8 500車汽車滾裝船的設計

劉劍峰

（廈門船舶重工股份有限公司，福建廈門 361026）

8 500車汽車滾裝船的設計

劉劍峰

（廈門船舶重工股份有限公司，福建廈門 361026）

文章簡要敘述了汽車滾裝船的設計特點，并介紹廈門船舶重工在建8 500車汽車滾裝船的總布置、推進系統、RO-RO系統、通風系統、綁扎系統、CO2滅火系統、自動化控制系統、EEDI。

汽車滾裝船；總布置；系統設計；EEDI

0 引言

廈門船舶重工股份有限公司已經承造過18艘4 900 PCTC船型，是國內船廠中建造過PCTC船數量最多的船廠，而且承造的4 900 PCTC受到歐洲船東的好評，被譽為“廈門型”，廈門船舶重工具有豐富的PCTC船型建造經驗和成熟的建造工藝，同時擁有一支優秀的PCTC船型建造團隊。8 500車汽車滾裝船是目前世界上最大的汽車滾裝船，代表當今乃至今后一段時期大型汽車滾裝船設計與建造的水平。

1 概述

廈門船舶重工股份有限公司正在建造的 8 500車位汽車滾裝船（8 500 CEU PCTC）[1]是由Deltamarin Ltd Finland與廈門船舶重工股份有限公司聯合設計，為挪威船東H?egh Autoliners AS所建造的現代化多用途汽車滾裝船。該船設計成單槳，柴油機驅動并配備球鼻艏及方艉，能裝載大卡車、小轎車、翻斗拖車及公路拖車等重型工程車輛。

1.1 船舶入級和掛旗

該船入級挪威船級社[2]，船級符號：+1A1, Car Carrier, MCDK, ICE C, E0, NAUT-OC, CLEAN,BWM-T, TMON, BIS, COAT-PSPC(B)。該船懸掛NIS旗。

1.2 主尺度要素

主尺寸要素見表1。

1.3 總體布置[3]

本船包含有13層裝車甲板及一個位于頂層（第14層甲板）的車庫，其中的5層甲板為活動甲板，第五和第八層甲板為水密甲板，車輛的進出分別通過一個250 t的艉門及一個22 t的邊門。居住區域位于14甲板靠艏部位置，滿足MLC2006的要求，同時設計為封閉駕駛室，使得整個駕駛室寬敞明亮，并且能夠滿足一人橋樓的要求。為了安全通過日本的名古屋大橋，研究設計了可倒桅桿和可倒天線的布置。由于風機數量眾多，風道必然多且復雜，為了節省空間，增加車輛的裝載面積，本船設置了大量的結構風道。

本船配置了單臺推進裝置為1臺二沖程、低速、可逆轉、廢氣渦輪增壓、十字頭式柴油機帶固定螺距槳。主機選用專業主機產商韓國現代重工生產的型號MAN 6S60ME-C8.2 Tier II主機，最大連續輸出功率為14 280 kW。螺旋槳直徑約7.2 m。

主發電機組包括3臺柴油發電機和1臺用于海上航行用的軸帶發電機。其中兩臺發電機功率為1 980 kW，另一臺為1 000 kW，軸帶發電機為950 kW。

本船機艙設計滿足無人機艙的要求，采用先進的生產設計系統來布置機艙里的設備和管路，使得設備和管子布置得緊湊有序，通道寬敞，維修方便。機艙主要的輔助設備都用國際著名品牌：例如主機用韓國現代電噴機，型號為MAN Bamp;W 6S60MEC，鍋爐為AALBORG（歐堡），分油機為ALFALAVAL（阿法拉伐）等等。軸舵系滿足水下檢驗要求，壓載水處理裝置、油水分離器和污水處理裝置的設備已經按照最新的IMO相關法規設計。正常航行時航速大約為16 kn，油耗約32 t每天（主發電機不需要運行，電力由主機帶的軸帶發電機供電）。燃油艙和淡水艙均設置當地和遠程的液位指示。熱水柜布置在上建，減少從機艙到上建的熱水管路，節省了很多用于加熱而消耗的蒸汽。為適應環境保護的要求，設置了低硫燃油系統，滿足最新IMO對硫氧化合物的排放要求。

