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700mw级全集装箱船总体设计

1上海建造型船

3500吨集装箱船是上海船舶研究设计院独立设计开发的一座德国现代集装箱船。它由上海造船厂建造，吨装箱量为32艘。本船从2001年下半年开始设计,2003年1月开工建造,首制船于2004年7月顺利交付船东。该船的重箱量、航速等主要性能指标均达到或高于合同要求,船东对本船型的开发设计表示满意,并在上海船厂续造了10多艘后续船。

2teu集装箱船

3500TEU集装箱船是单机单桨、柴油机推进的现代化集装箱船,适合于全球航行,除装载普通集装箱外,还可以装载冷藏集装箱和危险品集装箱货物。

本船线型为倾斜船首带球鼻和方尾,采用定距桨,并设置首侧推器,操纵性良好。机舱、起居处所及驾驶室位于尾部,设有长首楼。上甲板以下从船首到船尾依次设有8道水密横舱壁,将全船分隔成首尖舱、7个货舱、机舱和尾尖舱。分隔货舱的水密横舱壁作为货舱通道,货舱间的支撑舱壁布置货舱通风及冷藏集装箱的维修空间。货舱采用大开口双壳箱形结构,边舱内设有纵通的二甲板。

3500TEU集装箱船属于巴拿马船型,为第三代集装箱船。本船货舱集装箱布置是横向设11列,垂直方向7层。甲板和舱盖上在全宽方向布置13列标准集装箱,层数不超过7层。在无舱盖的处所,设置绑扎支柱,支柱的顶部都设置集装箱,有的集装箱是一半搁在舱盖上,另一半搁在支柱上。货舱内集装箱运输的安全和定位主要靠导架、压力导轨架以及固定绑扎和活动绑扎件来实现。甲板以上集装箱布置在舱盖板和绑扎支柱上。

本船按照德国劳氏船级社的现行规范进行设计,除满足正式签订合同时生效的一切国际公约及修正案的要求之外,还满足巴拿马运河航行规则等要求。

本船的主要技术参数如下:

总长231.00m

垂线间长214.20m

型宽32.20m

型深18.80m

结构吃水12.00m

载重量42000t

总吨位35954t

净吨位15938t

液舱容积:燃油舱4580m3

柴油舱240m3

淡水舱260m3

压载水舱11900m3

集装箱容量:甲板上2074TEU

货舱内1460TEU

总计3534TEU

重箱数14t/TEU2353TEU

主机MANB&W7K90MC-C

功率MCR31920kW×104r/min

服务航速22.2kn

航区无限

船员28人

船级GL+100A5E,ContainerShip,

IW,NAV-O,SOLASII-2REG.19,

+MCEAUT

船旗国Liberia

3优化分线型设计及结果分析

3.1船体线型和航速

因受船台长度的限制,本船与国外同船型相比,相对短而胖。吃水深是本船的特点,而且要求在12m、11m、10.5m3种吃水状态都具有较小的阻力和良好的推进性能。为此,收集分析了大量的优秀船体线型资料,在首部线型设计中通过优化满载水线、球艏以及球艏和船体线形的过渡使得各水线的进流角最佳,水流折向船底,获得良好的设计航速的阻力性能。优化尾部线型使得在各吃水处都具有较低的剩余阻力系数。通过多种方案的线型比较,并作了船模试验,获得了满意的结果:在主机持续功率具备15%海上裕度及满载设计吃水12m时,航速达到22.35kn,超过合同22.2kn的要求。同时,在11m、10.5m吃水时,都具有优秀的阻力推进性能。

在螺旋桨的设计上,不仅追求其高效率,而且要确保防止桨的空泡剥蚀以及诱导激振力,从而防止和减小船舶振动,提高船舶的安全性及舒适性。根据优化后船舶线型的阻力、自航试验结果,在主机功率为90%MCR并考虑15%海上裕度时的航速,满载时大于22.4kn。

3.2集装箱船结构参数设计

集装箱船结构一般具有以下特点:

(1)较大的甲板开口,船体上部结构刚度较弱,横向变形大,应力高;

(2)航速高,首外飘大,首部遭受波浪拍击严重,波激振动引起的附加应力较大;

(3)短而高的尾甲板室,易引起甲板室的纵向振动;

(4)高的舱口围板,对这种高应力结构上的开孔及其过渡需妥善处理,受力较大的部位应作必要加强;

(5)水密横舱壁或横向支持舱壁多,以便支持舱口盖,也有利减小船的横向变形。

为此,在本船设计中考虑合理的结构布置及骨架选取:

(1)货舱大开口区域的船体上部设置纵向抗扭箱结构,并尽可能向首尾延伸,且有良好的过渡;

(2)在集装箱座下,双层底内设置桁材和肋板,平台或甲板下设置纵桁和横向强构件;

(3)在集装箱箱座的水平方向,舷侧设置水平构件,横舱壁处应设置水平桁材;

(4)集装箱船的底部及抗扭箱的上部采用纵骨架式,货舱内的支承平台采用纵骨架式。

本船的结构根据集装箱布置的固有尺寸