30000dwt载货教学实习船总体设计

杨 博，王德安，曹山林，武雄丽，万 芳，东 昉

（1. 上海船舶研究设计院，上海 201203；2. 大连海事大学，辽宁 大连 116026）

30000dwt载货教学实习船总体设计

杨 博1，王德安1，曹山林1，武雄丽1，万 芳1，东 昉2

（1. 上海船舶研究设计院，上海 201203；2. 大连海事大学，辽宁 大连 116026）

上海船舶研究设计院为大连海事大学研发设计的30000dwt载货教学实习船主要用于航海类专业学生的教学、实习和科学研究，兼顾散杂货、工程件和集装箱运输，是达到国际先进水平的远洋重吊多用途教学实习船。从教学实习、货运、安全性、先进性和节能环保等方面介绍该船的总体设计特点。

教学实习船；多用途货船；绿色环保船；安全性；先进性

0 引 言

上海船舶研究设计院为大连海事大学设计的30000dwt载货教学实习船属于重吊多用途载货教学实习船。该船于2014年7月28日在大连中远船务工程有限公司开工建造，2015年11月27日下水，2016年6月完工并交付使用。

该船是目前世界上技术领先、吨位最大的重吊多用途载货教学实习船，功能齐全、绿色环保，每年可供在校学生完成147班次的实习任务，为培养高素质航海人才发挥重要作用。此外，其每年获得的经济收益可实现“以船养船”。

1 船型简介

该船作为教学实习船，主要用于航海类专业学生的教学和实习，并可进行航海科学与技术、轮机工程、环境工程及交通信息工程与控制等学科的科学研究和试验。该船作为载货船，属于单机单桨、低速柴油机推进的现代化超灵便型多用途船[1]，适于装运谷物、煤、金属浓缩物、盐、糖、袋装水泥、碎金属和矿石等散货，农作物、钢卷和木材等杂物，以及重大成套工程设备和集装箱。

该船设有倾斜船首，带球鼻，方艉，低速柴油机驱动，配有固定螺距螺旋桨和消涡鳍，并设有艏侧推器。船体设有一层连续的干舷甲板、艏楼、艉楼和7层甲板室，所有住舱（包括驾驶桥楼和机舱）都位于艉部。干舷甲板以下从船首至船尾依次设有6道水密横舱壁，将全船分隔为艏尖舱、4个货舱、机舱和艉尖舱。所有货舱均为大开口箱型结构，第1货舱为单舱口，第2～第4货舱为双排货舱口。所有货舱均设有液压折叠式舱盖，第1货舱设液压折叠式二甲板舱盖，第2～第4货舱设吊离式二甲板舱盖。船体上部设有2台240t 重型起重机和1台50t 起重机。货舱内可装载8列集装箱，甲板上可装载11列集装箱。该船自动化程度高，总布置图见图1。

该船按照中国船级社规范设计，且符合中国船级社Green Ship - II级绿色船舶的要求。除满足相关国际公约之外，还满足苏伊士运河航行规则、巴拿马运河航行规则和澳大利亚码头对货舱通道的要求。该船的主要尺度和参数见表1。

表1 30000dwt载货教学实习船主要尺度和参数

续表1 30000dwt载货教学实习船主要尺度和参数

2 主要设计特点

2.1 教学实习

由于该船会载有较多实习生和船员，因此为充分保证教学实习功能并提供舒适的实习和生活环境，对该船上层建筑和机舱区域的布置进行了认真研究设计，既要考虑舒适性和功能性，也要考虑合理性和安全性等因素。艉楼以上共设有7层甲板室，顶层为驾驶室和实习海图室，往下依次是高级船员居住区、实习生居住区、教学实习和科研场所、餐厅和普通船员住舱。实习生实习和生活的区域相对集中，与船员工作及生活的区域分隔明显[2]。整个上层建筑居住区域为一个主竖区，设有2个室内逃生通道和2个室外逃生通道。上述逃生通道宽敞、路线清晰，便于逃生（见图2）。

2.1.1 教学和科研

该船设置多媒体教室、实习海图室、机舱控制室、网络中心、图书室和教师办公室等教学设施。2间多媒体教室可容纳60名实习生（每间30名），教室内设有计算机、投影仪、大屏幕、电视机和局域网接口等，驾驶台和机舱的数据可通过局域网传送到教室内供实习生实时观看。驾驶室后面为实习海图室，实习海图室内设有海图桌（共2张，每张配有1套海图作业工具）及实习控制台。该控制台上设有舵角指示器、电子海图复示器、雷达和航速指示器等，可显示船舶的实时数据供实习生学习；同时，实习生可通过前面的玻璃窗观察驾驶室内船员的操作情况。机舱集控室空间宽敞，能同时满足 30名实习生的教学实习活动需求。主机和发电机等设备处设有宽敞的通道，便于实习生现场学习。

