【doc】5668TEU集装箱船设计特点

【doc】5668TEU集装箱船设计特点 5668TEU集装箱船设计特点 5668TEU集装箱船设计特点 沪东中华造船集团有限公司李青朱新礼 提要 5668TEU集装箱船是沪东中华造船集团有限公司为中国海运(集团)总公司建造的目前为止国内船厂承建过 的最大箱位的集装箱船.本文简要介绍了该船的概况和设计特点. 关键词:大型集装箱船主要性能设计特点 1月u置2船舶简介 5668TEU集装箱船是沪东中华造船集团有限 公司自主开发的新一代大型集装箱船.该公司于2.1主尺度要素及主要设备 2000年6月与中国海运(集团)总公司签订了4艘2.1.1主尺度要素 该型集装箱船的建造合同,目前第1艘”新浦东’’号总长 和第2艘”新宁波”号已分别于2003年2月和5月垂线1日J长 交付船东使用.5668TEU集装箱船是目前为止国型苋 内设计和建造的最大箱位的集装箱船.该船的总布型珠 置见图1.设计吃水 大型集装箱船是高技术,高附加值产品,是目前结构吃水 世界上尤其是日,韩等造船国家重点发展的船型之载重量(12.0m) 一 . 集装箱运输因具有陕速,安全,优质,价廉’’等载重量(14.0m) 特点而得到了迅猛发展,目前世界上从事集装箱运总吨位 输业务的港1:I有500多个,航运公司上千家,各类集净吨1豆 装箱船近7000艘,箱位能力670多万TEU(20’标朊速 准箱),港口年集装箱吞吐量超过1.7亿TEU.随续航力 着巴拿马运河作用的日益减弱,超巴拿马型的大型集装箱载数 集装箱船具有越来越广阔的发展前景.甲极上 舱内 国圜圜圈豳圉豳圈圈圈固圈圈豳豳露圉臻 图15668箱集装箱船总布置图 总计 第一作者筒介:李青,男,工程师.1971年生,1993年哈尔 滨工程学院船舶工程专业毕业,长期从事船 舶总体性能设计工作. 船员 2.1.2主要舾装设备 (1)锚设备 3080TEU 2588TEU 塞重 5668TEU 25人+6个苏伊士运河船员 上海造船2003年第2期一7一 mmmmmm,芏;饥983100(苎5n,,,,,,,,一,,一 7642115?{兰;卯 锚:AC-14大抓力锚,l1550kgX2; 锚链:7,3级锚链 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ,总长742.5m; 锚机:电动液压型,共2台,其中链轮拉力 447kNX9m/min,附带系泊卷筒拉力为196kNX 15trdmin及恒张力装置和绞缆卷筒. (2)系泊绞车 电动液压型,共4台,其中系泊索卷筒拉力为 196kNX15m/min和绞缆卷筒. (3)舵设备 舵叶:流线型半平衡舵1只,面积比1/52; 舵机:电动液压舵机,功率为4760kN?1TI. (4)救生设备 救生艇:25人全封闭救生艇2只,其中1只兼 救生艇架:重力型救生艇架,并配置电动绞车,其中 1只艇架满足规范对施放救助艇要求; 救生筏:25人气胀式救生筏2只; 6人气胀式救生筏1只,置于艏部. (5)货舱舱口盖 开式非风雨密PON)ON型舱盖,满足无序开 启要求,其堆重负荷为80t/TEU和100t/TEU,每块 舱盖板的自重不超过40t. (6)集装箱固定装置 舱内:设置适合40ft集装箱的导轨架,20ft集 装箱可在中间处借助连板加以固定; 甲板上:借助绑扎零件,包括转锁,拉杆及松紧 螺杆等加以固定. (7)备件兼食品吊 电动单轨吊,起重量为7t. 2.1.3主要机电设备 (1)主机 救助艇; 类型:MAN—B&W12K90MGCx1台 MCR:54720kWX104r/min CSR:49248kWX100.4r/rain(90%MCR) (2)辅机 主发电机组: 应急发电机组: 副锅炉: 废气经济器: 焚烧炉: WARTSILA6I2U 2430kwX720drainX4台 