超大型集装箱船的发展

李 源

超大型集装箱船的发展

李 源

据劳氏数据库统计显示，世界范围内，船东首次开始订购万箱以上的超大型集装箱船是在2004年，当时马士基航运公司在旗下的欧登赛船厂订购了8艘15550TEU集装箱船。从那时开始，各大集装箱航运公司纷纷订购超大型集装箱船，截至2011年4月7日，共订购227艘超大型集装箱船，其中2006年、2007年和2008年为集中订购年份，共产生了近80%的订单。这些订单大部分集中在2010～2012年交付。

由于超大型集装箱船的建造难度大，目前主要集中在韩国几家大型造船厂，我国中远川崎也占有一定的市场份额。在所有船厂中，现代重工（含现代三湖）获得的订单量最大，共获得88艘船订单，其次为三星重工和大宇造船海洋，分别为53艘和51艘。

现代重工的超大型集装箱船系列

10000TEU～10050TEU级“COSCO Asia”号

2005年现代重工获得中远集团（COSCO）订购的4艘10050TEU集装箱船，首艘“COSCO Asia”号2007年8月交付，是韩国船厂建造的首艘超大型集装箱船。

“COSCO Asia”号为双壳体，边舱和底舱为燃油舱和压载水舱，其中两个底舱在货物装卸时也用于防横倾。船上设10个货舱，其中8个布置在机舱前部，提供32个集装箱货位，2个位于机舱后部，提供10个集装箱货位。货舱内最多可装载4882TEU，甲板上可装载5168TEU，船上配800个冷藏箱（FEU）插座，上甲板上设绑扎桥。采用麦基嘉公司吊离式舱口盖，每个舱口盖由4个面板组成，全船共有78个面板，每个面板重量不到40吨，可由岸上起重机轻松操作。

该船总长349米，型宽45.6米，型深27.3米，设计吃水13米，结构吃水14.5米，设计载重量90500DWT，结构载重量109900DWT，航速25.8节，燃油消耗量249吨/天，定员28＋6人，入LR级。主机采用现代重工生产的MAN B&W 12K98ME型柴油机，转速为94r/m时可提供68640kW的功率，90%最大持续功率。船上还配有4台现代重工生产的柴油机驱动的交流发电机，每台输出功率3325kW。同时主机上还装有一台KangRim废气利用装置。螺旋桨为叶梢外倾的6叶定距桨，空泡特性较好。船首装有1台3000kW的川崎推进器。船壳外表面采用无锡自抛光防污漆，可增加耐久性。

11400TEU～11388TEU级“CMA CGM Andromeda”号

2006年法国达飞海运集团向现代重工订购8艘11388 TEU集装箱船，合同总价值12亿美元。这批船中的首艘“CMA CGM Andromeda”号于2009年3月交付。

该船船宽较大，因此稳性好，不同的吃水条件下，均拥有较好的推进效率。船上设10个货舱，其中8个位于机舱前部，2个位于机舱后部。货舱内可装载5844 TEU，甲板上可装载5544TEU，船上设800个冷藏箱插座。采用吊离式舱口盖，每个舱口盖由4块面板组成，面板重量不到40吨，方便岸上起重机操作。船上设横跨的绑扎桥。该船采用优化截面形状的贝克舵以及叶梢外倾螺旋桨以减少空泡。为增加船壳外表面的耐久性，船上采用无锡自抛光防污漆和外加电流阴极保护系统（ICCP）。

“CMA CGM Andromeda”号是世界上首艘配有“燃油快速回收系统”的集装箱船，通过该系统可以在无需经过船壳的情况下对液舱的燃油进行快速回收，以防止海上油污染，该系统之前仅用于油船。

该船总长363米，型宽45.6米，型深29.7米，设计吃水13米，结构吃水15.5米，设计载重量97160DWT，结构载重量131260DWT，航速24.7节，燃油消耗量261.4吨/天，定员31＋8人，入BV级，主机采用1台现代MAN B&W 12K98ME-C7，最大持续输出功率为72240kW（104 r/m）。

同时，该船还拥有多项环保新技术。例如：采用电控主机，优化燃油和润滑油消耗，可以分别减少3%和25%的消耗；优化船体设计，采用前缘扭转舵（TLER）改进船舶水动力特性；安装前置设备，有利于在停靠时使用替代性电源。