该船作为超灵便型多用途船，适于载运散货、集装箱和大型工程设备等货品，实习生可由此学到不同货物装卸和运输的专业知识。此外，该船配备的各种设备（如重型甲板起重机、液压折叠式舱盖、活动二甲板及货物绑扎装置等）极大地丰富了实习生对甲板机械的结构形式、工作原理、操作和日常维护等知识的学习。

为绝对保证航行安全，尤其是在校企合作的运行管理模式下保证实习生的安全，该船不配实习驾驶台和单独的实习驾驶室，实习生可通过实习海图室内的航海模拟器进行操船练习，如确有需要，少数实习生可在船长及教师的指导和监督下进入驾驶室进行操船练习。

2.1.2 实习和生活

舱室布置满足《2006年海事劳工公约》对货船和特种用途船的要求，卧室和餐厅均自然采光，船员和教师的房间均为单人间，实习生房间为3人间或4人间。除了餐厅、娱乐室、会议室、健身房和贵宾接待室等公共场所之外，还设置有大面积的露天活动甲板、网络中心和图书室。宽敞的实习生餐厅可容纳 90名实习生同时用餐，地板面积≥1.5m2/人。为提高住舱的舒适性，舱室净高≥2.2m。艉楼甲板与D甲板间设置电梯。

合理设计上层建筑结构，优化船体线型改善艉部伴流场，选用大侧斜螺旋桨控制脉动压力，分区布置空调系统，进行振动和噪声的分析与计算，根据计算结果进行优化，以有效控制船体振动和噪声。

2.2 多用途货运

2.2.1 货舱

该船货舱区为双层底和双壳舷侧结构，共设有4个货舱。为适宜装载不同种类的货物，4个货舱的长度各不同（分别是28.8m，32.0m，38.4m和25.6m）。第3货舱最长，可装载特殊规格的超长货物。货舱为大开口箱型结构，舱壁为垂直平面，舱口围与货舱尺寸保持一致，便于运输大件货物。第2～第4货舱为双排舱口，设有中纵舱壁，纵舱壁将货舱分隔成左右2个舱，增加了货物装载的灵活性。相对于单舱口，双舱口的横向跨距仅为其 1/2，可极大地减少舱口的扭曲变形，且货舱舱盖的设计厚度相应减小，降低了船体结构和货舱盖的质量[3]。货舱中纵舱壁的功能多、结构复杂，是该船设计的重点和难点。该舱壁只能承受垂向作用力，不能承受横向作用力，用以支撑货舱盖和活动二甲板。舱壁设有4层埋入式活动二甲板支撑件和货物绑扎眼环，并设有货舱除湿器的上下2层热风通道。舱壁下部设有开口，便于人员横向通行，也可避免破舱时船舶因横倾过大而失去稳性。

2.2.2 货舱盖与活动二甲板舱盖

为适宜装载集装箱，货舱口设置为大开口，各舱口的尺寸是：第1货舱舱口长19.20m，宽19.18m；第2货舱舱口（左和右）长32.00m，宽10.48m；第3货舱舱口（左和右）长38.40m，宽10.48m；第4货舱舱口（左和右）长25.60m，宽10.48m。考虑到货舱舱盖的开启时间和方便操作，该船的货舱舱盖设置为液压折叠式舱盖。

第1货舱内设有2层液压操作的活动二甲板舱盖，第2～第4货舱内设有2层吊离式活动二甲板舱盖，可放置在4个高度位置上，极限情况下可将某个货舱自上而下分隔成5层货舱。各层货舱的净高分别为最上层3.522m、中间3层各2.019m和最下层3.921m，便于装载不同高度的杂货。分舱组合多样，不仅可避免货物相互挤压造成货损，而且有极强的货物分票能力[3]。活动二甲板舱盖可临时放置在露天舱盖和除第1货舱以外的集装箱箱角上。当不使用活动二甲板舱盖时，可将其存放在第3和第4货舱内。

从上层建筑至第2货舱盖前端，货舱上方约110m长的平整空间可用于装载超长设备或工程件。2.2.3 起重机

在第3货舱左舷前后各配备1台240t重的起重机，联吊能力达480t，可用于装卸大型货物，满足运输海洋工程设备和其他超大型工业设备的需求。同时，为提高吊装速度，在第1和第2货舱中间配备1台50t重的起重机，用于吊装集装箱、杂货等一般货物。

