构

机舱采用横骨架式结构，其中机舱双层底每档肋位设实肋板，并增加实肋板高度从而增强了机舱底部结构的刚度，减小了机舱振动，提高了机舱的抗沉性。

3.2.4 尾部结构

尾都采用球艉、横骨架式结构，利用球艉的整流作用可提高螺旋桨的推进效率。

4 稳性和构件尺寸

4.1 纵倾、稳性

根据规格书要求，下列状况下的纵倾、稳性、弯矩和切力应该计算:

空船;

含10%消耗品在内的进坞状态;

正常压载工况出港和到港;

重压载工况出港和到港;

满载工况，均质装货，出港和到港;

满载工况，均质间隔装货密度为3 t/m3(第1、第3、第5号货舱)，出港和到港;

谷物装载工况，装载因子=1.668 m3/t，出港和到港;

正常压载和重压载下压载水交换程序;

装载2层 25 t(1.6 m ×2.0 m)钢卷板，出港和到港;

重压载和满载工况均质装货下装载和卸载程序。

本船完整稳性计算利用NAPA计算程序，计算各种状态结果均符合IMO和SOLAS有关稳性衡准要求。

4.2 破舱稳性

按照SOLAS的概率法进行破舱稳性计算，计算在结构吃水正浮时及特殊装载情况下各种破舱状态，其结果均符合SOLAS的有关稳性衡准要求及分舱衡准。

4.3 材料

船体货舱区钢材多采用由船级社认可的AH32/AH36/DH36高强度钢，以提高总纵强度;货舱舱口角隅部位采用了EH36高强度钢，其他区域结构多采用船用普通碳素钢。

5 主要船舶设备

5.1 舾装设备

(1)锚泊设备选用10 575 kg无杆AC-14大抓力锚2只，配备2根有档锚链，其直径为Φ92 mm，U3级，总长27.5 m×26 m。在首部甲板上设置2套液压锚机/系泊组合绞车(安装自动张紧装置)。

系泊设备尾部甲板上设置3部液压系泊绞车，中部Fr 110和Fr 212各布置1部液压系泊绞车。

(2)舵为流线型半平衡双壳板舵，舵面积约为56 m2。

(3)本船额定船员28人，船上布置1只自由抛落式全封闭28人救生艇，1只6人救助艇，2只28人气胀式救生筏和1只6人气胀式救生筏。

(4)舱口盖7个货舱:第l货舱18.9 m×17 m;第2～7货舱18.9 m ×20.4 m，设风雨密、侧划式钢质双壳舱口盖。设1套液压泵站。

5.2 机电设备

(1)主机。1台 MAN-B＆W 6S60MC-C Mk VII，持续功率为12 204 W×101.4 r/min

(2)螺旋桨。3级镍铝青铜整体式机翼型截面右旋无键连接4叶螺旋桨1只。

(3)发电机组。柴油发电机组为3×780 kW MAN B＆W 6L23/30 H，应急柴油发电机组功率为l×160 kW。

6 本船设计中的亮点

6.1 燃油舱的布置

在总体设计中将传统设计中的燃油舱从机舱区域/货舱双层底搬到了第6、第7货舱顶边舱，并在舷侧设置隔离空舱，提高了这部分结构的强度，保护了燃油舱。即使由于操作不当，碰撞了其外板结构，也不会使燃油舱破裂，燃油泄漏，造成环境污染。另外此方案燃油重心离开船舶重心的距离要远远小于传统的布置方案，因此燃油消耗引起的重量变化而产生的力矩较小，这对船舶浮态调整及降低船舶的总纵弯曲力矩均有利。

6.2 压载水处理系统

研究发现许多海洋生物能在不同类型的海水里存活，甚至超过几周时间。船舶在海上航行，压载水的排放可能导致海生物和病菌带入港口水域，从而打破该港口的生态平衡。国际海事组织大会决议A868(20)要求，对压载水进行管理以尽量减少有害生物和病菌的传播。为了防止环境污染，船舶进港前，必须采取措施控制有害生物和病菌的带入，其中对压载水转换为最重要的措施。

对散货船压载水转换有2种方法。一是溢流法(甲板溢流法):即由压载泵抽取海水进入压载舱，经过溢流管，从甲板排出舷外。由于压载舱数量较多，溢流将花较长时间，并且在冬季季节区进行压载水转换时，可能出现甲板结冰现象。二是排水-进水法:由于压载舱很大，为了在整个换水过程中使船舶能同时满足稳性、总纵强度、纵倾、首吃水、螺旋桨漫深和视线等要求，每次只能排出或打进一个压载水舱的一部分水，而且前后压载舱还需来回调整，转换过程繁琐，耗时长，船员操作困难，危险性较大。

本船采用惰性气体系统处理 压载水，具体原理为:加装压载水时，惰性气体通入到压载管中，这些混合气形成的微泡环境使水中的溶解氧浓度在短时间内迅速下降，在这种条件下水生物无法生存。在处理后的压载水进入舱内后，混合惰性气体会继续充入舱内，填满剩余空间，使压载舱一直处于惰性环境中。水生物大部分已被杀死，浮游动物被杀死。在充满惰性气体的黑暗海水中，即使是厌氧菌、病毒和病原体也很难生存，从而达到排放时压载水不含任何海生物和病菌的目的。

7 结语

本船总体布置合理、紧凑，造型美观，船体线型流畅优美，适航性能好、安全性能可靠，船舶设备配置合理，尤其压载水处理系统安全可靠，是新一代绿色环保船舶。

U674.13+4

B

2012-06-05

张曙光(1976-)，男，工程师，主要从事船舶与海洋工程设计、建造工作。