三星重工的超大型集装箱船系列

14000TEU～13800TEU级“MSC Daniela”号

2008年底，三星重工向地中海航运公司（MSC）交付了当时世界上第二大集装箱船“MSC Daniela”号。该船总长366米，型宽51.2米，吃水15.6米，居住舱室可容纳38人。该船拥有7个主货舱和25个集装箱绑扎桥，装箱量为13800TEU，甲板上还布置有1000个冷藏箱插座。主机采用MAN B&W 12K98MC-C型低速柴油机，转速为104r/m时输出功率为72240kW，驱动1个直径为9100mm的6叶Mecklenburger Metallguss定距螺旋桨。此外，该船的辅机采用4台MAN B&W 7L32/40型中速柴油机，转速为720r/min时输出功率为3500kW，同时采用HSJ7 807-10P型交流发电机和7.2kV的三星配电盘。为提高船舶操纵性，该船除安装贝克舵外，还配有2个1700kW的川崎KT-157B5型船首推进器和2个直径为2200mm的4叶定距螺旋桨。安全设备包括2艘容纳34人的救生艇、4艘容纳20人的救生筏和4艘容纳6人的救生筏。

同时，“MSC Daniela”号的设计特点还包括，为满足SOLAS对大型集装箱船桥楼可视度的规定，该船将甲板室和机舱分离。甲板室的前移增加了装箱量，亦可减少压载水；桥楼和居住区位于燃油舱顶部，燃油舱位于甲板室下受保护的区域，满足IMO关于燃油舱保护的要求；船体采用高强度钢可减少船体重量和提高船体强度。

16000TEU级集装箱船方案

2007年，三星重工完成了16000TEU集装箱船设计方案。该型船长400米，宽57米，深30米，采用1台14缸81013kW（104 r/m）发动机驱动单桨，服务航速可达25节，目标航线为东亚至欧洲，经苏伊士运河。

据了解，该型船的设计方案中采用了双岛式上层建筑，驾驶室和生活区位于船前部，机舱位于船后部，燃油舱布置在生活区下方（常规的集装箱船驾驶室和机舱都位于船后方），驾驶室位于前部，增加了可视性，且与生活区布置在机舱上方相比，该方案船首区域的集装箱装载量可增加5%～6%。生活区的噪声水平和振动水平也较低。由于驾驶室和机舱分离，该船的强度得以加强，且操作效率增加了10%。

三星重工将1艘16000TEU集装箱船与2艘8000TEU集装箱船作过比较，结果表明，16000TEU集装箱船具备明显的规模经济，而且环保性更好，其燃油消耗量比2艘8000TEU集装箱船减少35%～40%。

大宇造船海洋的超大型集装箱船系列

18000TEU“3E”级集装箱船

2011年2月，马士基向大宇造船海洋订购10艘18000 TEU集装箱船，每艘造价1.9亿美元，将于2013～2015年交付。该船是目前世界上最大的集装箱船，被称为“3E”级，分别代表规模经济、能源效率和环境绩效。

它不仅是目前世界上最大的集装箱船，而且其环保特性也相当优异，该船单位集装箱产生的CO2排放量将比“Emma Maersk”号少20%，比目前亚欧航线上运营的船舶平均CO2排放量少50%。另外，其单位集装箱燃料消耗量将比未来几年将要交付的用于亚欧航线的13100TEU集装箱船减少35%。马士基称，还将在今年内下单建造另外20艘同等规模新船，预计总投入57亿美元，且该公司今后几年所有新造船都将采用与该型船同样的新技术。

该船长400米，宽59米，深7.3米，最高航速为23节，比“Emma Maersk”号低2节。降低航速使得船舶对动力的需求也降低了，该船动力需求仅为65000～70000kW，而“Emma Maersk”号的动力需求为80000kW。另外，该船采用双机双桨双尾鳍推进系统，该推进系统消耗的动力约比“Emma Maersk”号单机单桨推进系统少4%。

“3E”级船采用2个直径为9.8米的4叶螺旋桨，“Emma Maersk”号则采用1个直径为9.6米的6叶桨。“3E”级船的螺旋桨布置可提供更大的推进动力，桨叶数的减少降低了阻力。

