75 m平臺供應船總布置優化設計

官良清

(福建省馬尾造船股份有限公司，福建 福州 350015)

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75 m平臺供應船總布置優化設計

官良清

(福建省馬尾造船股份有限公司，福建 福州 350015)

摘要：為滿足規范對平臺供應船節能環保的規定以及用戶對規范修改后不需要修改圖紙的要求，根據87 m平臺供應船母型船提供了3種主尺度，經過分析對比確定了75 m平臺供應船為最終方案。通過分析平臺供應船的用途，在符合船舶穩性的前提下，對全船艙室進行了合理的布置。實船證明，該船滿足規范要求，艙室布置合理，振動和噪音小。

關鍵詞：平臺供應船;船舶總布置;最優設計

0引言

2011年，國際油價處于高位，海上石油開采頻繁，溢油時有發生，因而引起各國對節能和環境保護的重視，一些船舶規范和國際公約陸續生效。而市場上大多平臺供應船采用常規推進模式運輸常規貨物，對于具備運送閃點低物質和海上溢油回收功能且相對節能的電力推進平臺供應船較少，尤其營運中的平臺供應船在滿足新規范、新公約要求方面考慮也不全面，因此，船東希望船廠開發一款中型多功能平臺供應船，在規范設計適用性方面具有一定前瞻性。當打開市場后，即使新規范生效也可以不修改設計圖紙從而滿足可連續建造船舶的可能性。新船型采用節能型電推船,能回收閃點低于60 ℃溢油, 裝載的泥漿、鹽水含量符合國際海事組織IMO resolution A673(16)允許的所有成分；符合即將生效的2013年國際海事勞工公約(簡稱“MLC 2006”)和ABS船級社離岸支持船規范，滿足特種用途船舶安全規則，采用綠色設計并獲相關船級符號(ENVIRO，GP)，具備對外消防功能。本文圍繞這些特殊要求并結合設計實際情況進行總結。

1主尺度的確定

按船東最初想法，希望開發的新船型的長度不超過80 m，載重量在3 000 t以上，考慮到船廠已建造成功的87 m平臺供應船綜合性能比較有優勢，因此決定以87 m平臺供應船為母型船做線型變化，并提供表1中3種主尺度供船東選擇。

表1　3種平臺供應船主要尺度

從表1分析得出：

(1)78 m平臺供應船：船長較長，長寬比較大,快速性稍好，相應的液貨艙比較寬敞，易布置設備。

(2)76 m平臺供應船：船寬稍大, 可獲得較大的甲板裝貨面積,艙室布置也較寬松。

(3)75 m平臺供應船：載重量與上面2艘一致，相應水下水線面較胖，快速性稍有影響。

船東經過綜合比較，考慮本船為海工輔助船，有一個經濟航速約13 kn即可，最后選擇75 m的船型參數。

2船舶概況

2.1概述

本船設計為海上作業平臺提供全方位服務，能運送鉆井水、燃油、淡水、鹽水、泥漿、水泥、甲醇及其他鉆井物資和器材，并具有FIFI-1 對外消防功能、DP-2動力定位、海上溢油回收及海上救助能力，是一艘航行于無限航區的多功能平臺供應船。

2.2主要參數

總長

75.00 m

型寬

17.20 m

型深

7.80 m

最大結構吃水

6.40 m

結構吃水對應載重量

3 650 t

設計航速

13.6 kn

定員

50人

甲板面積

700 m2

甲板載貨量

1 650 t

燃油艙容積

1 200 m3

淡水艙容積

750 m3

甲醇/泥漿艙容積

240 m3

泥漿/鹽水/溢油艙容積

500 m3

(泥漿含IMO resolution A673(16)允許的所有成分)

鉆井水艙容積

1 300 m3

散裝水泥艙容積

225 m3

2.3船級符號

3主船體分艙布置

平臺供應船主要為海上平臺提供貨物，載貨品種多，管路系統布置也較復雜，設計時需要充分考慮分艙的合理性。其分艙原則是滿足規范要求前提下最大限度裝載各類貨物，充分發揮船舶各項功能。在設計中主要考慮以下幾項因素：

