锚链舱舱容计算方法研究

廖俊峰 叶振毅 陈日辉

摘    要：船舶锚泊系统由锚机、锚、锚链、锚链管、锚链舱、锚唇等构成，其中锚链舱的作用是储存全船的锚链。通常，出现较多问题的是锚链舱有效舱容偏小，导致锚链无法全部收回。本文结合实际建造经验，研讨合理的锚链舱舱容计算方法，为其他船舶锚泊系统设计提供参考。

关键词：锚链舱；舱容计算；锚泊

中图分类号：U667.5                                文献标识码：A

Research on Capacity Calculation Method of Chain Locker

LIAO Junfeng，  YE Zhenyi，  CHEN Rihui

（ CSSC Huangpu Wenchong Shipbuilding Co.， Ltd.，  Guangzhou 511462 ）

Abstract：  The mooring system consists of windlass， anchor， anchor chain， chain pipe， anchor lip， chain locker， etc. In particular， as a cabin in the hull， the chain locker is used to store the chain of the whole ship. The common problem is that the chain locker is too small to recover all the chain. Through the study of this research project， and in combination with the actual construction experience， the reasonable calculation method of chain locker capacity is discussed， which provides reference for the design of other ships' anchoring system..

Key words： chain locker; capacity calculation; mooring

1     前言

錨链舱作为锚泊系统的重要组成部分，其作用是储存全船的锚链。如果锚链舱舱容不足，则会导致锚链无法全部收回，即锚会悬在船外无法贴紧锚唇，在风浪较大时锚可能撞击船体外板，危险性较大。

目前锚链舱常见的主要问题是有效舱容不足，而实际舱容并不等同于有效的舱容。部分船舶由于其吨位的限制以及为了满足其艏部线型和舱室功能性需求，导致锚链舱的形状并非常规的方形或圆形，其有效舱容率较低；另外，不同设计单位设计图纸时采用的计算方法和标准不一样，常规计算方法仅适用于形状规整的锚链舱，而对异形锚链舱并不适用。本文结合实际建造经验，研讨合理的锚链舱舱容计算方法，为其他船舶锚泊系统设计提供参考。

2    典型锚链舱舱容案例分析

通常情况下，位于锚机下方的锚链舱接近于正方形或圆型，且锚链管正对锚链舱中心，使其容积利用率最大化，目前散货船等空间较为宽裕的大型船舶均是按此进行设计。

但大部分紧凑型船型，尤其是海洋深水多用途工程船，其艏部船体线型曲率较大，而且为了满足功能性的需求，锚链舱一般设计为狭长型等不规则形状，且无法正对锚机锚链管中心，导致锚链堆积不合理，锚链舱使用率低；为此，船东一般会要求锚链长度比实际舾装数规定的要长，这对锚链舱的容积要求更高。

图1所示某PSV船锚链舱，按照锚链舱的容积计算可以放下理论要求的锚链长度（左舷467.5 m，右舷495 m），其左/右锚链舱高度达到5.7 m，但由于锚链堆积的方式是圆锥形状的，导致锚链舱的实际可用容积（有效容积）较小，无法放入规格书要求的锚链长度。

经过改进设计（见图2），将锚链管设计为带斜度三段式，垂直段的锚链管两端垂直于锚机甲板，中间一段管倾斜一定角度，锚链舱有效容积的中心即锚链管下端的进口，锚链管上端为锚机锚链的入口；弃链器位于锚链舱上方的锚机甲板，弃链器要避开锚链舱中心，放置在锚链舱侧边；锚链一端连接锚，通过挚链器、锚机、锚链管进入锚链舱，另一端挂在弃链器上。根据锚链管入口的位置，锚链在下方堆积到一定高度会引导锚链进入靠舷侧的锚链舱，一定程度上改善了此异形锚链舱的容积利用率。采用此修改方案，左舷可以放入467.5 m的锚链，但右舷仍放不下495 m的锚链。为此，需对右舷锚链舱进行增容（见图3），在原有锚链舱顶部A deck增加盒状结构（容积11 m3），这样多余的锚链可存放在盒状结构内，盒状结构所在舱室为储藏室，在此处增加结构不会对船舶的功能造成影响。由于盒状结构顶部远离锚链管的空间锚链无法到达，故进行削斜处理，既增加强度也避免空间浪费；将弃链器移动至盒状结构侧面，便于紧急情况下进行弃链操作。

此增容方案为不得已而为之的解决办法，由于现场修改物量较大，施工环境也比较恶劣，这从侧面暴露了锚链舱舱容计算理论与现实的差距，凸显了锚链舱精确舱容计算的重要性，亟需统一或规范其计算方法。

