6万吨级新型半敞口散货船的开发设计

6万吨级新型半敞口散货船的开发设计

莫中华，陆明峰，何金伟，周兰喜

(南通中远川崎船舶工程有限公司，江苏 南通 226005)

摘要：为满足船东的特殊使用要求，在传统系列HANDYMAX型散货船设计的基础上开发了6万吨级新型半敞口散货船。通过型线优化、节能装置安装和机桨配合优化，该船实现了市场最优的油耗率指标。货舱被设计成大舱口、BOX形式，并配备一系列性能优异的装卸设备，方便了多样化装载和多港装载。此外，设计该船时在环保和安全方面也做到了精益求精。最终，该船顺利交付，赢得了船东的好评，并获得了船东的追加订单。

关键词：散货船；半敞口；双壳；适货性

0引言

船东因有长期从南美运输纸浆货物的需求，同时考虑返程和兼用型，希望订造一批新型的半敞口散货船，要求新船型不仅必须满足运输纸浆货种和相应航线的要求，还要满足普通散货船的要求。为了开发这种满足船东特殊使用要求的散货船，同时缩短新船开发周期，经与船东交流，决定在传统系列HANDYMAX散货船设计经验及双壳散货船研究基础上完成开发半敞口船型。

1技术开发指标

基于上述开发背景，在开发此新型半敞口散货船时，重点对船舶总体布置、货舱划分等进行了研究，同时兼顾节能、环保、安全等方面的要求。

本船总体布置图如图1所示。

参考常规双壳化的散货船[1]，为了适应船东的多种货物装载的特殊要求，本船货舱舷侧采用无顶边舱和底边舱的双壳箱型构造，在此特殊构造形式下实现了舱容的最大化。传统散货船适用IACSCSR-BC规范，而本船无顶边舱和底边舱，不适用CSR-BC规范定义的散货船。根据海上人命安全公约SOLAS法规及日本船级社NK规范要求，本船属于特殊散货船，船级符号为BCM(Bulk Carrier Modified)。

本船的具体指标如下：

全长

199.90 m

垂线间长

197.00 m

型宽

32.24 m

型深

18.60 m

设计吃水

11.30 m

结构吃水

13.00 m

总载重量(结构吃水)

60 000 t

服务航速

14.5 kn(15%裕度)

油耗

26 t/d

最大开口船宽比

0.8

货舱数

5个

舱容

70 000 m3

能耗指数

满足EEDI Phase 2(至2025年)要求

载货类型

纸浆、一般散货、木材、钢材、橡胶、

机械设备、新闻纸、褐煤、集装箱等

入级船旗

日本船级社NK/新加坡

2主要技术要点

2.1　节能方面

2.1.1线型优化和节能装置

线型优化是船舶节能设计的最有效手段。艉部线型通过CFD模拟分析，多次水池验证，反复优化，从而降低船舶阻力，达到节能的效果。

本船在艉部桨前和桨后分别增加带反转翼半圆型罩装置(SDS-F)和带翼舵球装置(RBS-F)共同消除毂帽后部的毂涡，减少绕流阻力并提供额外推力，综合提高推进效率约4%~7%。

2.1.2新型主机和机桨配合

本船采用新型电喷6S50ME-B9.2主机。该主机由于冲程较长，具有较低的油耗率；同时采用直径相对较大的螺旋桨，通过对机桨配合的优化，提高了推进效率，进一步降低了油耗。

此外还采用了新的燃油驳运系统，减小了蒸汽消耗即锅炉的燃油消耗。

通过以上各种技术手段，使得整船的油耗更低，排放更少；能耗指数EEDI能够满足第2阶段(至2025年)的要求；使主机常用输出(15%海况富裕的情况下)油耗低至26 t/d左右，优于市场上目前同等大小船舶的油耗。

2.2　适货性

2.2.1货舱形式

本船采用大开口货舱，最大开口宽度26.24 m，约为船宽的80%；货舱区域(包括横舱壁)采用双壳构造，并布置货舱通道；边舱和底舱作为压载舱。货舱段横剖面图如图2所示。

