27000DWT多用途船设计

戴益民 吴 忠 黄 辉

（泰州口岸船舶有限公司，江苏泰州225313）

0 前言

随着金融危机的爆发，世界经济贸易形势已发生重大变化，面对充满变数的航运市场，船东们订造新船时最为关注的是何种船型运营风险较低而盈利能力较高。多用途船是一种能载运“不确定性”货物、扩大船舶使用范围、适应不断变化形势的船型。因此，在目前这尚不明朗的世界经济贸易形势下，多用途船将是船东们较为理想的运营船型之一［1］。

多用途船是指具备多种运载功能的船舶，能装载杂货、散货、集装箱、重大件货等各种货物。27 000 DWT多用途船由上海船舶研究设计院和泰州口岸船舶有限公司联合研发设计和建造，船舶总订单达25艘，主要船东有中国远洋运输集团（COSCO）、新加坡PCL公司、新加坡PIL公司和埃塞俄比亚航运公司。

图1为一艘营运中的27 000 DWT多用途船，甲板上不仅装载了集装箱，而且装载了卡车、管道大件、箱式车皮等不同种类的货物，充分展现了多用途船装载货物的灵活多样性。

1 主要参数和总布置方案

本文以为新加坡PIL公司建造的27 000 DWT多用途船为例，介绍其主要参数、航速、油耗、续航力和总布置方案。

图1 27 000 DWT多用途船

1.1 主要参数

1.2 入级符号

该船入法国BV船级社，入级符号如下：

BVI HULL， MACH，General Cargo Ship，Grab［20］，Equipped for carriage of containers，heavycargo，nonhomload（Holds 1，3 may be Empty），occasional dry bulk cargo，unrestricted navigation，VeriSTAR-HULL，Inwater survey，CPS（WBT），Mon-shaft Clean Ship 3，Green passport，AUT-UMS

该船船旗国为新加坡。

1.3 航速、油耗和续航力

27 000 DWT多用途船在设计吃水10.2 m和主机85%MCR及15%海上风浪裕度下，服务航速为15.1 kn；续航力达到 15 000 n·mile。

主机在CSR功率、ISO环境条件和燃油低热值为42 707 kJ/kg下，主机油耗大约是每天28.05 t。

1.4 总布置方案

该船的总布置图见图2。

1）全船设有从首至尾连续的主甲板，设首楼和尾楼；尾楼甲板向上设置上层建筑，共6层，分别为A甲板、B甲板、C甲板、D甲板、驾驶甲板和罗经甲板。

2）全船设有7道水密横舱壁，从首到尾将船依次分隔为首尖舱、第一～第五货舱、机舱和尾尖舱。

3）全船共设5个货舱，每个货舱内设两层吊离式二甲板，货舱内船中高度方向设有3道箱型梁，用以减小开口及舱盖尺寸；货舱底部设有双层底和管弄；主甲板舱口盖采用液压折叠式，二甲板的舱口盖采用吊离式。当二甲板舱口盖不使用时，可搁置于上建前主甲板上方和第一货舱主甲板上方两侧舱口盖搁架上。

4）货舱区域舷侧边舱分别为空舱和压载舱，空舱用作通道和布置管系及电缆。

图2 总布置图

5）甲板上共设置4台起重机，第二货舱与第三货舱之间设1台40 t×27 m起重机，第三货舱与第四货舱之间设2台45 t×22 m的起重机，第四货舱与第五货舱之间设1台90 t×27 m起重机。2台45 t起重机和1台90 t起重机使用联吊梁可以联吊重达180 t的货物。

6）全船可以装载1 387 TEU集装箱，其中甲板上785 TEU，货舱内602 TEU。

2 EEDI能效设计指数

随着世界贸易的快速发展，海运需求和船舶需求持续增长，进而导致海运业对环境的污染日渐显著。在船舶领域引入温室气体排放指数有着积极的意义。国际海事组织海上环境保护委员会提出船舶能效设计指数（EEDI）［2］用来衡量船舶能效水平的指标。该指数反映了船舶设计时船舶运输所创造的社会效益（货运量）和所产生的环境成本（CO2排放量）之间的关系。经过计算，该船EEDI能效设计指数不同阶段基线值和计算值见表1。

根据表1可知，27 000 DWT多用途船已满足第0阶段、第一阶段和第二阶段EEDI要求，即在2025年以前都满足EEDI要求，具有较好的能效指标。

表1 不同阶段的EEDI值

3 主机选型优化

该船母型船25 000 DWT多用途船的主机采用MITSUBISHI 6UEC50II，现根据27 000 DWT多用途船航线的特点，主机选用了电喷主机MAN-B&W 6S50ME-C8.2 TierII。该主机主要有如下优点：

1）通过电控控制喷油，使柴油机在各负荷实现低损耗及良好的运行参数，实现每缸热负荷平衡优化；

2）合适的燃油喷射压力及喷射线型；

3）改善排放，满足氮化物排放TierII要求；

4）集成Alpha注油系统；

5）良好的运行、监控及故障诊断，使维修周期延长。

4 线型优化设计

27 000 DWT多用途船线型以我公司建造的新加坡PCL 25 000 DWT多用途船线型的基础上进行优化而成。通过多次船模试验［3］进行分析与比较，在增加载重量的同时保证船舶具有良好的水动力性能。