破艙穩性要求分艙長度、設備布置所需合理空間、船東要求貨物裝載的品種和容量、不同貨品艙之間的分隔要求、滿足要求的主通道和脫險通道、貨品對結構設計的特殊要求。

本船的主船體分隔較為清晰、合理，3道水密移門將主船體分為首部區域、機艙區域、貨艙區域和尾部等4個區域，其大致布置如圖1、圖2、圖3和圖4所示。

圖1　側視圖

圖2　主甲板平面

3.1分艙穩性驗證

本船破艙穩性必須滿足《特種用途船舶安全規則 2008》要求，采用概率破損進行計算，分艙達到的分艙指數A應不小于要求的分艙指數R值的0.8倍。通過NAPA軟件進行分析計算，本船的破艙穩性滿足規范要求。

原始方案曾考慮貨艙區的壓載艙不設雙層底，邊艙和底艙連在一起形成L型艙，這樣艙的數量不多，有利于減少管路和相關系統布置。但按照SOLAS II-1/9.8 要求，雙層底的設置應盡量自防撞艙壁延伸至艉尖艙壁，在寬度方向應延伸至船舷兩側，以保護船底到舭部彎曲部分，如不滿足上述要求，應按規范規定的破損范圍進行底部破艙計算。經計算，滿足底艙破損要求時最小初穩性高度GM要大于1.8 m，大于概率破損要求的最小初穩性高度GM值1.4 m。較高的GM值，直接影響甲板貨艙的裝載量，而甲板的裝載量又是合同的一個考核指標，同時考慮到較高的GM值要求也不利于船舶的其他裝載工況。通過仔細分析后，最后將影響最大的幾個壓載艙全部增設雙層底，僅保留艉部6號壓載艙不設雙層底。經計算，本船底艙破損最小GM值降至1.39 m，為甲板裝載貨物留下了一定的GM值裕度。

1.6號壓載/鉆井水艙　 2.5號淡水艙　3.舵漿間　4.5號壓載/鉆井水艙　5.4號燃油艙　6.2號水泥罐艙　7.1號水泥罐艙

1.6號壓載/鉆井水艙　 2.5號淡水艙　3.5號壓載/鉆井水艙　4.4號淡水艙　5.4號壓載/鉆井水艙

3.2首部區域的布置

首部區域布置有艏尖艙、艏側推艙、液貨艙。艏尖艙的防撞艙壁布置應滿足ABS《Guide for Building and Classing Offshore Support Vessel-2012》中第3部分第2章第9節要求，同時滿足上層建筑艙室應布置在防撞艙壁后面要求；本船具備DP-2動力定位能力，需考慮2個側推器安裝，以及維護空間、相關電氣、輪機設施、主通道及脫險通道等布置要求。綜合這些因素，把艏側推艙平臺高度升高到2 300 mm,兩側布置淡水艙，增加淡水裝載量。

3.3機艙區域的布置

為合理利用機艙空間，本船機艙設計為2層，底層布置4臺高速發電機組及相關的設備、泵浦、冷卻器、閥組等；二層甲板布置壓縮機組、空壓機、空氣瓶、變壓器、信號采集箱和機修設備等?？紤]到本船推進系統采用電力推進模式，將集控室布置在二層甲板后部并位于發電機上方，方便布置粗大的推進電纜從配電板至尾推進器間；機艙雙層底主要布置壓載水艙和用于收集油水的艙柜，機艙兩側布置用于設備運行所需液體艙柜。在機艙內布置油艙時應注意兩點：第1是容積超過30 m3的油艙不能與外板相鄰，第2是油艙底不能暴露于機艙且艙面暴露于機艙內不能超過2個。為便于底層布置各類設備，通往首側推間和貨艙區域的主通道設于機艙二層甲板。

3.4貨艙區域的布置

(1)考慮到本船采用電力推進模式，為有效利用空間，把主要通道布置在中間，兩側為液貨艙。通道分2層，上層為主通道，頂部布置電纜，底層布置輪機設施及管路。

(2)本船可裝運有毒有害的甲醇、泥漿，回收的溢油閃點低于60 ℃，按《近海供應船散裝有限數量有毒有害液體物質的運輸和裝載指南》(以下簡稱“運輸和裝載指南”)要求，船上裝載此類物質不應超過800 m3，裝載閃點低于60 ℃溢油的液艙要有效隔離；設計中的泥漿艙兼作溢油回收艙，由此確定甲醇艙和泥漿艙大小，并把泥漿艙設計成圓形狀布置在燃油艙內以起到隔離作用。另外，泥漿艙壁可以不設扶強材，從而保證艙壁之間有足夠的通道。