2.2.4 危险品装载

危险品分类标准中的1～9类危险品货物可装载在舱盖上和第1货舱内，1.4s～9类危险品可装载在第2～第4货舱内。

2.3 安全性

由于教学实习船的特殊性，船舶的安全性至关重要，既要满足训练船的要求，又要满足多用途船的要求。根据国际海事组织MSC.266(84)决议及其修正MSC.299(87)决议，海事人员训练船应作为特种用途船舶，满足2008年《特种用途船安全规则》的要求。《特种用途船安全规则》根据船上所载人员的数量，对《国际海上人命安全公约》（SOLAS）各条款的适用性作了明确要求。

2.3.1 完整稳性

完整稳性按照2008年《国际完整稳性规则》对客船的要求进行计算，计算的典型工况总结见表2。

表2 完整性计算的典型工况总结

续表2 完整性计算的典型工况总结

表2中给出工况的完整稳性计算结果全部满足要求。此外，谷物装载满足《国际散装谷物运输规则》的要求。

2.3.2 破舱稳性

根据2008年《特种用途船安全规则》的要求，该船属于载运60～240人的特种用途船。破舱稳性计算应满足客船的要求，但要求的分舱指数R值可根据人数用线性差值确定，且各吃水下达到的分舱指数A值都要≥0.9R[4]。破舱稳性计算结果如下。

1) 纵倾0m，左舷：要求分舱指数R=0.60313，达到的分舱指数A=0.67790。该工况下的破舱稳性计算结果见表3。

表3 纵倾0m，左舷工况下破舱稳性计算结果

2) 纵倾0m，右舷：要求分舱指数R=0.60313，达到的分舱指数A=0.64874。该工况下的破舱稳性计算结果见表4。

表4 纵倾0m，右舷工况下破舱稳性计算结果

3) 纵倾-1.0m，左舷：要求分舱指数R=0.60313，达到的分舱指数A=0.62469。该工况下的破舱稳性计算结果见表5。

表5 纵倾-1.0m，左舷工况下破舱稳性计算结果

4) 纵倾-1.0m，右舷：要求分舱指数R=0.60313，达到的分舱指数A=0.61281。该工况下的破舱稳性计算结果见表6。

表6 纵倾-1.0m，右舷工况下破舱稳性计算结果

此外，加算了不规则双层底的底部破损，均为合格。

2.3.3 救生

救生设备的布置要同时满足对客船和货船的要求。船舶两舷救生艇均要能承载全部船上人员，且每舷各有1艘救生艇兼救助艇，有效保证实习生和船员的生命安全。

2.3.4 防火

按照SOLAS对客船防火、探火和灭火等方面的要求进行相关设计，满足《消防安全系统规则》（FSS Code）对客船的要求。尤其注重合理设计撤离路线、人员分流、走廊和梯道的宽度及集合站的位置，并按照MSC.1/Circ.1238《客船撤离分析指南》计算该船的撤离时间。

2.3.5 防海盗布置

设置防海盗安全舱，安装视频监控系统。安全舱内配铱星电话、应急食品和其他必要的生活设施。在驾驶台、机舱集控室、船首、船尾和人员通道等必要场所设置一定数量的摄像头，以加强保安管理和预防偷渡。

2.3.6 应急响应服务

申请应急响应服务，中国船级社（CCS）船级符号为ERS，由CCS建立与稳性和结构强度相关的数据库。一旦船舶处于紧急状态（如遭遇海上碰撞、搁浅、溢油等），应船东申请，CCS启动应急响应程序，按船东的要求进行破舱稳性、破损强度及溢油的计算分析，为协助船舶脱离危险提供技术支持，为船东/船长作出最终决策提供参考意见，有效保证船舶在紧急状态下的安全。

2.4 先进性

2.4.1 先进的教学实习及科研设施

该船配备有航海模拟器和轮机模拟器系统，可通过实习控制台及其屏幕组成的模拟操作系统进行模拟操作。此外，该船还配备WAVEX雷达波浪监测仪、光纤陀螺罗经、自动气象仪、船舶应力测试系统、北斗卫星定位系统和气象检测系统等科研设备。

2.4.2 先进的货运功能

该船货运功能先进，属于新一代超灵便型重吊多用途船，揽货能力强，尤其适合成套大型工程件的运输，属于高附加值船型，可应对多变的海运市场环境。

2.4.3 自动化程度高

该船配备国际先进的通信导航设备，采用综合驾驶台系统（IBS）。该系统具有控制、检测、保安、航行规划、驾驶台报警、仪表控制、电子海图及其他航行信息显示等功能。驾驶室的设备组成和布置按照CCS规范——一人桥楼附加船级符号“OMBO”入级，并按照对桥楼设计要求最高的挪威船级社（DNV）船级符号“NAUT-AW”进行设计。

