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1、大型油轮（VLCC）设计探讨沈闻孙摘要：最近几年我厂连续建造几型VLCC，在设计建造过程中参阅一些国外资料，很多船东提出新的改进意见，同时新的规范规则引起很多设计更新。本文主要是几年来设计建造的回顾与展望，由于规范规则的频繁修改尤其是将来JTP生效以后，船体结构设计上将有个大的改变，这些都是对我们船舶设计提出新的要求，既要考虑降低造船成本，又要有创新意识以便达到世界先进水平。关键词：VLCC： 电子控制主机： JTP进入21世纪经济全球化进程加快，世界航运事业的蓬勃发展，给造船事业带来生机，另一方面世界工业化发展快速增长，更多的对钢铁石油资源的需求，因而钢材设备价格不断上涨，对造船事业带来新的
2、挑战。另外最近二十多年来海损事故不断发生，导致造船规范规则修改频繁，影响造船成本，针对以上发生的一切，船舶设计应当优化船舶各项指标的设计，降低造船成本。本文仅从大型油轮（VLCC）的设计来探讨设计上的一些问题，从以下几个方面作粗略介绍：1、两种类型VLCC的设计比较：这几年接触到很多船东对VLCC的不同要求，结合我厂建造的VLCC进行对比，大致有两种类型，一种是经济型另一种是常规型，从接触的资料来看日本设计建造的VLCC多数为经济型，设计是标准型，从总体布置与结构舾装设备等各个方面都从经济这个角度来考虑，如我厂为中海运船东建造的VLCC也是按经济型设计，以及南通川崎建造的都属经济型，欧洲船东建
3、造的VLCC大多是属常规型，如我厂为欧洲马士基船东建造的VLCC，不过中海运船东的VLCC由于船东要求在经济型基础上增加不少项目，如舱室布置修改后上层建筑加大。另外油舱区结构上也有加强，导致船舶舾装数与空船重量增加。其主要数据见表1表1主尺度常规型（马士基船东）经济型（中海运船东）总长垂线间长型宽型深设计吃水结构吃水332.95米320.00米58.00米31.00米20.95米22.70米330.00米317.00米60.00米29.80米19.20米21.50米载重量（设计吃水）载重量（结构吃水）货油舱容积（包括污油舱）污油舱容积压载舱容积燃油舱容积278000t308000t348.77
4、0 m37000m399000 m37800 m3215000t297400t340000 m38890 m398000 m37500 m3主机发电机锅炉SULZER 7RTflex84TDMCR40005BHP76rpmNCP34004BHP72rpm1200KW 900rpm 3台50t/台 2MAN B&W 7S80MCMCR34650BHP 79rpmNCR31185BHP 76.3rpm950KW 900rpm 3台45t/台 2航速燃油消耗16.4（设计吃水、NCR、无海况储备）98.2吨/天15.8（设计吃水、NCR、无海况储备）91吨/天定员船级社28+6Lloyds28+6D
5、NV+CCS从表1可见经济型VLCC型深与吃水较小，型宽为60米，结构吃水时的载重量略小于常规型，主机选用MAN B&W机型马力较小，航速在16节以下，油耗较低。从整体布置来考虑上层建筑布置尽量紧缩，故外形尺寸减小，导致船舶舾装数相对较小，故锚链直径为114mm775m大抓力锚重16.12吨，而常规型VLCC的锚链直径为117mm 775m。大抓力锚重17.25吨，因此锚机与系泊绞车等有关设备，经济型VLCC较常规型VLCC小。从压载舱的布置来看（见后页图）经济型VLCC艏尖舱为空舱，同时可省去很多管系等设备，另外舯前货油舱区设有小压载舱与边压载舱相通，明显的在压载状态下减小弯矩，所以经济型空
6、船重量大致约为41800吨（二个新规则尚未生效）而常规型为45000吨（已满足新规则要求）。VLCC空船重量如此大，所以局部结构作些改进，往往会有较多的钢材节省，如某艘VLCC船的甲板与底部纵骨间距作适当调整就有近千吨钢材节省，其他如管系布置也是很有潜力，这里不予详细叙述。我厂为中海远船东设计建造的经济型VLCC实际上已比日本的原经济型VLCC增加很多要求，舱室布置修改后上层建筑加大，因此船舶舾装数增加，锚链直径114mm 775m（原来日本的经济型锚链直径仅为111mm 775m），当然相应设备也就更大，其他的结构舾装设备都有改进，所以空船重量也增加。我厂为伊朗建造的VLCC，无论是总体布置
7、，结构加强，舾装与机电设备等都有过高的要求和船员人数为42人导致上层建筑面积很大，船舶舾装数也增加，锚链直径为122mm 775m当然相应设备也加大，机电设备方面要求也高，如锅炉为55t/台2，其他如房间空调装置要求特别高。通过伊朗VLCC的设计建造，再与其他船东谈VLCC设计时，就感到比较顺利。虽然几年前这条伊朗VLCC满足所有规范规则一切要求，但是时间过去了5年最近规范规则增加不少，现在来看伊朗VLCC，很多地方已不符合新规范规则的要求显得落后了，所以这几年规范的频繁变动船东建造新船的要求也应有新的理念。2、动力装量的变化。1） 主机的选型根据过去的资料VLCC的主机大致选用MAN B&W
