甲板非运木型散货船与甲板运木型散货船设计差异对比和优化

张卫锋

（江门市南洋船舶工程有限公司，广东 江门 529145）

0 引言

在航运市场持续低迷的背景下，不同船东根据自身经营的特点，在选择订造的船型时会有不同的要求。例如，有船东在绿色环保型39000载重吨运木型散货船的基础上，提出了建造成本更低的甲板非运木型散货船。

分析甲板运木型船和甲板非运木型船的特点可知，甲板非运木型船相比甲板运木型船从表面上看只是减少了用来对露天甲板木材进行系固的绑扎系统，一般将运木型船改为非运木型船的设计只是取消该系统。但是，深入分析甲板运木型散货船之后可知，其除了可运输谷物和矿石等常规散货以外，还需满足《海上安全与人命公约》（SOLAS公约）[1]对甲板装载大量木材之后整体重心较高带来的特殊稳性要求和其他方面的要求，而甲板非运木型散货船在这些方面的要求明显不如其严苛。对此，在满足各种规范的要求和船东使用要求的前提下优化39000载重吨甲板非运木散货船的设计，达到降低建造成本和施工难度等目的，显得尤为重要。

1 2种船型在布置、装载和满足规则规范方面的差异

1.1 各类布置和装载货物的区别

甲板运木型散货船和甲板非运木型散货船的布置图分别见图1和图2，实船装载情况对比见图3和图4。

图1 甲板运木型散货船甲板面布置图（主视图局部）

图2 甲板非运木型散货船甲板面布置图（主视图局部）

图3 甲板运木型散货船装载实况

图4 甲板非运木型散货船装载实况

经比较，得到甲板运木型散货船与甲板非运木型散货船各类布置及所装载货物的主要区别见表1。

表1 甲板运木型散货船与甲板非运木型散货船各类布置及所装载货物的主要区别

1.2 IMO法规和船级社规范对2种船型要求的区别

根据国际海事组织（International Maritime Organization, IMO）法规和船级社规范等对甲板运木型散货船和甲板非运木型散货船的各类要求进行比较分析，主要区别见表2。

表2 IMO法规和船级社规范等对本文所述甲板运木型散货船与甲板非运木型散货船的各类要求对比

2 理论分析与设计计算验证

由上述分析可知，甲板运木型散货船作为散货船中比较特殊的一种，在设计上存在较多不同于普通散货船的要求。

2.1 2种船型甲板面木材绑扎系统的配置

对于甲板非运木型散货船而言，由于其甲板露天区域不大规模装载木材，因此无需单独配备木材绑扎系统和配套设施。

2.2 2种船型甲板是否运木对船舶重心的影响和对船舶稳性的要求

对于同一线型船舶而言，装载货物之后整体的重量和重心位置（尤其是重心的高度）对船舶的稳性有着决定性作用。根据船型数据分析，当39000载重吨甲板运木型船甲板以上装载木材时，其整体的重心高度会超过11.2m，且在运输过程中可能因甲板面木材浸水（甚至结冰）而使货物的重心更高，而甲板不装载木材时其整体重心高度在任何工况下都不超过9.6m。

按规范的要求，甲板运木型散货船需满足露天甲板装载木材时的特殊稳性要求，典型装载工况如下：

1) LOG1 LOG（HOMO S.G.=0.581 T/M3)，H=6.5m，dep；

2) LOG2 LOG（HOMO S.G.=0.581 T/M3)，H=6.5m，arr & icing；

3) LOG3 LOG（380-360 CF/4.5 t1000 SCR)，dep；

4) LOG3 LOG（380-360 CF/4.5 t1000 SCR)，arr & icing。

在这4种装载工况下，船舶整体的重心高度分别为11.205m、11.392m、11.622m和11.875m。经计算验证，在船舶整体重心高度始终小于10m的情况下，散货船液舱舱室的分隔可以更大些，这就意味着原甲板运木型散货船部分小一些的压载舱可适当合并，进而可减少全船压载舱的总数量。

3 设计应用

由上述理论分析与计算可知，甲板非运木型船的优化改进应重点从无木材甲板货引起的重心高度大幅下降这项最主要的区别展开，因此在将39000载重吨甲板运木型船改为甲板非运木型船时，分别将No.2、No.3和No.4货舱区域的底部和舷侧的压载舱合并，该区域的压载舱总数由12个减少为6个，全船压载舱总数由18个减少为12个。

3.1 船体结构设计

原船舯部前后共约80m范围内的内底板结构由水密结构改为非水密完全联通结构，全船大约减少37t钢料，2种船型此处的结构对比见图5和图6。

图5 甲板运木型散货船内底板水密结构

图6 甲板非运木型散货船内底板非水密完全联通结构

3.2 管系设计

全船压载舱数量减少之后，原为压载舱配备的18套独立的压载、测深和透气系统等均可减少为12套，可缩短不同管径无缝钢管约280m，阀门、弯头220余件和相当数量的舾装件等物量。

3.3 电气设计

船型优化改进之后，由于全船减少了6个压载舱，相应的遥控阀数量减少6个，多芯管长度缩短约500m，各类电缆使用量减少超过700m。

4 结 语

本文在已发展成熟的39000载重吨甲板运木型散货船的基础上，对取消运木功能之后该船型实际的载货种类和各种装载工况等进行了分析论证，提出了2种船型在设计上注意事项的差异，提出了适合在甲板非运木型船上实施的具体优化改进方案，如通过打通内底边板减少水密结构，减少压载舱的总数量和配套的舾装件等，从而减轻船舶自身重量，减少钢材、管材和舾装件等物量的消耗，同时降低产品的建造成本和难度，取得较高的经济和社会效益。