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船舶概论

油船的现代化程度油船的发展从最早的专业化运输船开始,主要是运输散装石油的油船,其他运输船舶的专业化大体是从上个世纪50年代才迅速发展起来的。

随着能源消耗的增加,天然气、石油气的扩大应用,使油船、液化气船需求增加,各种类型、用途的油船进一步增加。

船舶的大型化可以降低单位造价,有利于降低运输成本。

上个世纪五十年代以后,商船特别是油船、散货船、集装箱船想大型化方向发展非常迅速。

1950年世界上最多的油船载重量仅2.8万吨,到了1975年则造出了56.5万吨的“海上巨人”号超大型油船,这是迄今为止最大的运输船舶。

目前,世界上拥有的10万吨以上的超大型油轮(VLOC)已达数百艘。

以下以308000载重吨超大油轮为例,介绍现代化油轮的特点。

本船是一艘远洋航行、单桨、单柴油机驱动的原油船,它适合载运闪点低于60℃的原油。

船舶参数主尺度:载重量:入级符号:总长≤333.00m 设计吃水≈285,000吨CCS垂线间长320.00m 结构吃水≈308,000吨★CSA Oil Tanker, DoubleHull,CSR,型宽60.00m 服务航速:15.7knotsF.P.≤60C,ESP.Loading ComputerS.I.D.型深29.80m续航力:★CSM.AUT-0,SCM,VSC,LGS,PMS设计吃水20.50m 以服务航速航行20,000海里&结构吃水21.80mDNV1A1,Tanker for Oil ESP,CSR,E0VCS-2,TMON船舶性能稳性: 船舶受外力作用离开平衡位置倾斜而不至倾覆,当外力消除后仍能回复到原来平衡位置的能力。

此船的船型决定它需要非常好的稳性,而油在船舱里会震荡,使船的稳性变差,解决的方法是在船舱内加设纵舱壁来制荡,60米的船宽使油船加设了两道平板纵舱壁。

抗沉性:船舶遭受海损事故而使舱室进水,但仍能保持一定的浮性喝稳性而不至于沉没或者倾覆的能力。

传统的油船甲板一般为单层板架,货油藏区域大多采用纵骨架式结构,小型油船也有采用横骨架式结构的。

但是,为防止大型油船因触礁或碰撞等事故造成船体破损泄油污染海洋,国外双层壳体油船的技术现状。

也使船舶在底部受损时仍能保持浮性。

耐波性:船舶在风浪等外力作用下,产生摇荡运动以及砰击、上浪、失速等现象时仍能保持一定航速安全航行的性能。

船舶的摇荡运动包括横摇、纵摇、首尾摇、垂荡(又称升沉)及其耦合运动,其中以横摇影响最大。

剧烈的摇荡对船舶会产生一系列有害的影响,可能使船舶失去稳性而倾覆,使机器和仪表运转失常,使船体构件和设备因负荷增加而损坏,使固定不牢的货物移动,引起旅客晕船、居住条件恶化,使船因螺旋桨工作效率下降和阻力增加而失速等等。

因此,必须在设计阶段就要估算船舶的耐波性能,采取措施以减缓船舶在风浪中的摇荡运动。

此船首部,球鼻艏在航海时起减少的是兴波阻力,没有球鼻艏时会在船舷产生波浪形的水波。

球鼻艏可以产生一个翻转180°的波,与之抵消。

但球鼻艏只在其设计的航速上产生正效应,否则阻力更大,所以只用远洋海船。

操纵性:船舶按驾驶人员的意图保持或改变航速和航向的性能。

操纵性对船舶航行安全和经济效能都有重要影响。

船舶操纵是通过驾驶员运用操纵装置来实现的。

船舶结构本船为倾斜艏柱带球艏、方艉带开式球艉,带挂舵臂的半平衡悬挂舵和一层连续上甲板,无艏楼。

货舱由双底、双壳和两道平板纵舱壁组成。

钢质运输船船体是用各种规格钢板和型材焊接而成,由船底、两舷、首端、尾端和甲板组成水密空心结构。

船底有单底和双底结构,由船底外板(包括平板龙骨)、内底板和内底边板(双层底结构的船有)、纵向骨架、横向骨架等构件组成。

船底骨架有横骨架式和纵骨架式两种。

横骨架式结构由肋板(横向构件)、中桁材(位于船底纵向中心线处的纵桁,又称中内龙骨)、旁桁材(位于船底纵向中心线两侧的纵桁,又称旁内龙骨)等构件组成;纵骨架式结构减少肋板数,但增加船底纵骨。