机舱自动化按照CCS规范——无人机舱“AUT-0”设计并入级。另外，主机配备智能燃烧检测、活塞运行可靠性检测和轴承磨损检测等设备。

该船安装重型起重机逆功吸收装置，确保起重机作业安全和电网稳定。

2.5 节能环保

2.5.1 绿色船舶

该船申请了CCS绿色船舶规范Green Ship-Ⅱ绿色船舶（Ⅰ级最低，Ⅲ级最高，其中Ⅲ级为长期在排放控制区航行的要求）和 EEDI-Ⅱ[7]级能效设计附加船级符号并按此标准进行设计。通过型线设计优化和合理的主机选型[6]等措施，EEDI初步验证结果能达到杂货船phase2阶段（2025年）的要求，低于基线约20.79%（要求值为11.59g-CO2/(t·n mile)，达到值为9.18g-CO2/(t·n mile)）。同时，生活污水系统按照Green Ship-Ⅲ进行设计。

另外，该船还申请了CCS的其他多个绿色船级符号，包括Clean洁净船舶、FTP燃油舱保护、GWC灰水控制、AFS防污底系统、BWMS压载水处理及AMPS高压岸电等[6]。

2.5.2 节能环保措施

该船在方案设计阶段论证了多项节能环保措施的可行性，包括风能、太阳能等新型能源，最终在实船上采用的节能环保措施为：

1) 选用Wärtsilä 6RT-Flex58T-D低速电喷柴油机，降功率使用，以获得更低的单位主机油耗[7]；

2) 采用高效螺旋桨设计和消涡鳍；

3) 安装压载水处理系统[7]，能满足压载水置换的要求；

4) 空调分区控制并使用变频空调器，个别分区采用能量回收系统做到100%新风[7]；

5) 使用变频冷却海水泵[7]；

6) 应用真空污水收集系统[7]；

7) 安装远程燃油检测系统；

8) 安装高压岸电船载系统；

9) 全船应用LED照明。

3 结 语

该30000dwt载货教学实习船性能优良、功能齐全、技术先进、绿色环保，不仅可很好地满足学校教学实习和科研的需求，而且揽货能力强、经济性好，必将担负起大连海事大学培养航海类专业高级人才的重任，提升其国际影响力。

[1] 胡劲涛. 超灵便型多用途船舶的开发和设计[J]. 船舶设计通讯，2006 (S1)： 3-9.

[2] 俞赟，吴正廉，吴飞. 载货兼教学实习船的开发与设计[J]. 船舶与海洋工程，2015, 31 (5)： 6-10.

[3] 杨博. 31000dwt多用途船总体设计[J]. 船舶设计通讯，2011 (2)： 21-26.

[4] 孙小江. 最新特种用途船安全规则对分舱设计的影响分析[J]. 船舶与海洋工程，2014 (2)： 58-61.

[5] 朱永峨，孙武，李路，等. 能效设计指数EEDI功率曲线的直接计算方法[J]. 船舶与海洋工程，2013 (2)： 62-66.

[6] 袁亮，杨捷，顾璞，等. AMP系统在集装箱船上的应用研究[J]. 船舶与海洋工程，2013 (3)： 46-49.

[7] 武雄丽，杨玮. 载货教学实习船轮机方案设计[J]. 船舶设计通讯，2013 (S1)： 32-35.

General Design of a 30000dwt Training Ship

YANG Bo1，WANG De-an1，CAO Shan-lin1，WU Xiong-li1，WAN Fang1，DONG Fang2
（1. Shanghai Merchant Ship Design and Research Institute, Shanghai 201203, China；2. Dalian Maritime University, Dalian 116026, China）

The 30000dwt training ship designed by Shanghai Merchant Ship Design and Research Institute (SDARI) for Dalian Maritime University is an advanced ocean going multi-purpose training vessel with heaving lift. It is engaged mainly in teaching, training and research works of the students majored in navigation, and subsidiarily in the transportation of bulk cargo, machinery pieces and containers. This paper briefly introduces the features of the ship in terms of teaching and training, cargo transportation, safety, advancement, energy saving and environmental friendliness, etc.

ship for education and training; multipurpose cargo vessel; eco-friendly ship; safety; advancement

U674.13+8

B

2095-4069 (2017) 01-0015-08

10.14056/j.cnki.naoe.2017.01.004

2016-03-16

杨博，男，高级工程师，1981年生。2005年硕士毕业于哈尔滨工程大学船舶与海洋结构物设计制造专业，现从事船舶总体设计和研发工作。