(3)本船貨艙區甲板需裝運干貨。貨艙壁要延伸至主甲板，按“運輸和裝載指南”要求， 在甲板上常設木鋪板。

(4)本船運輸的甲醇和溢油閃點都低于60 ℃，按“運輸和裝載指南”要求，超過貨物區域至少7 m以上，起居、服務和機器處所的進口、空氣管開口等才能面向貨物區域。為方便這些出入口布置，把甲醇艙和溢油回收艙集中布置在貨艙區中部。

(5)把甲醇艙和泥漿艙下方設計為雙層底壓載艙或鉆井水艙，便于滿足MARPOL公約中對油艙、泥漿艙等的雙殼保護要求?？紤]到底艙與邊艙為完整水密分隔，按“運輸和裝載指南”要求。與液貨艙有限界面的雙層底艙應布置2個盡量遠離的進出口。該進出口通道可以通過貨泵艙、隔離艙、管隧或類似艙室通往開敞甲板，以便對該艙室全面檢查。為解決底壓載艙檢查通道問題，可將其中對應的邊壓載艙設計為空艙。

(6)按照“運輸和裝載指南”要求，裝載有毒有害液體物質最好不超過8 00 m3，否則，需要船東向掛旗國申請放寬該要求。

本船甲醇艙和泥漿艙裝載這類物質，設計時將其總容積控制在740 m3。

(7)本船在甲醇艙與舵槳艙之間布置水泥罐艙，使危險貨物區域與舵槳間有足夠遠的距離，方便舵槳間通風、人員出入口布置。

4上層建筑艙室的布置

由于平臺供應船特點，一般要求載貨甲板面積要大，便于裝載貨物；同時居住人員相對于貨船要多，除居住自身運營所需船員外也考慮一定數量服務于海上平臺的特殊人員，因此，上層建筑布置在船首。 其內部艙室布置應考慮以下幾點：

(1)根據建造規格書、規范、掛旗國要求確定船員房間數量、面積、位置及其他功能艙室數量。

(2)合理布置主通道、空調管路及電纜通道位置，保證通道順暢。

(3)綜合考慮公共處所、機械處所布置區域，經常出入與一般維護進出艙室所處位置應有所區別。

(4)機艙機械通風應盡可能與居住艙室隔離，避免艙室受通風噪音影響。

(5)甲板之間應有合理的層高。

(6)衛生單元布置盡可能對齊，便于衛生水管的布置，衛生單元集管區的檢修門應布置在易于到達區域；同時，衛生水管布置應避免穿過廚房、冷庫。

4.1工作艙室布置

為了工作及運送食品的方便，把公共服務艙室布置在主甲板，如更衣間、廚房、餐廳、食品庫等，同時把醫務室也布置在主甲板，便于擔架和醫療設施進出。

4.2居住艙室布置

本船居住艙室布置要符合“MLC 2006”有關面積和自然光要求，滿足掛旗國要求至少配置10個船員，即保證10個單人間。另外，規格書要求至少有50個床位且最多只能為2人間。本船除主甲板外還有3層用于布置居住艙室，分別是下艏樓、上艏樓和船長甲板?？紤]到這些要求，把居住艙室沿外側布置，便于采光；無自然光的中間艙室，設計為辦公室、儲藏室及設備間等；單人間集中布置在船長甲板，2人間布置在上、下艏樓甲板；這樣布置有10個單人間和20個2人間，每個空間得到合理利用。

另外，居住艙室布置在遠離機艙的下艏樓、上艏樓及船長甲板，有利于消除機艙內設備運行產生的振動和噪音影響，提高了船員生活舒適度。艙室布置如圖5、圖6、圖7所示。

5結語

在設計之初已考慮即將生效的新規范、新公約，船廠依舊可以沿用原有設計圖紙連續建造這些船。該型船在交付2艘后，市場反應良好，船東隨后又續造8艘。目前，該系列船已交付6艘， 4艘在建?？傮w上， 75 m平臺供應船是一艘按照安全、舒適、環保、節能等理念設計的海工輔助船，設計中把船東需求與即將生效的新規則、規范充分融合在一起，進行優化布置，投入營運后船舶的適用性和經濟性能也令用戶感到滿意。

參考文獻：

[1]張言才.75 m海洋平臺供應船設計[J].江蘇船舶，2005，22(1)：1-4.

圖5　下艏樓甲板平面

圖6　上艏樓甲板平面

圖7　船長甲板平面

中圖分類號：U662.2

文獻標志碼：A

作者簡介：官良清(1969—)，男，高級工程師，從事船舶設計研發工作。

收稿日期：2015-11-09