MAND2866L? 250kwX1800r/minX1台 立式筒型 5t/hXWP0.7MPa×1台 强制循环型 4t/hXWP0.7MPaX1台 800000kca1]h 艏侧推器:电动,变螺距,液压控制2000kw 造水机:低压型,30t/d 2.2船级,规范,规则和公约 该船按英国劳氏(U)规范设计,人中国船级社 (ccs)船级,船级符号(2000年版本): LR:+100AI.”ContainerShip”,ShipRight SDA,FDA十LMC,UMS CCS?CSA5/5”CONTAINERSHIP”, IceClassB,LoadingComputerS.I. ?CSMAI『T.0.PMS. 除满足上述规范外,尚满足在该船铺龙骨前生 效的所有必须满足的规则,公约,例如SOLAS, MARPOL,LINE等公约及其议定书和修正 案,以及最新生效的如IMOA751(18)关于”船舶操 纵陛的暂行标准”的决议案,A868(20)关于压载水 控制方面的决议案等.另外还根据船东提出的该船 航行至美国港口的需要,必须满足美国联邦法规关 于防止污染和航行安全方面的要求. 该船悬挂中国旗. 2.3船舶简介 该船为单桨,球首,球尾,低速重型柴油机驱动 的全格栅超巴拿马型集装箱船.全船设有两层连续 纵通甲板,上甲板首部设有首楼,尾部为凹陷的系泊 甲板;二甲板为干舷甲板并作为纵向通道.船舶主 体部分自首至尾分别为首尖舱,首侧推器舱,7个货 舱,机舱和尾尖舱.机舱和上层建筑位于第5和6 号货舱之间. 货舱内可堆放9层集装箱,其中8层高度为 8.5ft集装箱和1层9.5ft集装箱;横向可装载14列 集装箱;货舱内设有装载4Oft集装箱的导轨架,也 可用作装载两只2Oft集装箱.所有货舱内均设有 双层底.除第1货舱外,舷侧均为双壳.双层底中 间设有管弄,其余均作为压载舱.舷侧双壳内,中部 布置燃油舱和1对防横倾水舱.首尾部包括首尾尖 舱均为空舱. 该船货舱内和甲板上除可装载20ft和/或4Oft 集装箱外,尚可在部分舱口盖上(02,06,42bay)从第 1层起装载45ft集装箱,第10,18,34,48和60bay 从第3层起装载45ft集装箱.另外在货舱内可载 运满足IMO规定的几类危险品集装箱,甲板上可载 运的危险品种类比货舱更多.冷藏集装箱插座共有 610个,其中100个布置在第5和7两个货舱内,其 余布置在甲板上(最高为三层).货舱间为便于绑 扎,布置有绑扎桥(第1舱除外). 一 8一李青等:5668TEU集装箱船设计特点 上层建筑和驾驶室位于中尾部.为满足驾驶室 视线要求,上层建筑共设置有9层甲板,以满足船员 工作和休息的不同要求.分为4个功能区: 工作区——上甲板,布置有机舱集控室,船舶办 公室和理货员室等; 船员生活区——A,B甲板,设有餐厅,厨房,健 身房和医务室等; 船员休息区——C到G甲板,布置25个居住舱 室及储藏室和洗衣房等; 驾驶区——驾驶甲板,驾驶室包括海图和无线 电设备等. 为了减轻劳动强度,上层建筑内设有定员4人 的电梯. 3主要设计特点 3.1主尺度选取 集装箱船是典型的布置型船舶,并根据快速性 和稳性要求,在主尺度组合中达到综合平衡.第五 代超巴拿马型集装箱船的雏形是APL公司的G10 型,其后又改进成G11型.目前5500TEU左右的 集装箱船主尺度均与其相似,在此不作细述.至于 型深,根据IACSLL64文件规定,当上层建筑甲板 经核算达到一定高度时,在此甲板上的货舱舱口盖 允许采用非风雨密型.为此经反复核算,选取了满 足上述要求的最小型深24.1m. 3.2快速性 该船船东对快速性要求高,希望有较高服务航 速,经研究初步确定为25.7kn,即傅氏数Fn= 0.2589,属中速船.从此角度出发,选取的方型系数 应较小,但从稳性和载重量要求出发,希望方型系数 大,两者形成了一对矛盾. 