18 000标准箱集装箱船是国内自主开发建造的目前世界上最大的超大型集装箱船(ULCS),由中国船舶及海洋工程设计研究院(MARIC)设计,中船集团外高桥船厂承建,为世界第七代集装箱船。该船入级法国船级社(BV),船东为中船租赁,承租运营方为国际航运界三大班轮公司之一的法国达飞航运公司(CMA CGM)。合同为3艘,目前已交付2艘,分别以伟大航海家“郑和”和“瓦科斯·达·伽马”的名字命名,彰显船东对中法友谊及中国造船能力的肯定。
18 000标准箱集装箱船的顺利交付,打破了韩国船厂在该领域的垄断地位,标志着中国造船业已跨入世界超大型集装箱船开发、设计和建造的第一阵营,正式加入了国际超大型集装箱船设计“俱乐部”,中国船舶工业已具备连续建造交付超大型集装箱船的能力。
图1 “CMA CGM VASCO DE GAMA”号超大型集装箱船
该船型采用尾机型双岛布局,船上共设11个货舱,其中5个货舱布置在生活楼前部,4个货舱位于生活楼和机舱之间,2个货舱位于机舱后部。货舱内可堆放21列11层集装箱,甲板上可堆放23列11层集装箱,可装载20英尺、40英尺、45英尺、48英尺、53英尺以及高箱和欧洲宽箱等多种箱型,配置1 400个冷藏箱(FEU)插座,设置3层绑扎桥。甲板和货舱可装载危险品。
该船型的主要尺度及参数见下页表1。
主要设计特点如下:
(1)该船型采用多点优化,覆盖实际营运吃水和航速范围,不仅有较高的设计航速,同时在常用的中低航速段有很好的燃油经济性。
(2)采用超大直径低转速螺旋桨,配合全悬挂扭曲舵和舵球,有效提高了推进效率。
(3)采用双岛的布置形式,驾驶室位于前部,改善视线条件并增加了首部装箱量,生活区和机舱区域分开,提高了生活区域的舒适性。
(4)设置中压岸电系统(AMP),通过岸电连接插头及变压器等设备为船舶供电。对低压220 V网络结构进行优化,采用分区馈电的形式。引入绿色电站理念,提高了全船能源利用率。
(5)采用47 kg/mm2高强度钢,确保船体强度的前提下,有效控制结构质量,而且可避免因板厚过大而引起的钢板内部结构缺陷。
(6)结构设计考虑了弹振和颤振对疲劳强度和极限强度的影响。采用新型角隅设计形式,既满足疲劳寿命的要求,又可以适应集装箱装载的要求。
(7)设计中充分考虑全船振动影响,通过采取调整局部结构形式等综合设计优化,将振动响应控制在规范许可范围内。
(8)针对超长大直径轴系设计,综合评估弹性轴系校中分析,并对尾管后轴承按最小轴承油膜厚度进行了双斜镗孔的优化设计,确保了推进轴系在恶劣海况下也能安全运行。
(9)主机选用新型长冲程的MAN B&W 11S90机型,采用新型的油耗优化技术,确保在低速巡航时油耗更低。机舱采用变频通风系统,既降低了能耗,又提高了工作环境的舒适度。
(10)绑扎系统设计满足最新的国际规则规范要求。采用新型三层绑扎桥,有效提高了载货能力。绑扎桥采用新型剪力墙形式,有效控制其强度和质量。
(11)满足最新环保要求,EEDI达到最高标准;满足排放控制(ECA)的航行要求;燃油舱采取双壳保护;采用压载水处理装置等。
面临全新的营运需求,具有尺度规模效益优势的超大型集装箱船越来越受到班轮公司的青睐。MARIC基于 “4E”的研发设计理念,即经济性、能源效率、环境友好型和建造经济性(Economy of Ship,Energy Efficiency,Environmental Friendly and Economical Construction),重点关注船型的综合优化设计,切实提高船型的燃油效率和载货效率,从而提高了船型的营运效率。
表1 18 000TEU集装箱船主要尺度及参数