27000 DWT多用途散货船总体设计概述

张卓颜绪杨军

（上海船舶研究设计院，上海 200032）

0 引言

全球金融危机使火爆的航运市场骤然降温，各种船型的船价及运价大幅降低。随着低炭、节能、绿色环保的理念日益增强，船舶降速已成为近年来的主流趋势。多用途船以其揽货能力强、货源丰富、航速适中等优势，受到船东的广泛青睐。

27000 DWT多用途散货船是我院为中远航运股份有限公司开发设计的现代新型多用途散货船，分别在口岸、黄埔两个船厂建造共14条，其中10条稍有改型。该船型于2007年7月开始建造，其首制船于2009年5月顺利交付船东，载重量、航速在内的主要性能指标均达到合同要求，船东对该船型的设计表示满意。

该船型兼备散货船和集装箱船的特征，并申请了Container Ship/Bulk Carrier双船级符号，设计上满足散货船结构共同规范（CSR）要求。该船的主要特点是设备多、结构复杂，特别是二甲板数量繁多并设有固定的存放位置，能够满足船东的多种装载需求，适合全球航行。

该船满足所有当时颁布的新规范，包括结构共同规范、燃油舱保护规则、检验通道规则、新破舱稳性规则、PSPC等。

1 总体设计概况

27000 DWT多用途散货船是一艘单机单桨、柴油机推进的现代化多用途散货船，适合于全球航行，用于运载矿砂、煤、谷物、盐、化肥、水泥等散装货物，以及集装箱、钢卷、载货及木材等，并适合于装载危险品。

该船设计为倾斜船首柱带球鼻和方尾，采用定距桨，设置首侧推器。机舱、起居处所及驾驶室位于船尾部，有首、尾楼。该船设有单层连续甲板，共五个货舱，第一货舱为典型单壳散货船横剖面形式，可用于收纳二甲板舱盖；其余4个货舱为大开口双壳箱型结构，配备8对液压折叠式舱盖，货舱双层底考虑重货加强，主甲板配备2台单起重机和1台双起重机，联吊能力可达180 t。该船设有两层活动式二甲板，便于装载杂货和谷物，总布置图见图1。

该船的主要尺度和参数如下：

图1 总布置图

2 主要设计特点

该船是同时满足散货船和集装箱船规则要求的多用途船，满足SOLAS对于散货船最新的定义要求，在载运货物品种、总体分舱布局、货舱结构形式、甲板舾装设备等方面有其独特之处。在总体布置和性能方面具有功能多、设备多、布置紧凑、结构复杂等特点。

2.1 船舶总体布置

该船的货舱设计为双壳大开口箱型货舱，第二、三、四、五货舱最大宽度为23.6 m，开口宽度达到船宽的86.8%，首楼延伸至第二货舱后端。货舱内和甲板上可分别装载8列5层以及11列6层标准集装箱。为了使货物分票方便以及减少船体结构和舱盖的重量，该船的第二至第五货舱设计成左右双排货舱口，在船中心线处自下而上设三道纵向箱型梁，这样的设计使货舱保持左右连通以满足船东各种装货需求。上甲板货舱舱盖采用一次液压折叠形式，二甲板舱盖采用吊离形式。货舱内的各种绑扎件、通道门、通风件、固定照明灯具和梯道均为埋入式的，不突出于舱壁外，保证了货舱内壁的平整。该船设置两层固定式二甲板，二甲板舱盖数量非常多，出于对二甲板舱盖收藏以及首部线型对货舱影响的考虑，第一货舱长度仅为9.8 m，主要用于舱盖收藏，同时该货舱设计为典型的单壳散货船剖面形式以满足CSR对散货船货舱形式的要求。该船设有两对燃油储存舱位于第三、第四货舱之间，并采用双舷侧形式，机舱区域的燃料油舱采用单舷侧结构，使得尾部狭小的机舱空间得以充分的利用，满足概率算法的燃油舱保护规则。