“3E”级船采用2台MAN柴油机，每台可产生32065 kW的动力，燃料消耗量为168g/kWh。有消息称该船的推进系统可能采用大宇造船海洋与MAN柴油机公司合作开发的LNG推进系统。船上还安装了废热回收系统，可利用发动机废热，进一步减少了燃料消耗。

为减少船舶对环境的影响，该船所有建造材料都将记录在“摇篮至摇篮”护照中，这表示当船舶退役时，该档案将确保所有材料能以最安全、最有效的方法被重新利用、回收或处置。

由于尺度的限制，18000TEU集装箱船将仅能用于亚欧航线，能停靠的港口很少。有分析机构认为，这些船舶交付后，可能穿梭航行于两个主要港口，再使用其他小型船舶将货物运送到支线。这样的运营模式将会极大地改变目前的集装箱航运市场。实际上在干散货航运市场也在开发类似的运营模式，比如即将交付的巴西淡水河谷“中国最大型”矿砂船将在巴西和中国之间穿梭运输铁矿石。

STX公司建造的超大型集装箱船系列

13000TEU～13000TEU级“MSC Beryl”号

2007年，STX造船公司从希腊NIKI航运公司接到9艘13000TEU集装箱船订单，合同总价值15亿美元。2010年9月，首艘“MSC Beryl”号成功交付。

该船是首艘13000TEU以上，且满足IMO能效设计指标（EEDI）要求的集装箱。该船长365.8米，宽48.4米，深29.9米，入GL级。在设计水深下，持续功率为85%MCR时，服务航速为25.2节，最大航速可达27.5节，时续航力超过20600海里。甲板上可装载1150FEU独立冷藏集装箱，并可采用集装箱运输危险品。

主机采用1台STX MAN B&W 12K98MC-C7型柴油机，输出功率为98280BHP（104 r/m），与STX设计的9.3米直径螺旋桨相匹配。该船的设计还充分考虑了船员对舒适生活环境的需求，采用了STX特有的螺旋桨设计，使得生活区的振动较低，小于1.0mm/sec，与高级别旅游船相当。船上安装扭曲全吊舵（twisted full spade rudder），能效增加约2%～3%。

当在港时，“MSC Beryl”号使用替代船用动力（AMP）系统，能利用岸上电源，减少废气的排放。另外，该船可使用含硫量少于0.1%的低硫柴油，可减少硫化物排放量。

22000TEU集装箱船方案

2008年，STX造船公司向外界透露完成了22000TEU集装箱船的开发，该船型长460米，宽60米，高30米，甲板区的宽度相当于4个足球场。开发了单桨和双桨两个版本，单桨的情况下航速可达24～26节。该船经济效率较高，与已有的超大型集装箱船相比，单位集装箱的运输成本可减少40%以上。

欧登赛船厂建造的超大型集装箱船

15550TEU“Emma Maersk”号

2006年8月，世界首艘超大型集装箱船“Emma Maersk”号在丹麦欧登赛船厂下水，迄今为止该船型共建造了8艘。该船长398米，宽56.4米，马士基过去曾称该船的装箱量为11000TEU，这实际上是由于计算方法的不同，马士基按每箱14吨计算，该船可装载11000TEU，而按通常的最大装箱量来算则是15550TEU。

该船与前一代相比，长度上并未增加太多，但宽度增加明显，型宽达到了56米。该船与同时期的集装箱船在外观上区别明显，甲板室和烟囱布置在船中部，整个结构宽度较小，顶部是一个全宽的封闭式驾驶桥楼。由于船型较大，该船首次采用了大型14缸直列式柴油机，柴油机上配4台ABB TPL85-B涡轮增压机。另外，该船采用1个重量为135吨，直径9.6米的Mecklenburger Metallguss螺旋桨，转速102r/m时航速可达25节，经苏伊士运河往返亚欧航线仅需63天。

船上采用一套废热回收系统，将1台蒸气涡轮与1台ABB动力涡轮PTL3200发电机相连，可提供8500kW的额外功率，由此可节省10%以上的燃油消耗。船的首尾各安装一个推进器，每台可产生25t的横向推力，协助船舶操纵。船上还安装可在海上冲洗压载水舱、在港时将压载水在舱室间移动的系统。水下船体采用硅树脂涂层，增加流线型效应，每年可节省1200吨燃油。