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 其主次,觉得船东要 求的高航速,即快速性问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 是主要的,稳性可采用高 稳性线型,载重量可尽量降低空船重量等 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 加以 改善.因而采用较小的方型系数并利用效果良好的 线型,得到了较满意的阻力性能. 在具体设计中,螺旋桨设计却成为关键问题. 巨型船舶要求航速高,螺旋桨单位面积的推力猛增, 遇到了以前未出现的问题,即航速,空泡和振动(脉 动压力)三者的平衡关系问题.该船经过三次修改 设计,在国内外做了四次试验才最终确定 设计方案 关于薪酬设计方案通用技术作品设计方案停车场设计方案多媒体教室设计方案农贸市场设计方案 . 经试航证明问题得到合理解决.实际上世界上第1 艘超巴拿马型集装箱船即APL.C10曾同样出现螺 旋桨问题,为解决问题,船东曾召集世界上各推进器 专家进行商榷后进行了很多次试验才得到解决(并 发表了文章).可见,对此型船的螺旋桨设计应予以 特别关注. 3.3稳性 3.3.1完整稳性 该船属超巴拿马型,船宽不受巴拿马运河的限 制,使稳性情况大大改善.以4100TEU巴拿马型 集装箱船与该船比较,如表1所示,由于B/T增加 了12%左右,使最大吃水时的14t/TEu均匀装载率 增加了4%,相应的压载量减少了4.5%一5%. 表14100TEU与5668TEU集装箱船完整稳性对比 41O0TEU5668TEU 出港到港出港到港 船宽/最大吃水(m)32.2/12.540.3/14.0 船宽/最大吃水比值2.5762.88 最大吃水时14t/删28004142 箱数 14t]TEU占总箱数百69 . 1%73.1%分比 压载水总量(t)3287753613747146 载重量(t)50192486646929967736 压载水/载重量(%)6.5%15.5%2%10.5% 从绝对量来看,5668TEU出港时压载量仅 2%,如果船宽再大或者对线型和有关参数进一步优 化,实现14t/TEU出港零压载不是没有可能的. 考虑集装箱船在码头装卸货时间紧,对船舶横 倾角度要求较小等因素,将该船机舱前部舷侧的压 载舱兼用作防横倾舱,以提高该船的装卸货效率. 3.3.2破舱稳性 集装箱船一般为富裕干舷船,干舷甲板在二甲 板.为保证船员在海上安全通达首部,常利用二甲 板与主甲板的纵向抗扭箱作为纵向通道.同时为便 于进入每个货舱,一般利用横向上抗扭箱,作为纵向 通道,出入每个货舱.从破舱角度来看,破损后水可 以通过这条走道进人每个货舱,因此必须给予重视. 对于小型集装箱船,较难满足要求,从而不得不取消 纵向通道.对于该船而言,在适当部位设置水密门 隔断水的流动,在保证安全基础上,可以布置二甲板 上纵向走道和相应的各货舱出人口. 3.4结构设计 该船中部货舱开口宽度为36.04m,为89%B, 即主甲板两侧仅2.13m宽担负着纵向强度的连接, 所以船舶的总纵强度应予以特别关注.该船按船级 社要求进行了局部舱段和全船有限元计算,进行了 上海造船2003年第2期一9一 综合应力和强度分析,并按要求进行了加强.另外 在结构方面,还采取了下列措施: (1)根据船东要求,静水弯距在规范最小值基 础上放大1O%以上.即使如此,在压载状态,首尖 舱不得压载,否则静水弯距可能超过许用值. (2)舷侧双壳结构采用纵骨架式,以提高屈曲 强度和增加剖面惯性矩以及纵向强度. (3)各货舱口间的舱口围板保持纵向连续性. 3.5舾装设计 (1)货舱内导轨架按装载40ft集装箱设计,装 载2只20ft时中间需加连接零件.