該船舶居住區包含72個艙室，按照1C法設計，滿足ILO規范對船員生活環境的高要求，功能涵蓋船員居住艙室、辦公室、會議室、廚房、餐廳、咖啡吧、健身房、游戲房、病房、診療室、洗衣間、干衣間、更衣室、保潔間和冷庫等。對于生活區的設計和裝修，設計者充分考慮了船員的日常使用和舒適性要求，為船上28名定額船員提供了工作以外的娛樂、休閑、健身等場所。

首先，所有的高級官員如船長、輪機長、大副、大管輪等都配有專用的辦公室，平均20 m2以上的房間面積，總長接近6 m的環繞型辦公桌，2 m長沙發，130 L冰箱都是作為標準配置提供給高級官員寬敞、舒適的辦公環境。另外，高級官員都配有專門的日用房間和獨立的臥室，辦公桌、沙發、電視柜、茶幾、文件柜、組合衣柜應有盡有。特備是1.4 m×2.3 m長的大床，足以應對任何風浪。而床墊下特別設計的隱藏式儲物柜則可以提供足夠大的空間。

相比船長房間的奢侈，船員的艙室設計則以使用為主。衣柜、辦公桌、冰箱柜連體式設計以及沙發旁的扶手兼儲物柜、橢圓形茶幾都充分利用了房間內有限的空間，每間房間至少兩扇方窗提供足夠的光照。卷簾加拉簾的雙層窗簾設計為夜航遮光、日間遮陽提供了完美的解決方案。

海上的生活是枯燥的，所以本船50 m2的娛樂室，80 m2的咖啡吧以及30 m2的健身房可以給提供船員提供多彩的生活方式。其中可容納全船人員的娛樂室擁有兩個超大天窗，灑進的陽光完全可以取代室內照明。牌桌、電視墻、舞臺應有盡有。咖啡吧配有2張吧臺，16張吧臺凳，船員閑暇時可以小酌一杯。健身房配有鏡面墻，可以讓船員盡情欣賞自己的鍛煉成果。如果這些還無法滿足船員的需求，那么艏部15甲板還有3 600 m2的“大廣場”可供使用。

廚房內配備全歐洲進口設備，大型烤箱、柜式洗碗機，四眼電灶，自帶滅火裝置深煎鍋，大理石桌面。全部不銹鋼制品，一如既往的閃亮。餐廳分為公共餐廳和值班餐廳，其中公共餐廳配備加熱柜、飲水機、冰箱和碗碟柜。可容納所有船員共同進餐。值班餐廳則配備了咖啡機、加熱板、制冰機可隨時為值班人員補充能量。

初步的總布置圖見圖1。

1.4 航速和續航力

在設計吃水，軸帶發電機連接，主機功率為66.7%SMCR（即7 830 kW，SMCR為11 735 kW，其中955 kW為軸帶發電機所消耗的主機功率），帶有10%的海況裕度時的服務航速為16 kn。

在設計吃水，軸帶發電機連接，主機功率為100%SMCR（即11 735 kW，其中955 kW為軸帶發電機所消耗的主機功率），帶有 10%的海況裕度時的服務航速為18 kn。

基于設計吃水時航速16 kn時的續航力大約為30 000 nm。

2 設計特點

該船的貨艙甲板面積大，線型特殊，主推進裝置功率大，機艙容積小，操作自動化程度高，是一種典型的高新技術船舶。以下簡要介紹該船的設計和建造特點。

2.1 滾裝設備（RO-RO系統）

滾裝通道系統是影響船舶裝載效率的決定因素。滾裝通道系統的配置既要保證滾裝通道暢通無阻，又要充分利用船舶的艙容，提高裝載能力。該船名為8 500卡汽車滾裝船，因此其船上最重要的設備就是滾裝設備，滾裝設備是該船用于實現汽車裝載的唯一工具。該船滾裝設備為世界著名滾裝設備廠家TTS設計，共分4個大類，分別是邊門、艉門、活動甲板和活動坡道。

