30萬噸級超大原油船雙殼優化設計研究

王璐璐

(渤海船舶職業學院 船舶工程系， 遼寧 葫蘆島 125000)

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30萬噸級超大原油船雙殼優化設計研究

王璐璐

(渤海船舶職業學院 船舶工程系， 遼寧 葫蘆島 125000)

摘要基于實際工程中的30萬噸原油船進行設計研究。將設計中的30萬噸原油船雙殼方案與現有的32萬噸原油船雙殼設計方案進行對比，分析兩種方案在30萬噸原油船設計上的優劣，找到相對更加優秀的設計方案，為以后類似的設計研究提供參考。

關鍵詞原油船雙殼剪力彎矩斗形艙

One 300 000 DWT Super Crude Oil Tanker Study on Optimization of Double Shell

WANG Lu-lu

(Bohai Shipbuilding Vocational College Ships Engineering Department,Liaoning Huludao 125000, China)

AbstractThe article based on a 300 000 DWT crude oil tanker design. Double hull design of 300 000 tons of crude oil in the ship program compared with the double hull design of 320 000 tons of crude oil in the ship program. Comparing two methods of realizing, find better designs, and provide reference for the design of future similar study.

KeywordsOriginal oil tankerDouble hullShearBending momentBucket-shaped tank

0引言

目前根據國際運力市場分析，對于東線營運的原油船船東，由于考慮到馬六甲海峽這一原油船主要航道的吃水限制，通常會選擇30萬噸級別的原油船。在已成功設計并建造了32萬噸原油船、29.7萬噸原油船，具有較豐富的原油船的設計建造經驗的前提下，新設計開發的30萬噸原油船雙殼設計采用斗形艙的設計方案，即將第三邊貨油艙(左右)的一部分隔離給第三壓載艙，同時減小雙殼寬度的方案。然而30萬噸原油船雙殼設計方案是否能夠直接使用32萬噸原油船雙殼的設計方案，一直都沒有理論性的研究。本研究就是基于已開發設計的30萬噸原油船設計，按照32萬噸原油船雙殼設計的方案重新設計雙殼，比較兩種設計方案在彎矩方面的優劣。圖1為兩種雙殼設計方案。

上述兩種方案的設計，都是在滿足MARPOL、載重線公約等相關規范公約的條件下，滿足油船的最小壓載水量及浮態、視域等要求，在雙殼設計時采用相同的內殼板斜率進行，且確保內殼板的每張板的四條邊都在一個平面內，這樣可以使結果更加的準確，具有可比性。

132萬噸雙殼設計方案

32萬噸雙殼設計方案的設計原理較為簡單，即將貨油艙中部的雙殼按照平直方式進行設計，雙殼寬度較大，在滿足貨油艙容積的前提下，雙殼折點的位置只需滿足MARPOL最小壓載水量、駕駛時域、螺旋槳浸沒率等規范公約要求即可。該種設計方法具有設計流程簡單，結構連續性較強，通用性較強的特點。該方案的布置形式如圖1(b)所示，通過使用NAPA軟件，對各規范要求的必要載況的計算結果分析，該方案各主要肋位處的彎矩極值如表1所示。

圖1　兩種雙殼設計方案

航行工況港口工況NOXFRAMEMAXMINMAXMIN/m/kNm/kNm/kNm/kNm150.1#541978805-146681618528971555358267.11#573385839-307785032541342685877375.615#58.54065628-359410939367553227557484.12#604450174-4042565467851737253245101.13#635242597-4720666608619045424296126.645#67.56112080-5316982779445053207337152.16#726295528-5652880852999453977148172.005#75.56038633-5654638829882347520879177.675#76.55898100-56296288075178453728810191.85#795428721-55158977187624400158211203.19#814973630-53470236144004323385412228.705#85.53795780-46828833866817116339513254.22#902382358-3762596212467836488614279.735#94.5984192-239177280960121424815304.89#99116136-62981412627754617

2斗形艙雙殼設計方案

斗形艙雙殼設計方案采用的是將船中部邊貨油艙(左右)靠艏部的一個強肋位的容積給第三壓載艙(左右)，同時整體減小船舶貨油艙雙殼的寬度(但>2 m，滿足MARPOL關于貨艙區雙殼寬度要求)，艏艉部的雙殼設計在滿足公約規范的條件下盡量小，以滿足壓載水容量和貨艙容積、駕駛視域、螺旋槳浸沒率等要求，最終形成了如圖1(a)所示的布置形式。通過使用NAPA軟件，對各規范要求的必要載況的計算結果分析，得到該方案各主要肋位處的彎矩極值如表2所示。

表2　斗形艙雙殼VLCC主要肋位處的彎矩極值

3兩種設計方案對比

通過上述數據的對比分析，斗形艙雙殼設計方案在滿足壓載水容量和貨油艙容積的前提下，由于減小雙殼的寬度，從而減少艏艉部的壓載水容量，同時增加中部壓載水量，從而降低船舶在壓載航行時的中拱極值；同時也由于艏艉部雙殼寬度較小，增加艏艉部貨油艙的容量，減少中部貨油艙的容量，從而降低了船舶在滿載航行時的中垂極值。通過對兩種方案進行NAPA計算，對比計算結果可以發現，采用斗形艙雙殼設計方案可以使中拱彎矩極值降低約800 000 kNm，中垂極值降低約600 000 kNm，較32萬噸雙殼設計方案具有較大的優勢。

32萬噸雙殼設計方案是目前32萬噸原油船采用的較為廣泛的一種設計方案，具有設計流程簡單、結構連續性強等特點后，然而對于30萬噸原油船的設計不太適用，主要原因有兩個方面：(1) 30萬噸原油船與32萬噸原油船在主尺度方面的差異不是很大，甚至對于現在新設計的30萬噸原油船與32萬噸原油船在船長、船寬的數據是一樣的，只是在結構吃水、型深上較淺而已；(2) 30萬噸原油船一般情況下吃水較32萬噸原油船小，對降低船舶彎矩極值不利。因此根據29.7萬噸原油船開發設計的30萬噸原油船采用了斗形艙雙殼設計方案。

同時由于采用斗形艙雙殼設計方案降低了船舶的彎矩，使船舶在滿載時的變形較小，能夠更多地裝載原油，符合船東的利益，如圖2所示。

圖2　無斗形與有斗形壓載艙設計對比

30萬噸原油船設計時所采用的斗形艙雙殼設計方案就是在充分考慮了30萬噸原油船的布置特點再次設計的結果，通過增加船體中部的壓載艙的容量，即可以做到在壓載航行時，通過增加船體中部壓載水量，降低船舶的中拱彎矩；同時也可以在滿載航行時，通過減少船舶中部貨油的容量，降低船舶的中垂彎矩。在整體設計上不影響船舶的其他性能指標，使彎矩極值得到了大幅度的降低，使彎矩的極值在規范要求的最小彎矩值附近，對結構減重具有重要意義。然而在32萬噸原油船的設計上，斗形艙雙殼設計方案與32萬噸原油船雙殼設計方案在彎矩極值上的區別就沒有如此明顯。

4結語

綜上所述，斗形艙雙殼設計方案更加適合在30萬噸原油船設計時使用，較32萬噸雙殼設計方案具有彎矩極值小的優點，在開發設計30萬噸原油船所采用的這種斗形艙雙殼設計的方案是成功的，對以后進行該類型船舶的開發設計具有較高的參考意義。

參考文獻

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中圖分類號U662

文獻標志碼A

作者簡介：王璐璐 (1982-)，女，講師。