8、7S80MC（或7S80MC-C）或选用SULZER 7RA84TB、主机的选择通常是根据船东的要求，过去很多船东习惯用MAN B&W机型，但此MAN B&W机型比SULZER机型马力小，故7RA84TB在VLCC船上还有很多市场，但最近几年在韩国建造的VLCC船很多采用大马力MAN B&W6S90MC-C（见表2），可能是多数船东要求采用MAN B&W机型，而SULZER又推出7RA84TD两者马力接近，故近年来采用最多的还是MAN B&W7S80MC-C与SULZER 7RA84TB。最近VLCC技术谈判时很多船东推荐MAN B&W6S90ME-C主机，因为船东希望有较高的航速。2） 电子
9、控制主机的采用进入二十一世纪以来丹麦MAN B&W公司和瑞士WARTSILA-SULZER公司均向国际船运市场推荐其最新开发研制的ME-C机型和RT-FLEX机型。两种机型共同特点是取消了传统柴油机最重要的部分一凸轮轴及其相关联的一些系统，大大简化了设计结构。取代这些传统设备的是借助新兴科技研发的一些液电控制元器件和支持这些元器件可靠精确运行的计算机软件系统，也就是所谓数控柴油机。柴油机燃油喷射和排气阀采用电子控制，改善了低负荷时的运转性能和柴油机的加速度，提高其平衡性和负荷控制，延长大修间隔时间，而且可以降低燃油消耗，气缸滑油消耗。不仅为此，包括烟雾和NOX的排放性能也更优化了。过去在船用主
10、机的市场上MAN B&W占据了大部分市场，SULZER为了扭转被动局面首先研发电子控制主机，并推向市场，获得了大量订单，如我厂为欧洲船东建造的VLCC就采用SULZER 7RA-FLEX84TD，将于2007年交船，国内很多主机也采用SULZER FLEX型主机，所以一度占了主动，但MAN B&W拥有雄厚的技术实力，很快推出系列电子控制主机，如6S90ME-C是从6S90MC-C派生出来的。在韩国也有两条VLCC就采用此机，将于2006年交船。ME型机更具有先进性如取消电子调速器其功能集成到ME整个控制系统中，另外如ME型柴油机上控制气缸滑油供给的阿尔法注油器系统的使用确保低滑油耗率和高质量的
11、气缸润滑，其他的比较先进的地方这里不予详述，目前国外船东对船用主机差不多已要求采用电子控制主机，可是国内船东正在观望中，尤其是对ME型柴油机其优点可能了解更少。很显然从这里可以看到船用主机的市场竞争中，技术创新起到决定性作用。表2EngineOwnerTypeDWTYardHullLicenceYearBHP6S90MCCAeolosTANK CRUDE300,000Daewoo5160HHI01399006S90MCCAeolosTANK CRUDE300,000Daewoo5170HHI01399006S90MCCAeolosTANK CRUDE300,000Daewoo5180HHI01
12、399006S90MCCAeolosTANK CRUDE300,000Daewoo5250HHI04399006S90MCCChandnsTANK CRUDE300,000Daewoo5186HHI02399006S90MCCKnsten NavigationTANK CRUDE300,000Daewoo5126HHI00399006S90MCCKnsten NavigationTANK CRUDE300,000Daewoo5127HHI00399006S90MCCKnsten NavigationTANK CRUDE300,000Daewoo5128HHI00399006S90MCCKnst
13、en NavigationTANK CRUDE300,000Daewoo5185HHI01399006S90MCCKnsten NavigationTANK CRUDE300,000Daewoo5194HHI03399006S90MCCKnsten NavigationTANK CRUDE300,000Daewoo5203HHI02399006S90MCCKnsten NavigationTANK CRUDE300,000Daewoo5205HHI02399006S90MCCKnsten NavigationTANK CRUDE300,000Daewoo5261HHI04399006S90MC
14、CLemosTANK CRUDE300,000Hyundai203HHI04399006S90MCCLemosTANK CRUDE300,000Hyundai204HHI04399006S90MCCNeptune Onent LinesTANK CRUDE300,000Hyundai1371HHI01399006S90MCCNeptune Onent LinesTANK CRUDE300,000Hyundai1372HHI01399006S90MCCNeptune Onent LinesTANK CRUDE300,000Hyundai1394HHI02399006S90MCCNeptune Onent LinesTANK CRUDE300,000Hyundai1395HHI02399006S90MCCNeptune Onent LinesTANK CRUDE302,900Hyundai222HHI04399006S90MCCNeptune Onent LinesTANK CRUDE303,000Universal017HZC04