图2　货舱段横剖面图

除1号舱前部及5号舱后部因线型原因无法做到平直构造形式(BOX型)外，其余货舱均为BOX型，货舱内无任何突出。这种大开口平直货舱构造形式极大提高了货物(尤其是外形规整货物)的装载效率，最大限度地满足了船东的营运要求。同时通过反复优化双壳宽度及横舱壁厚度，压缩机舱空间，以获取最大的货舱舱容，最终达到70 000 m3。

2.2.2货物装卸设备

本船设计时考虑了适合多港口装卸的配载工况，可以进行多港口装卸载；采用了4台36 t大型甲板吊机，配备12 m3无线电遥控抓斗；采用了大容量的压载泵(900 m3/h)及喷射泵，压载状态下的排水时间减少到12 h。这些设备和措施的使用，可方便船东在不同港口对不同货物的操作，具有较强的货物装卸载能力和较高的效率，揽货更灵活。

2.2.3适货种类多

本船平直的货舱给规整货物的装载带来极大便利；货舱配备了CO2灭火系统，机舱前壁采用A-60级防护，使得货舱可以装载《国际海运固体散装货物规则(IMSBC CODE)》中的B类危险货物，如褐煤、硫磺、硝酸胺等；为了装载纸浆类货物，每个货舱均配备了机械通风系统，通风率达到每小时5~6倍舱容，保证纸浆类货物在运输过程中不受过湿空气的影响。

为了方便木材等货物在舱口盖上的装载与绑扎，对舱盖的强度作了加强，均载达到22 kN/m2，并在舱盖两端设置了绑扎立柱，上甲板舱口围板设置了相应的绑扎眼板；货舱内也安装了3层安全工作载荷为50 kN的内置式绑扎眼板，可以对包装货物进行绑扎固定。

通过上述分析，可以说明本船装载的货物具有多样性。除了传统意义上的散货如谷物、煤等，也可以装载各种包装货和托盘货等体积小、重量轻的货物和外形尺寸大、重量重的货物，如纸浆、钢管、钢卷、铝锭、棉包、木材等。

2.3　环保方面

考虑到国际海事组织(IMO)

及部分区域关于SOx的排放控制要求，本船设置多个燃油舱，采用螺杆泵和燃油冷却器等设计，满足船东在排放控制区对低硫燃油的使用要求。

考虑到即将生效的IMO关于压载水国际公约，本船安装了电解式压载水处理装置，使压载水排放达到IMO要求。

本船设置了2×150 m3专用污水收集舱，可以收集卫生水、甲板雨水、洗舱水等，满足在限制港口的排放限制要求。根据船东要求，本船提供2套移动式电动高压水清洗机，用于甲板清洁。

2.4　安全方面

本船虽然没有适用CSR规范要求，全货舱仍然进行了FEM分析，设计满足船级社规范的各项要求，结构布置优化合理，保证船舶的营运安全。

本船采取了防海盗措施，机舱和舵机室可作为安全舱室，通道可以从内部进行锁闭。

3结语

本船开发过程中，设计团队充分了解和兼顾了船东的营运需求，在船舶推进性能、航行和结构安全、舱室布置、规格确定、排放控制等方面进行了多轮的设计优化，做到了精益的平衡和高度的协调。

从2013年开发到2015年初，经过设计、建造和试验验证，6万吨级新型半敞口散货船各项技术指标均达到或超过了合同规定的要求，先后顺利交付了4条新型大开口散货船，在节油、排放、操纵等多方面赢得了船东好评。

参考文献：

中图分类号：U662.2

文献标志码：A

作者简介：莫中华(1969—)，男，硕士，高级工程师，研究方向为船舶总体和船舶结构。 [1]莫中华.散货船的双壳化[J].国际船艇,2004(1):27-28.王颖(1980—)，男，工程师，主要从事轮机设计。

收稿日期：2015-02-27