邊門和艉門就是分別安裝于船側邊和艉部的液壓水密門，其底部通過鉸鏈固定在船上5甲板，在船靠碼頭后，將打開邊門和艉門，使其另外一端平放在碼頭上，然后汽車將通過邊門和艉門行駛到船上。邊門和艉門是汽車從碼頭裝載到船上的唯一通道。

活動甲板顧名思義就是可以活動的甲板，全船共有5層活動甲板，分別是2、4、6、7、9甲板。每一層活動甲板都是由許多小塊的非動力活動甲板（重量小于20 t）組成，其通過活動支撐固定在船上。每一小塊的活動甲板通過船上的頂升車進行上下升降，其目的就是為了調整上下甲板之間的高度，以便能裝載不同高度的車。比如說5甲板與6甲板之間的設計高度為3 680 mm，但如果要裝載4 m以上的車，就得將活動甲板用頂升車頂升到更高的活動支撐位置上，這樣5和6甲板之間的高度就大于4 m了，也就可以裝載4 m以上高度的車了。本船能裝載1.7 m至6.5 m之間高度的汽車。

活動坡道顧名思義為可活動的坡道，全船共有13個活動坡道，除1甲板，其他貨艙甲板都配有活動坡道。活動坡道為液壓鉸鏈式坡道，其一端通過鉸鏈固定在所處甲板，當裝載汽車時，活動坡道打開，另外一端就下放到下層甲板，這樣汽車就能通過這些坡道行駛到各層甲板。汽車裝載完畢后，活動坡道將再次關閉與甲板平齊，使各層甲板成為一個完整的區域。活動坡道是汽車在貨艙內部各層甲板上下的唯一通道。

2.2 通風系統

汽車滾裝船車輛貨艙通風系統的設計關系到船舶電站電力負荷的大小、有效通風，以及噪聲要求。此外，汽車滾裝船的車輛貨艙通風系統還與船體結構設計有密切關系。通風系統需要合理地布置風道的位置和尺寸，以及風機的擺放位置。

本船貨艙采用機械通風，由世界著名通風系統廠家NYBORG設計。全船共62臺大型風機，其中最大風機每小時能提供8萬立方米的風量。風機全部安裝在露天的第14甲板，其外殼為玻璃鋼材料，每臺均配置除濕器，以盡可能保證空氣的干燥。

為節能環保，該船通風系統設計成兩個工作工況，一個是船舶航行工況，一個是船舶靠港汽車裝載工況。在船舶靠港汽車裝載工況時所有的風機都運行，但在船舶航行工況時，只有一部分風機運行，另外一些風機將關閉，作為自然風道使用，這樣將大大減少能源的浪費。

2.3 綁扎系統

綁扎系統是汽車固定在船上的工具，每一層甲板上面都有開直徑不同的綁扎圓孔，全船共約13.5萬個綁扎孔需設計，其分布在14層甲板上，需用到8種不同的固定綁扎件。而且其布置原則有嚴格要求，比如說綁扎孔之間的間距，綁扎孔與甲板板縫和分段合攏縫的間距，綁扎孔與甲板結構的間距等等，設計強度和難度較大。汽車綁扎時，汽車輪胎被專用綁扎帶固定好，而綁扎帶另外一端的鉤子就鉤在綁扎圓孔上。

由于貨物甲板也分水密和氣密甲板，這些甲板上的綁扎圓孔下方都有裝一個綁扎杯用來保證甲板密性。

2.4 CO2滅火系統

汽車滾裝船貨艙內的車輛油箱內一般都有部分燃油，因此SOLAS規定在氣密或水密甲板上450 mm范圍內是危險區。裝卸貨過程中，汽車會排出燃油氣，大量尾氣散發到貨艙內，故通風防火的要求高。

本船貨艙采用低壓CO2滅火系統。本船14層甲板分為5個CO2滅火區域，滅火用的CO2儲存在CO2間的兩個罐體中，共計約42 t。其平時為液態的，當使用時通過壓縮機瞬間轉化為氣體，通過CO2管運輸到每層甲板，然后通過噴嘴噴發出去。

