75 m平臺供應船總布置優(yōu)化設計

官良清

(福建省馬尾造船股份有限公司，福建 福州 350015)

?

75 m平臺供應船總布置優(yōu)化設計

官良清

(福建省馬尾造船股份有限公司，福建 福州 350015)

摘要：為滿足規(guī)范對平臺供應船節(jié)能環(huán)保的規(guī)定以及用戶對規(guī)范修改后不需要修改圖紙的要求，根據(jù)87 m平臺供應船母型船提供了3種主尺度，經(jīng)過分析對比確定了75 m平臺供應船為最終方案。通過分析平臺供應船的用途，在符合船舶穩(wěn)性的前提下，對全船艙室進行了合理的布置。實船證明，該船滿足規(guī)范要求，艙室布置合理，振動和噪音小。

關鍵詞：平臺供應船;船舶總布置;最優(yōu)設計

0引言

2011年，國際油價處于高位，海上石油開采頻繁，溢油時有發(fā)生，因而引起各國對節(jié)能和環(huán)境保護的重視，一些船舶規(guī)范和國際公約陸續(xù)生效。而市場上大多平臺供應船采用常規(guī)推進模式運輸常規(guī)貨物，對于具備運送閃點低物質和海上溢油回收功能且相對節(jié)能的電力推進平臺供應船較少，尤其營運中的平臺供應船在滿足新規(guī)范、新公約要求方面考慮也不全面，因此，船東希望船廠開發(fā)一款中型多功能平臺供應船，在規(guī)范設計適用性方面具有一定前瞻性。當打開市場后，即使新規(guī)范生效也可以不修改設計圖紙從而滿足可連續(xù)建造船舶的可能性。新船型采用節(jié)能型電推船,能回收閃點低于60 ℃溢油, 裝載的泥漿、鹽水含量符合國際海事組織IMO resolution A673(16)允許的所有成分；符合即將生效的2013年國際海事勞工公約(簡稱“MLC 2006”)和ABS船級社離岸支持船規(guī)范，滿足特種用途船舶安全規(guī)則，采用綠色設計并獲相關船級符號(ENVIRO，GP)，具備對外消防功能。本文圍繞這些特殊要求并結合設計實際情況進行總結。

1主尺度的確定

按船東最初想法，希望開發(fā)的新船型的長度不超過80 m，載重量在3 000 t以上，考慮到船廠已建造成功的87 m平臺供應船綜合性能比較有優(yōu)勢，因此決定以87 m平臺供應船為母型船做線型變化，并提供表1中3種主尺度供船東選擇。

表1　3種平臺供應船主要尺度

從表1分析得出：

(1)78 m平臺供應船：船長較長，長寬比較大,快速性稍好，相應的液貨艙比較寬敞，易布置設備。

(2)76 m平臺供應船：船寬稍大, 可獲得較大的甲板裝貨面積,艙室布置也較寬松。

(3)75 m平臺供應船：載重量與上面2艘一致，相應水下水線面較胖，快速性稍有影響。

船東經(jīng)過綜合比較，考慮本船為海工輔助船，有一個經(jīng)濟航速約13 kn即可，最后選擇75 m的船型參數(shù)。

2船舶概況

2.1概述

本船設計為海上作業(yè)平臺提供全方位服務，能運送鉆井水、燃油、淡水、鹽水、泥漿、水泥、甲醇及其他鉆井物資和器材，并具有FIFI-1 對外消防功能、DP-2動力定位、海上溢油回收及海上救助能力，是一艘航行于無限航區(qū)的多功能平臺供應船。

2.2主要參數(shù)

總長

75.00 m

型寬

17.20 m

型深

7.80 m

最大結構吃水

6.40 m

結構吃水對應載重量

3 650 t

設計航速

13.6 kn

定員

50人

甲板面積

700 m2

甲板載貨量

1 650 t

燃油艙容積

1 200 m3

淡水艙容積

750 m3

甲醇/泥漿艙容積

240 m3

泥漿/鹽水/溢油艙容積

500 m3

(泥漿含IMO resolution A673(16)允許的所有成分)

鉆井水艙容積

1 300 m3

散裝水泥艙容積

225 m3

2.3船級符號

3主船體分艙布置

平臺供應船主要為海上平臺提供貨物，載貨品種多，管路系統(tǒng)布置也較復雜，設計時需要充分考慮分艙的合理性。其分艙原則是滿足規(guī)范要求前提下最大限度裝載各類貨物，充分發(fā)揮船舶各項功能。在設計中主要考慮以下幾項因素：

破艙穩(wěn)性要求分艙長度、設備布置所需合理空間、船東要求貨物裝載的品種和容量、不同貨品艙之間的分隔要求、滿足要求的主通道和脫險通道、貨品對結構設計的特殊要求。