2.2 二甲板的布置

为了使装运形式更加灵活，该船设计了有两层固定位置的活动式二甲板。该二甲板为吊离式，水平搁置在货舱内可将货舱上下分割，便于装运各种杂货。对于谷物装载，通过二甲板将大开口的箱型货舱进行分割可以有效地降低谷物倾侧力矩，改善装载谷物时的稳性问题。由于该船采用固定位置的二甲板设计，因此二甲板舱盖的数量非常多，共配备72块，处于对船舶管理的考虑，仅有6种不同的尺寸，最多的一种有50块，舱盖通配率非常高。由于二甲板数量明显多于一般多用途船，该船设置了主要用于收藏二甲板的第一货舱，来解决二甲板随船收藏的难题。二甲板不用时，大部分收藏在第一货舱内，其余堆放于上层建筑前端以及首楼甲板上，并用导轨加以固定。将不使用的二甲板收藏在第一货舱，有利于降低船舶的重心提高稳性，第一舱不装货还可以有效的避免首倾，而将收藏位置设置在首部，可以充分利用首部的狭窄空间，提高舱容利用率，可谓一举多得。

2.3 甲板吊的布置

为了提高装卸效率以及港口适应性，该船在货舱区首部、中部及尾部布置了4台起重机，其中中部的起重机为由2台45 t起重机组成的双吊，在一个吊柱上同时配有两个吊臂，能随着吊柱同时回转，还能各自独立回转。这样既能发挥2台起重机的功能，又能与尾部90 t的起重机进行联吊，形成180 t的起吊能力，双吊的使用减少了1个吊柱，节省了多用途船本就紧张的甲板面积，方便了其他设备以及通道的布置。该船4台起重机布置在船中心线位置，避免了布置在一舷所带来的舱室不对称布置、甲板通道狭窄、建造时重心位置控制难度大等问题，同时也有利于减小起吊时的横倾。考虑到起重机布置在中间也会对驾驶室视线带来不利影响，该船將驾控台的布置偏向右舷，以满足有关规范对操作盲区的要求，改型后的系列在满足视线前提下，更加方便船东使用。

2.4 机械通风的布置

该船可以散装化肥，并可以在冷藏集装箱中装载IMDG目录2-8中的危险品，货舱需要强制机械通风。该船在第一货舱配有1台风机，其余每个货舱配2台，通风方式为机械抽风、自然进风，每个货舱通风量达到每小时6次，最大风量为64000 m3/h。为了降低风阻，该船改型后的系列对部分货舱风道做了优化，如图2所示。

图2 货舱风道（阴影部分）

2.5 典型装载工况

由于该船满足散货船及集装箱船双船级符号，因此必须满足规范及船东要求全部典型工况，见表1。

对于散货船而言，风暴压载属于必须的装载工况。由于该船压载水量相对散货船偏大，普通压载工况已能够达到CSR对于散货船风暴压载所规定吃水及螺旋桨浸没等相关要求，通过与主管当局协商，不再单独设计风暴压载货舱。另外，由于该船满足BC-A的相关要求，而第一货舱经常用于装运二甲板舱盖，因此在间隔装载中选取第二、第四、第五共3个货舱用于间隔装载，但考虑到船舶营运合理的浮态，在装载计算中专门考虑了满足总纵强度校核及实际运营两种要求的装载工况。

表1 装载工况

该船名义装箱总量为1391箱，在集装箱装载计算中，按照稳性要求确定的最大重箱数（平均箱重14 t）达到1151箱，占全部箱位的82.7%，高于同类船舶。

2.6 破舱稳性等新规

由于要装运甲板货，故该船改型后的系列仍需满足B型干舷。另外，规范要求在2009年1月1号以后新建船，需要满足SOLAS 2009概率算法破舱稳性（以下简称新破舱）的规定。该船破舱稳性计算存在三点特殊性。

