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1、 网络教育学院船舶设计原理课程设计 题 目： 38500DWT成品油船的主尺度确定1 现代油船发展及相关母型资料1.1 现代油船发展早期的石油是用桶装由普通干货船运输的。1886年英国建造的“好运”号机帆船，将货舱分隔成若干长方格舱，可装石油2307吨，用泵和管道系统装卸，是第一艘具有现代油船特征的散装油船。到1914年，世界油船吨位已占世界商船总吨位3%。第一次世界大战以后，随着石油产量和运输量的迅速增长，油船向专业化、大型化发展，逐渐成为一种重要的专用运输船舶。1930年，世界油船占世界商船总吨位的1/10，1960年上升为近1/3，1980年再上升为1/2。1980年初，世界油船的总载重
2、量达到3.3亿吨。但从1975年起，因为发生石油危机，过剩的油船运输能力超过1亿吨，大批油船闲置，油船吨位的增长速度出现了停滞甚至下降的局面。随着石油化学工业的发展，原油和成品油的运输趋向专业化，出现专用的原油运输船和成品油船。在原油运输方面，为了克服单向运输经济效益差的弱点，20世纪50年代后期出现能兼运石油和其他大宗散货的多种兼用船。随着港口单点系泊技术的发展，原油运输船在航道条件许可下必须尽可能地大型化，以取得更高的经济效益。19671975年苏伊士运河关闭时期，波斯湾到欧美的原油运输须绕道好望角，也推动了原油船的大型化。1980年，世界油船船队构成中超大型油船（载重20万吨以上）和特大
3、型油船（载重30万吨以上）的吨位已超过半数。70年代末，出现了50万吨以上的大油船，如法国19761977年建成的55万吨级姊妹船“巴提留斯”号和“贝拉美亚”号。日本1980年将一艘42万吨的油船改建成为“海上巨人”号，总长458.54米，船宽68.8米，型深29.8米，吃水24.6米，载重量56万吨，是世界上最大的船舶。随着苏伊士运河的重开和各国采取节能措施，巨型油船大量过剩，原油船大型化的过程已经终止。成品油船因受货物批量以及港口、炼油厂设备条件的限制，载重量一般为24万吨，最大为7万吨。由于成品油品种较多，不宜混装，成品油船上有较多独立的装卸油泵和管系。1.2 现代油船特点一 在船型方面
4、 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，19671973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
5、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。二 在主要要素方面 1大型化 油轮的载重量越大，运输成本越低。由于石油货源充足，装卸速度快，并且可以通过铺设在海上的石油管道来装卸,所以大型原油船可以不用靠码头,而只需要系浮筒来进行装卸作业。因为没有对码头水深的要求，所以油船可以建造得很大。近海油船的总载重量为30000吨左右；近洋油船的总载重量为60000吨左右；远洋的大油轮的总载重量为20万吨左右；超级油轮的总载重量为30万吨以上。最大的油轮已达到56万吨。2环保 安全 随着IMO、IACS等国际组织和各大船级社对海上安全性和环保性要求的提高，海洋船舶正在
6、不断向安全、环保型发展，如为防止油船破损对海洋的污染，1992年通过了油船双壳结构规定，2001年通过了加速淘汰单壳油船的规定；同时，世界各国海事组织对船龄的限制越来越严格，对船舶技术性能指标要求越来越高，对有关避碰、防触礁、减少有害物质对海水的污染、减少船舶排放气体对空气的污染等作出了一系列的规定，以保证船舶安全和环保要求。4 节能技术不断提高 通过不断优化船型，减少推进阻力，改进主机性能，各种船舶的燃油消耗量呈现下降趋势。以90年代建造的三大主流船型与70年代建造的船舶相比，在保持同样航速的情况下，燃油日消耗量，VLCC船减少了65，散货船减少了34，集装箱船每箱节油高达67。3船舶自动化
7、程度越来越高 一人桥楼、无人机舱等出现，使船员数量大大减少，90年代建造的先进船舶，船员数量一般不到15人，较70年代减少了50左右，船舶自动化防止的更高一级是智能化，日本等国正在开发之中，以航行自动化为目标的“一人船舶”，预计在2015年左右可以开发成功。4船舶设计共性技术发展迅速 国外先进造船国家始终不渝地致力于船舶性能和结构先进技术的开发和应用，使船舶设计水平不断提高，船舶技术性能不断改善，新船型不断涌现，从而保持着占据极大部分世界船舶市场的态势。表现为：大力防止船舶性能和结构数据库，以此作为船型开发和优化设计的基础；船舶结构的直接设计计算法迅速发展并广泛获得应用；计算流体力学（CFD）