本船的主船體分隔較為清晰、合理，3道水密移門將主船體分為首部區(qū)域、機艙區(qū)域、貨艙區(qū)域和尾部等4個區(qū)域，其大致布置如圖1、圖2、圖3和圖4所示。

圖1　側視圖

圖2　主甲板平面

3.1分艙穩(wěn)性驗證

本船破艙穩(wěn)性必須滿足《特種用途船舶安全規(guī)則 2008》要求，采用概率破損進行計算，分艙達到的分艙指數(shù)A應不小于要求的分艙指數(shù)R值的0.8倍。通過NAPA軟件進行分析計算，本船的破艙穩(wěn)性滿足規(guī)范要求。

原始方案曾考慮貨艙區(qū)的壓載艙不設雙層底，邊艙和底艙連在一起形成L型艙，這樣艙的數(shù)量不多，有利于減少管路和相關系統(tǒng)布置。但按照SOLAS II-1/9.8 要求，雙層底的設置應盡量自防撞艙壁延伸至艉尖艙壁，在寬度方向應延伸至船舷兩側，以保護船底到舭部彎曲部分，如不滿足上述要求，應按規(guī)范規(guī)定的破損范圍進行底部破艙計算。經(jīng)計算，滿足底艙破損要求時最小初穩(wěn)性高度GM要大于1.8 m，大于概率破損要求的最小初穩(wěn)性高度GM值1.4 m。較高的GM值，直接影響甲板貨艙的裝載量，而甲板的裝載量又是合同的一個考核指標，同時考慮到較高的GM值要求也不利于船舶的其他裝載工況。通過仔細分析后，最后將影響最大的幾個壓載艙全部增設雙層底，僅保留艉部6號壓載艙不設雙層底。經(jīng)計算，本船底艙破損最小GM值降至1.39 m，為甲板裝載貨物留下了一定的GM值裕度。

1.6號壓載/鉆井水艙　 2.5號淡水艙　3.舵漿間　4.5號壓載/鉆井水艙　5.4號燃油艙　6.2號水泥罐艙　7.1號水泥罐艙

1.6號壓載/鉆井水艙　 2.5號淡水艙　3.5號壓載/鉆井水艙　4.4號淡水艙　5.4號壓載/鉆井水艙

3.2首部區(qū)域的布置

首部區(qū)域布置有艏尖艙、艏側推艙、液貨艙。艏尖艙的防撞艙壁布置應滿足ABS《Guide for Building and Classing Offshore Support Vessel-2012》中第3部分第2章第9節(jié)要求，同時滿足上層建筑艙室應布置在防撞艙壁后面要求；本船具備DP-2動力定位能力，需考慮2個側推器安裝，以及維護空間、相關電氣、輪機設施、主通道及脫險通道等布置要求。綜合這些因素，把艏側推艙平臺高度升高到2 300 mm,兩側布置淡水艙，增加淡水裝載量。

3.3機艙區(qū)域的布置

為合理利用機艙空間，本船機艙設計為2層，底層布置4臺高速發(fā)電機組及相關的設備、泵浦、冷卻器、閥組等；二層甲板布置壓縮機組、空壓機、空氣瓶、變壓器、信號采集箱和機修設備等?？紤]到本船推進系統(tǒng)采用電力推進模式，將集控室布置在二層甲板后部并位于發(fā)電機上方，方便布置粗大的推進電纜從配電板至尾推進器間；機艙雙層底主要布置壓載水艙和用于收集油水的艙柜，機艙兩側布置用于設備運行所需液體艙柜。在機艙內(nèi)布置油艙時應注意兩點：第1是容積超過30 m3的油艙不能與外板相鄰，第2是油艙底不能暴露于機艙且艙面暴露于機艙內(nèi)不能超過2個。為便于底層布置各類設備，通往首側推間和貨艙區(qū)域的主通道設于機艙二層甲板。

3.4貨艙區(qū)域的布置

(1)考慮到本船采用電力推進模式，為有效利用空間，把主要通道布置在中間，兩側為液貨艙。通道分2層，上層為主通道，頂部布置電纜，底層布置輪機設施及管路。

(2)本船可裝運有毒有害的甲醇、泥漿，回收的溢油閃點低于60 ℃，按《近海供應船散裝有限數(shù)量有毒有害液體物質的運輸和裝載指南》(以下簡稱“運輸和裝載指南”)要求，船上裝載此類物質不應超過800 m3，裝載閃點低于60 ℃溢油的液艙要有效隔離；設計中的泥漿艙兼作溢油回收艙，由此確定甲醇艙和泥漿艙大小，并把泥漿艙設計成圓形狀布置在燃油艙內(nèi)以起到隔離作用。另外，泥漿艙壁可以不設扶強材，從而保證艙壁之間有足夠的通道。