其一，新破舱要求破舱稳性计算书中的计算纵倾范围能涵盖装载手册中的全部工况，而由于该船申请被授予BC-A符号，需要满足S25对均质间隔装3 t/m3重货的要求。由于第一货舱舱容有限，从装货量以及强度方面来考虑，该船间隔装工况为第一、第三货舱做空舱，第二、第四、第五舱装货，既有间隔装载，又有联舱装载，故就造成货物重心比较偏后，按照S25均质间隔装重货的强度计算要求，尾倾将达到5 m，破舱稳性计算书里的计算纵倾范围将很难涵盖如此大的纵倾。考虑到S25的规定仅仅是针对总纵强度的考核，而且在实际运营中也不会出现如此大纵倾的配载情况，经过与船级社及主管当局沟通，该船在破舱稳性计算中对S25均质间隔装重货工况的纵倾予以免除，同时在装载手册中增加了浮态合理的间隔装重货工况（非均匀装载），来作为实际运营时配载的参考。

其二，由于船厂从自身建造方便考虑，将第三、第七和第八号边压载水舱一直延伸到船底，造成局部不能满足SOLAS2009第Ⅱ－1章B－2部分第9条对双层底的要求，因此该船对这3个边压载水舱增加了底部破损的计算，以确保安全性。

其三，为了满足 MSC.1/Circ.1331 对登乘舷梯布置的新要求（2010年1月1日执行），该船改型后的系列，将尾楼左右两边各围出一块甲板面积来增设一对舷梯。这样在靠港使用甲板吊装卸货物时，船员上下可以不使用船中处的舷梯，避免了潜在的危险性。这也同时造成了计算的的浮力模型中尾楼部分将损失一部分浮力，并且吃水在上甲板处将会有一个浮力突变。为此，该船改型后的系列，将进入尾楼的金属门改为水密门，以满足破舱对开口浸没的衡准要求。

2.7 谷物装载

该船设有两层二甲板，可以提供船东极为灵活的舱容组合。这就对装载谷物提供了很大的便利，通过二甲板对货舱的分割，可以有效降低谷物倾侧力矩，提高谷物装载工况的稳性。为布置下两层二甲板在货舱设置的自下而上的三道纵向箱型梁，货舱两端上下两层的固定二甲板，以及吊离式二甲板为了减轻重量采用单面式的设计，这些因素都使得该船谷物空挡的情况十分复杂（见图3），这给谷物倾侧力矩的计算带来了极大的不便。该船采用NAPA设计软件进行谷物装载的计算，由于NAPA在谷物模块中不能完全模拟出该船复杂的几何特点，在建模时该船对谷物舱模型做了简化，不考虑纵向箱型梁的影响，即便如此，谷物模型仍然较为复杂，以一个典型谷物货舱模型为例，就需要对上甲板，第一层二甲板，第二层二甲板分别定义其左右两舷两个舱口围、舱口端梁、甲板下骨材等信息，计算过程中经过与船级社进行了反复沟通，最终确认了谷物倾侧力矩的许用值。

图3 谷物空挡

3 结语

27000 DWT多用途船的设计是上海船舶研究设计院在消化吸收国内外多用途船先进的设计理念的基础上，考虑了船东的实际使用要求以及船厂的建造实际而开发出的新型多用途散货船。

先期的已经交付使用的27000 DWT多用途船在船东实际运营中表现出了良好的经济效益，在2009年较低的运费水平下，首制船“凤凰松”也实现了3000万元的盈利，而后续10条船舶是在船市低谷时订造，有着强大的成本竞争优势，多用途船运价正在走出低谷，本批船交付时，盈利水平更会优于首制船。

27000 DWT多用途船的交付，也将扩大中远集团船队的适应性，加强了公司的揽货能力，充实了为客户机械设备以及工程需要的运输需求提供一揽子解决方案为目标而打造的综合型船队。目前该船队涵盖了200 t以下起吊能力多用途船，200～1000 t重吊船以及半潜船，已成系列。27000 DWT多用途船的加入，将会完善中远200 t以下起吊能力的运力。