8、进展迅速，许多理论方法已应用于船舶和海洋工程的设计；开发和应用减振降噪技术，提高船舶的舒适性和结构安全性等。三 在舱室划分方面油轮的特殊舱室 1、货油舱 是由纵横水密舱壁分隔而成的用于装载货油的舱室。 2、货油泵舱 是用来布臵货油泵、扫舱泵、压载泵等设备及管系的舱室。对尾机型油轮， 货油泵舱设于机舱与货油舱之间，起着隔离空舱的作用。 3、货油、压载兼用舱 供装载货油并兼作压载的两用舱。 4、专用压载舱 专门用来装载压载水的舱。该舱具有与货油、燃油系统完全隔绝的独立管 系。5、污油水舱 油轮进行清舱作业时，用于污油水沉淀、分离的专用货油舱。正常营运时， 可用于装载货油。6、货油集控室 油轮进行装
9、卸、原油洗舱(COW)、充惰气(IGS)、货舱除气(GAS FREE)、排 油监控等作业的总控制、操作和监视的舱室。1.3 相关母型资料母型船载重量为68000吨，用于运载闪点小于60oC的汽油、轻柴油和重油可同时装载两种不用的油种。主要航区为近海。母型船为钢质、单甲板、尾机型、单桨、单舵，由柴油驱动的成品油船，具有球尾和球鼻首线型。设有首楼和尾楼，机舱内设有4层平台。货油舱区域为双底双壳结构，共有六对货油舱，一对污油水舱，五对压载水舱。1.3.1 主要尺度总长Lpp 225.00m型宽B 33.30m型深D 21.00m设计吃水d 12.96m方形系数Cb 0.8414载重量DW 68000
10、t载重量系数 0.8082排水量 84129.71t排水体积 81997.77m31.3.2 航速、螺旋桨及续航力螺旋桨设计时考虑了主机功率储备15%，母型船在设计吃水（m），船壳清洁无污底情况下，处于风力小于蒲氏风级三级的平静深水水域条件下主机达到额定转速时的服务速度约13.5海里/小时。母型船选用MAU型5叶螺旋桨，螺旋桨直径为6.55m，盘面比0.5593，螺距比0.703，螺旋桨材料为Cu3镍铝青铜。母型船燃油的装载量为燃料油885吨，轻柴油71吨，满足船舶在满载状态，服务航速（海里/小时）时的续航力为6000海里。母型船舶淡水容量为206吨，饮用水容量为40吨以及食品和粮食的储备量满
11、足20名船员20天的自持能力。2 船舶主要要素的初步拟定2.1 排水量和主尺度的初步确定2.1.1 设计分析本设计船是一条运输船舶，因此设计时应注意降低造价，降低消耗，提高运输能力，提高本船的经济性，可适当减小船长；作为运输船，航行时间也很重要，要力求达到较适宜的航速，船长不能过小；本船为双壳双层底结构，为保证舱容，可适当增加型深；本船吨位较大，具有较好的适航性，因此满足要求即可。总结以上，总的设计思想是：保证舱容和航速要求下，减小本船主尺度。2.1.2 估算排水量对油船这种重量型船舶，由于随变化有相当稳定的范围，通常采用载重量系数法初估排水量。母型船为68000吨成品油船，母型船排水量为t，
12、其载重量系数=0.8082；设计船为38500吨成品油船，其载重量系数随着载重量的增加而增大，初定为=0.8035根据公式 =385000.8035 得到：设计船排水量=47853.14 t2.1.3 初始方案拟定根据主尺度比法来确定主尺度，设计船的、取值与母型船相同，其中，。根据公式可初步估算得到设计船船长L，再由公式、，可以计算得到船宽B、吃水d和型深D。最后计算得设计船主尺度为：K1=L/B=225/33.30=6.756K2=B/d=33.30/12.96=2.569K3=L/D=225/21=10.714=182.86M=27.06M=10.53M=17.06M2.2 主机选择 用海
13、军系数法估算所需的主机功率： 公式如下： 其中c为海军常数 =9480kwC取530；服务航速V=15,2节;试航航速16节 续航力10000 海里 主机参数； MAN B&W 6S50MC 一台选定最大持续功率(S.M.C.R) 9480KW持续常用功率(C.S.R) ：8058kW2.3 空船重量估算2.3.1 船体钢材重量Wh按立方模数公式估算该项重量。钢料重量系数Ch一般在0.0792-0.1053 WhChLppBD （2.3）Ch取0.1；则Wh=0.1*182.86*27.06*17.06=8441.61吨 2.3.2 舣装设备重量Wf按平方模数公式估算该项重量。木作舣装重量系数
14、为: （2.4） （2.5） Cf取0.0886，根据公式计算Wf=0.0886*182.86*(27.06+17.06)=714.8吨2.3.3 机电设备重量Wm利用公式： （2.6）Cm一般在0.110.132，本船取Cm0.118根据公式计算：Wm=0.118*9480=1118.64吨 综合以上三部分重量，本船的空船重量为： （2.7）=+LW=Wh+Wf+Wm=8441.61+714.8+1118.64=10275.05吨2.4 小结在保证舱容和航速要求下，减小本船主尺度的相关要求下，按照相关公式进行准确计算经计算38500吨成品油船船舶相关主尺度数据如下；总长Lpp 182.86m型宽B 27.06m型深D
