3种20000t多用途重吊船船型总体设计特点分析
2011-05-07金杨波
马 民,金杨波,陈 汶
(沪东中华造船(集团)有限公司,上海 200129)
0 前 言
重吊船是指自身装备重型起重设备的远洋运输船,该型船可在无起重设备的港口之间航行装卸,避免受码头条件限制而影响营运。
随着全球经济的一体化、世界贸易迅速发展,海上大件运输的需求量随之增加。近年来用于大件运输的多用途重吊船应运而生。
从事大件运输的世界四大航运公司之一的德国贝鲁加(Beluga)集团公司,已把重吊船和海工装备作为它的发展方向。
2006年底,德国贝鲁加航运公司与沪东中华签订了10+4艘20000t多用途重吊船的建造合同。该系列船包括3种船型:1×120t+2×400t船型 ;1×180t+2×700t船型; 2×1000t船型(取消右舷吊车)。分别记为:P2-800,P2-1400和P3-2000。
1 总体主要技术指标和特点
1.1 船型特点
该系列型船为目前世界新颖的功能强大的多用途重吊船,属高技术、高难度船舶。其主要特点如下:
1)总布置方面,2个货舱,单桨,机舱和上层建筑设于尾部、柴油机经减速齿轮箱驱动,前部右侧布置1台120t或180t吊车,后部左侧置1台400t或700t吊车;第3种船型是2×1000t船型(取消右舷较小吊车)。
2)装货品种齐全,兼装集装箱、包装危险品、大件、普通散货等;适应航运市场的多样化需求。
3)该船起吊能力强大,可以连吊,其中,P2-1400和P3-2000系列经补充安装可装卸平衡浮箱后,大大提升了船舶稳性和浅吃水状态下的起重能力。
4)前后布置2台功率横倾泵,补偿起重过程中产生的不平衡力矩。不需要借助外力,即可满足作业过程中苛刻的稳性要求,确保船舶安全。
5)机舱布置2台压载水处理装置,满足最苛刻的港口压载水处理指标。全船油舱双壳保护,真正具备绿色环保的最新设计理念。
1.2 船级、挂旗及规范、规则
该船首制船悬挂德国旗,符合SBG规定,入德国劳氏船级社。 船级为:
GL · 100 A5 E 3 IW;
· MC AUT ; Multi Purpose Dry Cargo Ship Strengthened for Heavy Cargo;
· Solas 2002 II-2 part G, reg.19;
· Ice Class E3 (1A acc Finnish/Swedish reg.);
· Equipped for carriage of containers;
· EP (Environmental Passport)
该船满足悬旗德国旗的相关要求、规定和在铺龙骨前生效的所有的规范与规则,以及一些国家和区域的特殊要求,例如美国海岸警卫队的要求等。
1.3 主要参数
总长(oaL ) 168.68m
垂线间长(ppL ) 155.79m
型宽(B) 25.20m
型深(H) 13.85m
设计吃水(dT) 8.10m
结构吃水(sT) 9.50m
结构吃水载重量 20000t
主机类型 MAN-B&W 7L58/64
最大功率(MCR)×转速 9800kW×428r/min
服务航速 17kn
定员 27人
1.4 总布置图
见图1。
图1 总布置图
2 船舶设计特点
2.1 线型设计及模型试验[1]
在研究和分析了国内外优秀船舶线型的基础上,综合考虑了多用途船线型的设计经验,绘制了该船的线型,见图2。
图2 线型图
将此线型委托HSVA船模试验,结果见图3。
不同吃水下的航速为:
1)螺旋桨收到功率8500kW下,设计吃水8.1m,服务航速可达sV=17.45kn;
2)最大吃水9.5m,航速可达sV=17.14kn;
3)压载吃水7.0/7.5m,航速可达sV=17.75kn。
2.2 完整及破舱稳性
20000t多用途重吊船船体总长168.68m,只有2个货舱,第一货舱长度为23.68m,为了满足运输超大物件的需要,第二货舱长度达到了83.14m,总体舱室划分为非对称布置。
该船对船舶破舱稳性提出了很高要求,在设计和建造的各个阶段,经与船级社密切合作,运用概率论破舱稳性的计算方法作大量评估和预测,校验破舱稳性满足分舱指数的规范要求,适时做出设计调整。如果为了保证安全,余量取得太大,则直接影响装载灵活性,所以在整个设计和建造过程中对关键进水位置适时校核。为了更大程度地增加装载灵活性,甚至取消了货舱中间位置货舱通道。
图3 船模试验结果
重量的不对称分布是重吊船特点,因而在下水方案、码头吊重试验、码头浮箱极限强度试验等都需要精心设计配载方案,兼顾稳性、弯矩、剪力、扭矩、浮态、重心高度等诸多因素,配合横倾系统的合理应用,做到了风险可控,安全高效。
2.3 燃油舱保护
该船实现了燃油舱的整船完全双壳保护,完全符合MARPOL 12A[2]关于燃油舱保护的规则,见图4。
图4 燃油舱布置
2.4 灵活的平衡浮箱设计
图5 平衡浮箱布置
该船前后左右两侧设置四个平衡浮箱悬臂梁插槽,见图5。以配合重吊时安装浮箱,因而合理设计悬臂梁长度,兼顾装卸货浅吃水港口的稳性要求。悬臂梁平时舷侧储藏,使用高效。
2.5 横倾舱/压载舱/横倾泵的合理布置
该船舷侧横倾平衡水舱/压载水舱的双层布置,兼顾破舱稳性的分舱要求和大件货装载状态调节重心的要求。 二号货舱前后各布置一个横倾泵,横倾舱通过阀的合理连接,压载水快速调拨,使船舶起吊重物时迅速恢复平衡状态。
3 结 语
该船为目前世界上起重能力最大的多用途货船之一。尽管由船东提供设计,但沪东中华在详细设计和建造过程中所遇到的问题及处理问题的思路,给今后自行设计积累了经验。
[1] Model Tests for a 20500dwt Heavy Lift Carrier[Z].
[2] MAPPOL, Annex, Reg.12A (as amended by MEPC.Res.141 (54))[S].