當發生火災時，這42 t液態CO2將在10 min之內全部噴發到起火甲板以保證能迅速滅火。

2.5 自動化系統

在船舶自動化方面，8 500車汽車運輸船擁有全球最先進的中央控制及報警監視系統，該系統在康士伯KC600平臺基礎上，充分應用全球先進的光導傳輸技術和總線通訊技術，將大部分船上自動化系統的控制和數據信息高度集成起來，再通過先進的計算機軟件技術平臺進行處理，使得各個子系統的操作使用更加便捷和智能。高度的信息集成和共享體現在該系統報警點總數上，其報警點總點數已超過5 000點，這已經接近一艘頂級豪華游輪報警點總數的二分之一。船員隨時都可以在船上任意的工作站和延伸報警板上獲得全船所有自動化設備的工況信息和報警提醒。部分工作站根據營運要求具備特殊的控制功能，能對全船的電力供應、貨艙通風、壓載狀態、居住空調等進行智能化管理，為船員營造出前所未有的安全舒適和人性化的操作環境。特別值得一提的是，中央控制及報警監視系統集成了船舶性能管理系統，該子系統軟件能根據航速和油耗實時分析主柴油推進系統和柴油發電系統的運行效率，在航行中分析有害氣體排放數據的同時給船員和運營方提供最佳經濟油耗的設置建議，可以完全滿足歐盟和北美航區苛刻的環保要求，大大降低船舶運營成本的同時也減少了溫室氣體排放。在維護保養方面體現了未來船舶發展的理念，中央控制及報警監視系統集成了遙控遠程維護系統，一旦系統中有任何的故障，該系統均可隨時通過衛星通訊把全系統數據庫信息發送到陸地上廠家的24 h售后值班平臺上進行分析和遙控維修，這樣售后服務人員足不出戶就可完成設備檢修和維護，大大增強航行安全性和便利性的同時也為船東節省了不少的售后維修費用。為船東創造出一個安全環保和經濟高效的管理平臺。

2.6 EEDI[4]

隨著各國對環境保護的日益重視和立法、執法力度的加強，綠色船舶將是今后船舶的發展趨勢。

8 500 PCTC較以往的船舶設計更加注重節能、環保要求。通過試航的驗證，本船最終的Attained EEDI值為 10.057 gCO2/t·nm，能夠滿足目前這個階段（Phase 1, 1 Jan 2015 - 31 Dec 2019）的要求，并且有很大的裕度，甚至也意味著本船能夠滿足第三階段（Phase 3, 1 Jan 2025 onwards）的要求。

3 結論

目前，共計6艘8 500車汽車滾裝船，廈門船舶重工已經全部成功交付。它們是目前世界上最大的汽車滾裝船，代表了當今乃至今后一段時期內大型汽車滾裝船設計、建造的最高水平。

8 500車汽車滾裝船的成功建造，鞏固了廈門船舶重工在國內汽車滾裝船建造領域的領先地位，對于公司未來的經營接單，發揮品牌效應，起到了深遠而有意義的影響。

[1]Deltamarin Lt.Technical Specification for 8 500 PCTC[R].2013.

[2]DNV.Rules for Classification of Ships [S].2011.

[3]中國船舶工業集團公司.船舶設計實用手冊總體分冊[M].北京： 國防工業出版社, 2013.

[4]MEPC.MEPC.254(67)[S].2014.

Design of 8 500 CEU PCTC

LIU Jianfeng
(Xiamen Shipbuilding Industry Co., Ltd., Fujian Xiamen 361026, China)

The paper describes the design characteristics of pure car truck carrier (PCTC) briefly and introduces the 8 500 PCTC being built in Xiamen Shipbuilding Industry Co., Ltd., including the general arrangement, propulsion system, RO-RO system, ventilation system, lashing system, CO2 fire fighting system,automation system and EEDI.

PCTC; general arrangement; system design; EEDI

為：U674.13+5

A

10.14141/j.31-1981.2017.06.009

劉劍峰（1987—），男，工程師，研究方向：船舶總體設計。