两舷由(肋骨和舷侧纵桁、纵骨等)组成。

为了加强船体首尾结构,在首端有首柱,在尾端设尾柱。

船体内部设若干道舱壁,形成不同用途的舱室。

船的首部和尾部设有防撞舱壁,分别形成首尖舱、尾尖舱,以保安全。

安装主机、辅机及其附属设备的机舱一般设在船中部或尾部,相应的船型称为中机型或尾机型。

船体垂直方向则用甲板和平台分隔,甲板少则一层,如油船、散货船;多则十余层,如远洋客船。

贯通首尾的最上一层水密甲板称上甲板。

船体的强度须能承受船上的载荷和外界水压力,以及风浪中所产生的弯曲和扭转等应力。

上层建筑是指上甲板以上的建筑物。

货船的上层建筑主要供驾驶操纵和船员生活之用。

过去典型的杂货船多为中机型,其上层建筑分别设在船首、船尾和中部,分别称为首楼、尾楼和桥楼,这种船称为三岛式船。

桥楼是全船工作和生活的中心,最上层是驾驶台、海图室、电报间等,驾驶台以下部分为船员居住、休息、娱乐的场所。

为了取得更多的使用和居住面积,可把三楼分别或全部联接起来。

如把首楼和桥楼联接起来,即成长首楼船;把尾楼和桥楼联接起来,即成长尾楼船。

20世纪初,船主们为了扩大船舶装货容积,同时利用当时船舶吨位丈量法规中的某些弱点,建成一种有两层甲板的遮蔽甲板船。

两层甲板之间的空间可以装货而又可以不计入总吨位,从而减轻了各种服务费用及纳税额,因此长期成为干货船的主要船型。

但该船型水密性差、不安全,所以现在已由国际海事组织修改丈量法规,取消了这种船型。

现代货船以尾机型居多,上层建筑也多设在船尾。

客船的上层建筑比货船的发达,甲板层数多,每层内部用钢质围壁加以分隔,成为旅客居住和进行各种活动的场所。

动力装置:包括为船舶提供推进动力的主机,为全船提供电力和照明的发电机组,以及其他各种辅机和设备。

主机是运输船舶的心脏。

现代运输船舶的主机绝大多数为低速或中速柴油机,由它直接或减速后驱动装在尾部的螺旋桨来推动船舶前进。

除柴油机外,也有少数船舶采用蒸汽机、汽轮机、燃气轮机乃至核动力装置。

柴油机船上发电机组为2~3台柴油发电机组,一般采用400伏三相交流电,频率为50赫兹或60赫兹。

船上还装有副锅炉或气锅炉,为全船提供蒸汽和热源。

各种辅机和设备主要有空气压缩机、各种油泵、水泵以及热交换器、管路、油水柜等。

船舶设备:舾装设备和各种系统舾装设备包括:①操纵设备,如舵设备;②系船设备,如锚泊设备和系泊设备等;③关闭设备,如舱口盖、水密门、舷门、出入口盖等;④信号设备如信号灯、信号旗等;⑤救生设备,如救生艇、救生筏、救生圈、救生衣等;⑥起货设备如货船上的吊杆装置和甲板起重机(见船舶起货设备),油船上的货油泵,滚装船上的升降机、跳板等等;⑦其他设备,如客船上的防摇设备,拖船上的拖带设备,顶推船上的顶推装置等。

船上各种系统包括:将舱底积水排出船外的舱底水排出系统,向压载水舱供水和把水排出的压载水系统,送水灭火的消防系统,排除甲板积水、粪便水和洗濯污水的疏水、处理和排污系统,供给船员和旅客所需饮用水、洗濯水和卫生用水的生活用水系统,以及通风、取暖和空气调节系统等。