针对该船方形系数较大、平行中体较长的特点，分别进行了如下的线型优化：

1）针对该船机舱段重量分布较多，为了尽量减小均质货装载时的尾纵倾，需要增加船尾的丰满度，使浮心尽量后移。在优化过程中较好地平衡了浮心后移、尾部丰满与阻力、推进及操纵性能改善之间的矛盾。

2）进一步优化首部线型来减小兴波阻力。通过对球鼻首的形状多方案比较优选，使船舶阻力比母型船减小约2%，船模试验和优化后的线型分别见图3和图4。

图3 最新船模试验

图4 优化后线型

5 货舱布置与设计

5.1 货舱布置

1）全船共设有5个货舱，每个货舱设主甲板和两层二甲板，主甲板距基线的高度为14 500 mm，第一层二甲板距基线的高度为11 640 mm，第二层二甲板距基线的高度为7 000 mm，内底板距基线1 800 mm，见图5。

图5 中横剖面

2）货舱内高度方向分设有3道箱型梁，首尾与横舱壁连接；二甲板舱口盖通过货舱舷侧内壳板上支承块和箱型梁侧面的支承块安放在货舱内。

3）内底板考虑重货和抓斗加强，设计均布载荷为20 t/m2；第一货舱到第五货舱内底板集装箱堆垛负荷为120 t/TEU和180 t/FEU。

4）主甲板舱口盖采用液压折叠式。第一货舱主甲板舱口盖堆垛负荷为30 t/TEU，第二货舱主甲板舱口盖堆垛负荷为40 t/TEU和50 t/FEU，第三货舱、第四货舱和第五货舱主甲板舱口盖堆垛负荷为50 t/TEU和80 t/FEU；第一层二甲板和第二层二甲板舱口盖采用吊离式。除第二货舱第二层二甲板的舱口盖设计均布载荷为5 t/m2外，其余二甲板舱口盖设计均布载荷为3.5 t/m2。

5.2 舷侧结构设计

多用途船区别于散货船的一个很大特点是没有顶边舱和底边舱，舷侧外板及舷侧内壁都直接与甲板板和内底板及舭部连接，舷侧结构在设计时应注意：

1）SOLAS规定对于偶尔装载散货的双壳干货船，舷侧的外壳板和内壳板在任何横剖面处的间距不得小于1 000 mm（按垂直于舷侧壳板量取）。以第二货舱FR205横剖面举例说明，图6中左图为原方案初始设计时的结构图，云线区域不满足该规范要求，部分位置垂直于舷侧外壳板的距离只有638 mm；为了满足规范要求将舷侧内壳板向上做一个高为1 100 mm斜边，使该处垂直于舷侧外壳板的距离为1 006 mm，具体修改方案详见图6（右图）。

图6 SOLAS中1 000 mm要求

2）根据SOLAS第II-1/3-6条及检查通道技术规定，双舷侧应留有检查通道，在双舷侧处所内的管路或垂直梯子之类障碍物处，净通道的最小宽度不得小于600 mm。

3）舷侧的内壳板和外壳板为纵骨架式，肋骨内表面之间的最小净空不得小于800 mm，在货舱长度的平行船体之外，该净空可按结构形状的需要而减少，但无论如何不得小于600 mm。上述最小净空应是内壳板和外壳板上骨架内表面之间的假想连线量取的最小距离。

6 防海盗措施

27 000 DWT多用途船的航线途经索马里海域，为了防止海盗的劫持，在船上需要加装一定的防海盗措施。该船防海盗措施如下所述。

1）建立完善的近距离、中距离、远距离三个层次通信保障系统。近距离通信是给船上配备足够数量的手持对讲机；中距离通信是给船舶加装一套VHF装置，VHF天线安装在1号起重机回转平台处；远距离通讯是配备铱星电话，铱星电话的天线安装在透气帽型式的结构内进行伪装和保护。

2）将主甲板上舷侧的栏杆形式修改为舷墙结构，舷墙从首楼甲板延伸到尾楼甲板。为了防止海盗挂钩，将舷墙的顶板做成外飘圆弧形。

3）为了避免海盗从主甲板的斜梯登上上层建筑，将主甲板与尾楼甲板之间的斜梯做成可拆式。

4）使用蒸汽对登上主甲板的海盗进行防御，从机舱延伸两路蒸汽管布置于主甲板至尾楼甲板上的通道处。为了便于操作，将蒸汽操作阀门布置于机舱。

5）将进入机舱的钢质门做成强框架型的重型水密门，铰链部分设置在舱内，同时内部加装限位锁定装置。

6）为防止海盗向机舱内释放二氧化碳，在机舱二氧化碳释放管路上加放1只截止阀。

7）将船内部某一舱室做成最终抵抗海盗的堡垒。该舱室内需要考虑通风、电源（蓄电池、手电筒）、饮用水和食品，将VHF和依星电话等通讯终端也设置在该舱内。

8）所有进入机舱的逃生孔的门的铭牌采用插入式，便于铭牌全部抽走。

7 结语

27 000 DWT多用途船的整体性能、绿色节能技术和防海盗技术在同类型船舶中处于领先水平。该船型将得到更多的国内外船东的青睐。

［1］马民，金杨波，陈汶.3种20 000 t多用途重吊船船型总体设计特点分析［J］.上海造船，2011（1）：43-45.

［2］IMO.新造船能效设计指数计算方法导则［S］.MEPC.212（63），2012.3.2.

［3］SSSRI.27 000 DWT 多用途船船模试验报告［R］.2012.7.