根据美国OSHA 要求,一般舱内20ft集装箱最高只能堆放4层,第5 层必须由40ft集装箱罩住. (2)舱口盖.该船货舱内共装14列集装箱,舱 盖共分为3块,中间盖板上堆放4列,两侧堆放5 列,外加另一列跨在舱盖和舷侧立柱间.从支撑情 况看中间仅两端固定,成简支梁,两侧有三边固定, 支撑条件较中间好.因舱盖负荷大(中间盖板载运 40ft箱时为400t,20ft时为640t,两侧盖板如只计算 5列则装40ft时为500t,20ft时达800t),而且舱口 盖设计受变形量,高度和自重的约束,设计需十分小 心.尽管采用各种措施,如采用高强度钢,用有限元 法对强度和刚度进行分析,但该船投入使用后反映, 由于舱盖变形,集装箱堆到第4或第5层时因相碰 而无法继续堆放.从此可以理解为何目前舱内如装 15列的大型集装箱需将舱盖分成4块,即按列分配 为4—4—3—4的原因. (3)绑扎桥.该船除第1货舱外,其余各货舱 之间均布置了绑扎桥.绑扎桥的设置不仅是作为绑 扎作业的通道,存放绑扎件零件的架子和舱盖板启 闭的导向,而且更重要的是在其第2层设置绑扎眼 板(拉杆固定于其上),使拉杆的角度减少,从而改善 绑扎受力情况,所以目前一般甲板上装载6层以上 的集装箱均布置了绑扎桥. 3.6装有危险品货的闭式集装箱的装载 该船第1到4货舱内可装载IMO规定的每小 时通风2次的危险品集装箱,在甲板上能载运除放 射性材料和爆炸品必须离开机械处所相邻壁水平距 离3m以外的其它各类危险品集装箱. 3.7冷藏集装箱的装载 该船第5和第7舱可以载运总数为100只40ft 自制冷式冷藏集装箱.为使冷藏集装箱产生的热量 排出舱外,按计算要求不仅要设大容量风机进行机 械抽风外,还必须对每只冷藏箱的压缩机处直接送 风,才能使货舱达到规定的冷却要求.甲板上布置 有510个插座.冷藏集装箱最高可堆至第3层,其 容量满足40ft自制冷式冷藏集装箱要求. 4与国内外同类型船舶的性能对比 表2中列出的”LUHE”号和”T.B.N.”号集装 箱船代表了当前国际同类型集装箱船的水平.由表 2可知,该船各项技术指标达到了目前国际先进水 平. 表2与国内外同类型集装箱船的性能对比 名称单位新浦东I.IyHET.B.N 船东中国海运集团中远集装箱公司ContiReedere 制造厂沪东中华造船日本川崎重工韩国韩进 完工日期2003.021997.012Oo0.12 总箱数TeU566856505618 总长279.9280.0279.0 两柱间长Lpp265.8267.0263.0 型宽B40.339.840.3 型深D24.123.624.1 设计吃水Td12.012.5120 结构吃水Ts14.014.014.0 载重量(设计)tAbt.5000oAbt.55988Abt.5000o 载重量(结构)tAbt.69300Abt.69285Abt.67900 航速/海上裕度%25.9[1524.7[2026.3/15 B&WB&WSI?ZER 主机型号 12K90MGC10L’)oMC10RTA96C 最大功率kW×m.m54720x10443100×8254900×100 常用服务功率kWxr/49248x100.4387舳x79.249410x96.4 海军常数343.7417.9367 每海里耗油率6.54.6346.312 箱数利用率0.O2180.02O90.0219 单位长度装箱牟21.1419.6621.36 载重量利用率0.26340.27630.2658 5结束语 该船是沪东中华造船集团有限公司近年来开发 建造的高技术,高附加值产品的成功实绩之一. 5668TEU集装箱船的成功开发和建造,进一步充实 完善了沪东中华造船集团有限公司的集装箱船系列 产品,为进一步开发建造8000TEU到10000TEU 超大型集装箱船奠定了坚实的基础. 一 1O一李青等:5668U集装箱船设计特点