油轮船型之变世界上第一艘具有现代油船特征的散装油船是1886年英国建造的“好运”号机帆船,它将货舱分隔成若干长方格舱,可装石油2307吨。

1966年,“出光”号20.9万DWT油轮成为世界上第一艘VLCC。

随后,1967~1973年是油轮船东的黄金时期,这几年船东的利润超过了营运成本的8倍,巨大的利润推动了油轮尺度增长的同时也开创了建造超大型油轮的热潮。

1981年,“海上巨人”号56万DWT油轮是迄今为止世界上建造最大的巨型油轮。

不仅如此,它还是世界上最长的船舶与最长的人造水面漂浮物,比横躺下来的艾菲尔铁塔还长。

20世纪90年代初,双壳VLCC登上历史舞台。

2001年和2002年韩国大宇重工建造了四艘45万DWT的双壳油轮,它们是这个等级首批双壳油轮,标志着世界巨型油船双壳化进程的加快。

中国首届“船舶设计大师”获得者、大连船舶重工副总工程师兼船研所所长马延德说,从现代油轮发展史我们可以看出,油轮从最初诞生至今,其船型和吨位一直伴随着世界石油消费量和石油海运量的不断增加而发展,实现了由小吨位到大吨位,由单壳到双壳的转变。

在船型方面,当今油轮已由早期的“三岛式”发展为现代VLCC双壳油轮,与此同时在全球科学技术迅猛发展和运油量激增的推动下,油轮的载重量不断增大,目前无论从现有船队规模还是订单上看世界船队构成,VLCC都当仁不让地成为世界原油运输的主力船型。

今天,在国际航运界,拥有VLCC数量的多寡代表着一个油轮船队的实力。

据克拉克松提供的数据显示,截至2009年11月初,全球VLCC油船船队保有量为1.619亿载重吨。

在船型不断变革期间,世界油轮设计制造的技术也发生了变革,例如,船舶设计者通过型线、系数的调整与优化,提高了同等尺度下船舶的装载量;以高强度钢为代表的先进材料大规模地使用极大地提高了油轮的载货量;高效大功率低速柴油机替代早期的蒸汽轮机,以及新型电喷柴油机的推广采用,在保障船舶快速性和经济性的同时,有效地改善着船舶的环保性能和双机双桨创新型VLCC研发等等。

谈到双壳油轮,我们不能不提2006年4月1日生效的双壳油轮共同结构规范(JTP),20世纪90年代之前建造的VLCC基本全部为单壳油轮,而由单壳油轮频频引发的原油泄漏事故,使得全球谈“单壳”色变。

因此,国际海事组织决定在JTP规范中规定2015年开始只有双壳油轮可以在海洋上运行。

国际海事组织从防污染角度出发,对油轮船体提出了双壳体结构及其等效结构的多种方案。

针对国际海事组织的新规定,由多国造船集团组成的欧洲造船公司最近提出了符合生态要求的欧洲经济型油船E-3(European、Ecological、Economical)方案,被称为21世纪的油船。

这是当今VLCC最新发展的一个标志,也是西欧船厂联台起来欲与远东船厂在VLCC上进行竞争的一个新动向,这值得引起中国造船界的重视。

对于中国油轮技术的发展,我们不得不提曾经被评为“中国十大名船”之一的中国第一艘VLCC伊朗·德瓦尔”号。

2002年8月31日,历时3年时间,大连新船重工有限责任公司为伊朗国家油轮公司建造的30万吨巨型油轮“伊朗·德瓦尔”号签字交付,与该船同型同订单的船还有4艘。

从1999年项目合同正式签订,到2004年最后一艘船全部建成交工,经过近五年时间的艰苦努力,中国首次承造的VLCC项目取得了圆满成功。

伊朗船东在接收该油轮时,称赞这艘超大型油轮是“PioneerofChina(中国先锋)”,并愉快地说:“伊朗船队中虽然有日本和韩国建造的VLCC,但中国建造的这艘是最好的。

”“伊朗·德尔瓦”号等几艘VLCC的建成标志着中国造船工业在超大型油轮的设计建造上实现了零的突破,不仅实现了几代中国造船人的梦想,也打破了世界造船强国在该领域的垄断,从而使中国进入世界仅有的几个能够设计建造超大型油轮国家的行列。

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