在超大型集装箱船领域，马士基航运公司一直在引领潮流，2004年该公司向旗下的欧登赛船厂订购了世界上第一艘超大型集装箱船15550TEU的“Emma Maersk”号，掀起业界订购万箱以上集装箱船的风潮，2011年马士基10艘18000TEU集装箱船的订单又成为业界的一枚重磅炸弹。18000TEU集装箱船不仅装箱量巨大，而且采用众多新技术，增加环保性的同时大大节省了运营成本。

其实，综观以上列举的几型超大型集装箱船，可以发现该船型越来越多地采用环保技术，比较常见的有主机废热回收技术、在港时使用岸上电源、优化船体设计和采用环保涂层等。因为超大型集装箱船本来就是为了产生规模效应，降低运营成本而生的，在油价越来越高涨的现实下，船东也只会对燃油效率高、使用成本低的船型感兴趣。

另外，当船型越来越大时，设计者必须对船型作较大的改变才能解决存在的技术难题，同时越来越严格的规则规范要求也使得建造厂持续开发新船型。比如，较明显的一点是，早期的万箱级“COSCO Asia”号在船型设计上与常规的集装箱船类似，上层建筑布置在距船尾1/4船长的位置上，15550TEU的“Emma Maersk”号则将上层建筑前移至近船中处，而到了三星重工16000TEU的开发方案将上层建筑进一步前移。从马士基的18000TEU集装箱船效果图上看，上层建筑也是位于偏前部的位置。这样的布置使驾驶室视线更好，增加集装箱装载量，降低生活区噪声，还可增加船体强度。

With the integration of the global economy accelerating, the volume of global trade is experiencing fast growth, and the trend of very large container ships has become more and more evident. Since it is diff i cult to build very large container ships, currently the construction of such container ships is the business of only a few shipyards in South Korea. We have selected to introduce the following types of very large container ships:

“MSC Daniela” of 14000 TEU~13800 TEU

MSC Daniela has an overall length of 366m, molded breadth of 51.2m and a draught of 15.6m. Its capacity is 38 persons. It has 7 main holds and 25 container strap bridges, and its enchase volume is 13800 TEU. It also has 1000 deepfreeze sockets on the deck. Its main engine adopts MAN B&W 12K98MC-C slow speed diesel engine.

The design features of “MSC Daniela” are as follows:Firstly, the deckhouse and engine room are separated in order to comply with SOLAS’ requirements as regards VLGC’s visualization. The forward lead of deckhouse increases the enchase volume and reduces the ballast water. Secondly, the bridge and the residential area are located at the top of the bunker oil hold, which lies in the protected area under the deckhouse. This complies with IMO requirements for the protection of bunker oil hold.Thirdly, the hull adopts high-intensity steel to reduce the hull weight and to increase the strength of the hull.

“3E” container ship of 18000 TEU

The biggest container ship at present in the world is called 3E class containership. This container ship is excellent in eco-friendliness. The CO2it emits is 50% less of the average CO2emission produced by the ships which are now trading between Asia and Europe. This ship has an overall length of 400m, molded breadth of 59m and a draught of 7.3m. Its maximum speed is 28 knots, and it adopts the double-engine, double-propeller and doublestem fi n propulsion system.

“Emma Maersk”

In August 2006, the first VLCS in the world “Emma Maersk” was launched in Denmark Odense Steel Shipyard. So far 8 ships of the same type have been built. The ship has an overall length of 398m and the molded breadth of 56.4m. Compared with the container ship of last generation, the length of the ship is not much different, but the molded breadth has been increased to an obvious extent, and the molded breadth is as wide as 56m. “Emma Maersk” is different in its outer appearance from the other container ships of the same time, with its deckhouse and chimney arranged in the middle, the width of whole structure smaller and a full width of enclosed navigation bridge on the top. Due to its large size, the ship for the first time adopts the large-scale 14 vat inline arrangement diesel engine, and 4 ABB TPL85-B TC.In addition, the ship adopts Mecklenburger Metallguss propeller which is weighted at 135t and has a diameter of 9.6m. The rotation speed can reach 102 r/m, and the speed can reach 25 slot/h. It takes the ship only 63 days to finish a round trip between Asia and Europe via the Suez Canal.

The Latest New Trend of VLCS

By Li Yuan