(3)本船貨艙區(qū)甲板需裝運干貨。貨艙壁要延伸至主甲板，按“運輸和裝載指南”要求， 在甲板上常設木鋪板。

(4)本船運輸?shù)募状己鸵缬烷W點都低于60 ℃，按“運輸和裝載指南”要求，超過貨物區(qū)域至少7 m以上，起居、服務和機器處所的進口、空氣管開口等才能面向貨物區(qū)域。為方便這些出入口布置，把甲醇艙和溢油回收艙集中布置在貨艙區(qū)中部。

(5)把甲醇艙和泥漿艙下方設計為雙層底壓載艙或鉆井水艙，便于滿足MARPOL公約中對油艙、泥漿艙等的雙殼保護要求?？紤]到底艙與邊艙為完整水密分隔，按“運輸和裝載指南”要求。與液貨艙有限界面的雙層底艙應布置2個盡量遠離的進出口。該進出口通道可以通過貨泵艙、隔離艙、管隧或類似艙室通往開敞甲板，以便對該艙室全面檢查。為解決底壓載艙檢查通道問題，可將其中對應的邊壓載艙設計為空艙。

(6)按照“運輸和裝載指南”要求，裝載有毒有害液體物質最好不超過8 00 m3，否則，需要船東向掛旗國申請放寬該要求。

本船甲醇艙和泥漿艙裝載這類物質，設計時將其總容積控制在740 m3。

(7)本船在甲醇艙與舵槳艙之間布置水泥罐艙，使危險貨物區(qū)域與舵槳間有足夠遠的距離，方便舵槳間通風、人員出入口布置。

4上層建筑艙室的布置

由于平臺供應船特點，一般要求載貨甲板面積要大，便于裝載貨物；同時居住人員相對于貨船要多，除居住自身運營所需船員外也考慮一定數(shù)量服務于海上平臺的特殊人員，因此，上層建筑布置在船首。 其內(nèi)部艙室布置應考慮以下幾點：

(1)根據(jù)建造規(guī)格書、規(guī)范、掛旗國要求確定船員房間數(shù)量、面積、位置及其他功能艙室數(shù)量。

(2)合理布置主通道、空調(diào)管路及電纜通道位置，保證通道順暢。

(3)綜合考慮公共處所、機械處所布置區(qū)域，經(jīng)常出入與一般維護進出艙室所處位置應有所區(qū)別。

(4)機艙機械通風應盡可能與居住艙室隔離，避免艙室受通風噪音影響。

(5)甲板之間應有合理的層高。

(6)衛(wèi)生單元布置盡可能對齊，便于衛(wèi)生水管的布置，衛(wèi)生單元集管區(qū)的檢修門應布置在易于到達區(qū)域；同時，衛(wèi)生水管布置應避免穿過廚房、冷庫。

4.1工作艙室布置

為了工作及運送食品的方便，把公共服務艙室布置在主甲板，如更衣間、廚房、餐廳、食品庫等，同時把醫(yī)務室也布置在主甲板，便于擔架和醫(yī)療設施進出。

4.2居住艙室布置

本船居住艙室布置要符合“MLC 2006”有關面積和自然光要求，滿足掛旗國要求至少配置10個船員，即保證10個單人間。另外，規(guī)格書要求至少有50個床位且最多只能為2人間。本船除主甲板外還有3層用于布置居住艙室，分別是下艏樓、上艏樓和船長甲板?？紤]到這些要求，把居住艙室沿外側布置，便于采光；無自然光的中間艙室，設計為辦公室、儲藏室及設備間等；單人間集中布置在船長甲板，2人間布置在上、下艏樓甲板；這樣布置有10個單人間和20個2人間，每個空間得到合理利用。

另外，居住艙室布置在遠離機艙的下艏樓、上艏樓及船長甲板，有利于消除機艙內(nèi)設備運行產(chǎn)生的振動和噪音影響，提高了船員生活舒適度。艙室布置如圖5、圖6、圖7所示。

5結語

在設計之初已考慮即將生效的新規(guī)范、新公約，船廠依舊可以沿用原有設計圖紙連續(xù)建造這些船。該型船在交付2艘后，市場反應良好，船東隨后又續(xù)造8艘。目前，該系列船已交付6艘， 4艘在建?？傮w上， 75 m平臺供應船是一艘按照安全、舒適、環(huán)保、節(jié)能等理念設計的海工輔助船，設計中把船東需求與即將生效的新規(guī)則、規(guī)范充分融合在一起，進行優(yōu)化布置，投入營運后船舶的適用性和經(jīng)濟性能也令用戶感到滿意。

參考文獻：

[1]張言才.75 m海洋平臺供應船設計[J].江蘇船舶，2005，22(1)：1-4.

圖5　下艏樓甲板平面

圖6　上艏樓甲板平面

圖7　船長甲板平面

中圖分類號：U662.2

文獻標志碼：A

作者簡介：官良清(1969—)，男，高級工程師，從事船舶設計研發(fā)工作。

收稿日期：2015-11-09