甲板非運木型散貨船與甲板運木型散貨船設(shè)計差異對比和優(yōu)化

張衛(wèi)鋒

（江門市南洋船舶工程有限公司，廣東 江門 529145）

0 引言

在航運市場持續(xù)低迷的背景下，不同船東根據(jù)自身經(jīng)營的特點，在選擇訂造的船型時會有不同的要求。例如，有船東在綠色環(huán)保型39000載重噸運木型散貨船的基礎(chǔ)上，提出了建造成本更低的甲板非運木型散貨船。

分析甲板運木型船和甲板非運木型船的特點可知，甲板非運木型船相比甲板運木型船從表面上看只是減少了用來對露天甲板木材進行系固的綁扎系統(tǒng)，一般將運木型船改為非運木型船的設(shè)計只是取消該系統(tǒng)。但是，深入分析甲板運木型散貨船之后可知，其除了可運輸谷物和礦石等常規(guī)散貨以外，還需滿足《海上安全與人命公約》（SOLAS公約）[1]對甲板裝載大量木材之后整體重心較高帶來的特殊穩(wěn)性要求和其他方面的要求，而甲板非運木型散貨船在這些方面的要求明顯不如其嚴(yán)苛。對此，在滿足各種規(guī)范的要求和船東使用要求的前提下優(yōu)化39000載重噸甲板非運木散貨船的設(shè)計，達到降低建造成本和施工難度等目的，顯得尤為重要。

1 2種船型在布置、裝載和滿足規(guī)則規(guī)范方面的差異

1.1 各類布置和裝載貨物的區(qū)別

甲板運木型散貨船和甲板非運木型散貨船的布置圖分別見圖1和圖2，實船裝載情況對比見圖3和圖4。

圖1 甲板運木型散貨船甲板面布置圖（主視圖局部）

圖2 甲板非運木型散貨船甲板面布置圖（主視圖局部）

圖3 甲板運木型散貨船裝載實況

圖4 甲板非運木型散貨船裝載實況

經(jīng)比較，得到甲板運木型散貨船與甲板非運木型散貨船各類布置及所裝載貨物的主要區(qū)別見表1。

表1 甲板運木型散貨船與甲板非運木型散貨船各類布置及所裝載貨物的主要區(qū)別

1.2 IMO法規(guī)和船級社規(guī)范對2種船型要求的區(qū)別

根據(jù)國際海事組織（International Maritime Organization, IMO）法規(guī)和船級社規(guī)范等對甲板運木型散貨船和甲板非運木型散貨船的各類要求進行比較分析，主要區(qū)別見表2。

表2 IMO法規(guī)和船級社規(guī)范等對本文所述甲板運木型散貨船與甲板非運木型散貨船的各類要求對比

2 理論分析與設(shè)計計算驗證

由上述分析可知，甲板運木型散貨船作為散貨船中比較特殊的一種，在設(shè)計上存在較多不同于普通散貨船的要求。

2.1 2種船型甲板面木材綁扎系統(tǒng)的配置

對于甲板非運木型散貨船而言，由于其甲板露天區(qū)域不大規(guī)模裝載木材，因此無需單獨配備木材綁扎系統(tǒng)和配套設(shè)施。

2.2 2種船型甲板是否運木對船舶重心的影響和對船舶穩(wěn)性的要求

對于同一線型船舶而言，裝載貨物之后整體的重量和重心位置（尤其是重心的高度）對船舶的穩(wěn)性有著決定性作用。根據(jù)船型數(shù)據(jù)分析，當(dāng)39000載重噸甲板運木型船甲板以上裝載木材時，其整體的重心高度會超過11.2m，且在運輸過程中可能因甲板面木材浸水（甚至結(jié)冰）而使貨物的重心更高，而甲板不裝載木材時其整體重心高度在任何工況下都不超過9.6m。

按規(guī)范的要求，甲板運木型散貨船需滿足露天甲板裝載木材時的特殊穩(wěn)性要求，典型裝載工況如下：

1) LOG1 LOG（HOMO S.G.=0.581 T/M3)，H=6.5m，dep；

2) LOG2 LOG（HOMO S.G.=0.581 T/M3)，H=6.5m，arr & icing；

3) LOG3 LOG（380-360 CF/4.5 t1000 SCR)，dep；

4) LOG3 LOG（380-360 CF/4.5 t1000 SCR)，arr & icing。

在這4種裝載工況下，船舶整體的重心高度分別為11.205m、11.392m、11.622m和11.875m。經(jīng)計算驗證，在船舶整體重心高度始終小于10m的情況下，散貨船液艙艙室的分隔可以更大些，這就意味著原甲板運木型散貨船部分小一些的壓載艙可適當(dāng)合并，進而可減少全船壓載艙的總數(shù)量。

3 設(shè)計應(yīng)用

由上述理論分析與計算可知，甲板非運木型船的優(yōu)化改進應(yīng)重點從無木材甲板貨引起的重心高度大幅下降這項最主要的區(qū)別展開，因此在將39000載重噸甲板運木型船改為甲板非運木型船時，分別將No.2、No.3和No.4貨艙區(qū)域的底部和舷側(cè)的壓載艙合并，該區(qū)域的壓載艙總數(shù)由12個減少為6個，全船壓載艙總數(shù)由18個減少為12個。

3.1 船體結(jié)構(gòu)設(shè)計

原船舯部前后共約80m范圍內(nèi)的內(nèi)底板結(jié)構(gòu)由水密結(jié)構(gòu)改為非水密完全聯(lián)通結(jié)構(gòu)，全船大約減少37t鋼料，2種船型此處的結(jié)構(gòu)對比見圖5和圖6。

圖5 甲板運木型散貨船內(nèi)底板水密結(jié)構(gòu)

圖6 甲板非運木型散貨船內(nèi)底板非水密完全聯(lián)通結(jié)構(gòu)

3.2 管系設(shè)計

全船壓載艙數(shù)量減少之后，原為壓載艙配備的18套獨立的壓載、測深和透氣系統(tǒng)等均可減少為12套，可縮短不同管徑無縫鋼管約280m，閥門、彎頭220余件和相當(dāng)數(shù)量的舾裝件等物量。

3.3 電氣設(shè)計

船型優(yōu)化改進之后，由于全船減少了6個壓載艙，相應(yīng)的遙控閥數(shù)量減少6個，多芯管長度縮短約500m，各類電纜使用量減少超過700m。

4 結(jié) 語

本文在已發(fā)展成熟的39000載重噸甲板運木型散貨船的基礎(chǔ)上，對取消運木功能之后該船型實際的載貨種類和各種裝載工況等進行了分析論證，提出了2種船型在設(shè)計上注意事項的差異，提出了適合在甲板非運木型船上實施的具體優(yōu)化改進方案，如通過打通內(nèi)底邊板減少水密結(jié)構(gòu)，減少壓載艙的總數(shù)量和配套的舾裝件等，從而減輕船舶自身重量，減少鋼材、管材和舾裝件等物量的消耗，同時降低產(chǎn)品的建造成本和難度，取得較高的經(jīng)濟和社會效益。