3    几种锚链舱舱容计算方法

3.1   Havyard设计院计算方法

Havyard设计院（以下简称设计院）根据经验及自有软件模拟，对各种链径的每100 m锚链堆放体积进行估算，形成特性曲线，如图4所示：链径30 mm以下的锚链特性曲线类似于上升中的抛物线，而链径30 mm以上的锚链特性曲线近似直线。根据此特性曲线，得到链径46 mm锚链对应所需要的锚链舱容积为每100 m锚链2.2 m3，该船右舷锚链长度为495 m，所需錨链舱有效容积为10.89 m3，而实船锚链舱容积为14 m3、有效容积为6.44 m3，不满足需求。此方法计算的前提是锚链舱形状比较规整，且锚链管正对锚链舱中心，锚链落入时能够均匀的盘放，而未考虑实际锚链舱的形状和锚链管布置情况。

3.2   钢质海船规范计算方法

该计算方法认为锚链舱为圆形或者近似圆形则容积利用率最高，先选取锚链舱的有效半径，根据其有效半径计算所需锚链舱高度，高度按6个部分累加（见表1）： Ha=h1+h2+h3+h4+h5+h6。

根据该计算方法，得出半径为0.6 m的锚链舱高度为Ha=12.84 m方能容纳495 m的锚链，而实船锚链舱高度左舷仅为5.7 m、右舷仅为7.7 m，显然不能满足实际使用需求。

3.3  船舶设计手册计算方法

该计算方法同样以圆形锚链舱作为理论模型进行计算。该方法先根据锚链规格及长度计算锚链舱所需容积，再反推得出所需锚链舱高度，计算方法见表2。

该计算方法得出半径0.6 m锚链舱所需高度为Hc= 9.489 m，实船锚链舱高度左舷5.7 m、右舷7.7 m，均小于计算所需高度。

3.4   几种计算方法的对比

根据以上所述，锚链舱计算方法多种多样，各大设计公司及机构有着自己的设计偏好。根据船厂相关经验，锚链舱实船装不下锚链的案例偶有发生，原因可能在于理论未切合实际，因此规范统一锚链舱的计算方法，或者何种情况应当采用哪一种计算方法，应当得到进一步完善。

（1）正方形/圆形锚链舱

此类锚链舱形状规整，舱内容积利用率高，计算容积接近实际使用所需容积。优选方案为方法一，先根据舾装数确定实船的锚链链径及长度，再按图3特性曲线找到该链径对应的100 m锚链容积，即可得到所需锚链舱总容积；

（2）长方形锚链舱（长宽比不大于2）

此类锚链舱形状较为规整，舱内容积利用率一般。主要是锚链舱长边两端的位置在盘放过程中难以到达，底部利用率较好，越往高则会造成较大空隙，形成锥形的堆放形状。优选使用方法三，采用圆柱作为模拟模型，即使实际锚链舱为长方形，按计算保证其有效高度，即满足使用需求；

（3）异形锚链舱

顶底不同心、上宽下窄型、狭长型，这几种形状的锚链舱无法按正常的锥形形状堆放，每次锚链堆放的情况比较随机，导致锚链舱的实际利用率很低。优选使用方法二，将堆放平均高度作为主要考量数据，采用分段式累加得到的锚链舱总高度。此方法更能体现锚链堆放工况模拟的主观能动性，避免无效容积产生的干扰，更适用于不规则形状的锚链舱；

（4）锚链管入口不居中的锚链舱，在实船锚设备布置中屡见不鲜，部分船舶将锚链管进行折弯处理以满足对中，部分业主偏好为竖直型更为牢靠，则会造成锚链管入口不居中的情况。

表3为各种计算方法的对比表。

4    结语

通过对本项目研究，将理论结合实际，针对各种工况的锚链舱提出合理的舱容计算方法，并制定对应的优选方案；根据船型自身特点，设计出合适的锚设备布置方案及锚链舱结构；优化船舶设计流程，找到一种高效、快速的锚设备设计布置方法，降低劳动强度，提高工作效率，为后续新船的锚泊系统设计和建造积累经验。

参考文献

[1]叶邦全.船舶设计实用手册（第3版）[M].  北京：国防工业出版社，       2013.

[2] 中国船级社.钢质海船入级规范（第2分册）[S]. 北京：人民交通出           版社， 2015.

[3]李忠林.船舶建造工艺学［M］.哈尔滨工程大学出版社， 2006.