30万吨级超大原油船双壳优化设计研究

王璐璐

(渤海船舶职业学院 船舶工程系， 辽宁 葫芦岛 125000)



30万吨级超大原油船双壳优化设计研究

王璐璐

(渤海船舶职业学院 船舶工程系， 辽宁 葫芦岛 125000)

摘要基于实际工程中的30万吨原油船进行设计研究。将设计中的30万吨原油船双壳方案与现有的32万吨原油船双壳设计方案进行对比，分析两种方案在30万吨原油船设计上的优劣，找到相对更加优秀的设计方案，为以后类似的设计研究提供参考。

关键词原油船双壳剪力弯矩斗形舱

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

目前根据国际运力市场分析，对于东线营运的原油船船东，由于考虑到马六甲海峡这一原油船主要航道的吃水限制，通常会选择30万吨级别的原油船。在已成功设计并建造了32万吨原油船、29.7万吨原油船，具有较丰富的原油船的设计建造经验的前提下，新设计开发的30万吨原油船双壳设计采用斗形舱的设计方案，即将第三边货油舱(左右)的一部分隔离给第三压载舱，同时减小双壳宽度的方案。然而30万吨原油船双壳设计方案是否能够直接使用32万吨原油船双壳的设计方案，一直都没有理论性的研究。本研究就是基于已开发设计的30万吨原油船设计，按照32万吨原油船双壳设计的方案重新设计双壳，比较两种设计方案在弯矩方面的优劣。图1为两种双壳设计方案。

上述两种方案的设计，都是在满足MARPOL、载重线公约等相关规范公约的条件下，满足油船的最小压载水量及浮态、视域等要求，在双壳设计时采用相同的内壳板斜率进行，且确保内壳板的每张板的四条边都在一个平面内，这样可以使结果更加的准确，具有可比性。

132万吨双壳设计方案

32万吨双壳设计方案的设计原理较为简单，即将货油舱中部的双壳按照平直方式进行设计，双壳宽度较大，在满足货油舱容积的前提下，双壳折点的位置只需满足MARPOL最小压载水量、驾驶时域、螺旋桨浸没率等规范公约要求即可。该种设计方法具有设计流程简单，结构连续性较强，通用性较强的特点。该方案的布置形式如图1(b)所示，通过使用NAPA软件，对各规范要求的必要载况的计算结果分析，该方案各主要肋位处的弯矩极值如表1所示。

图1　两种双壳设计方案

航行工况港口工况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斗形舱双壳设计方案

斗形舱双壳设计方案采用的是将船中部边货油舱(左右)靠艏部的一个强肋位的容积给第三压载舱(左右)，同时整体减小船舶货油舱双壳的宽度(但>2 m，满足MARPOL关于货舱区双壳宽度要求)，艏艉部的双壳设计在满足公约规范的条件下尽量小，以满足压载水容量和货舱容积、驾驶视域、螺旋桨浸没率等要求，最终形成了如图1(a)所示的布置形式。通过使用NAPA软件，对各规范要求的必要载况的计算结果分析，得到该方案各主要肋位处的弯矩极值如表2所示。

表2　斗形舱双壳VLCC主要肋位处的弯矩极值

3两种设计方案对比

通过上述数据的对比分析，斗形舱双壳设计方案在满足压载水容量和货油舱容积的前提下，由于减小双壳的宽度，从而减少艏艉部的压载水容量，同时增加中部压载水量，从而降低船舶在压载航行时的中拱极值；同时也由于艏艉部双壳宽度较小，增加艏艉部货油舱的容量，减少中部货油舱的容量，从而降低了船舶在满载航行时的中垂极值。通过对两种方案进行NAPA计算，对比计算结果可以发现，采用斗形舱双壳设计方案可以使中拱弯矩极值降低约800 000 kNm，中垂极值降低约600 000 kNm，较32万吨双壳设计方案具有较大的优势。

32万吨双壳设计方案是目前32万吨原油船采用的较为广泛的一种设计方案，具有设计流程简单、结构连续性强等特点后，然而对于30万吨原油船的设计不太适用，主要原因有两个方面：(1) 30万吨原油船与32万吨原油船在主尺度方面的差异不是很大，甚至对于现在新设计的30万吨原油船与32万吨原油船在船长、船宽的数据是一样的，只是在结构吃水、型深上较浅而已；(2) 30万吨原油船一般情况下吃水较32万吨原油船小，对降低船舶弯矩极值不利。因此根据29.7万吨原油船开发设计的30万吨原油船采用了斗形舱双壳设计方案。

同时由于采用斗形舱双壳设计方案降低了船舶的弯矩，使船舶在满载时的变形较小，能够更多地装载原油，符合船东的利益，如图2所示。

图2　无斗形与有斗形压载舱设计对比

30万吨原油船设计时所采用的斗形舱双壳设计方案就是在充分考虑了30万吨原油船的布置特点再次设计的结果，通过增加船体中部的压载舱的容量，即可以做到在压载航行时，通过增加船体中部压载水量，降低船舶的中拱弯矩；同时也可以在满载航行时，通过减少船舶中部货油的容量，降低船舶的中垂弯矩。在整体设计上不影响船舶的其他性能指标，使弯矩极值得到了大幅度的降低，使弯矩的极值在规范要求的最小弯矩值附近，对结构减重具有重要意义。然而在32万吨原油船的设计上，斗形舱双壳设计方案与32万吨原油船双壳设计方案在弯矩极值上的区别就没有如此明显。

4结语

综上所述，斗形舱双壳设计方案更加适合在30万吨原油船设计时使用，较32万吨双壳设计方案具有弯矩极值小的优点，在开发设计30万吨原油船所采用的这种斗形舱双壳设计的方案是成功的，对以后进行该类型船舶的开发设计具有较高的参考意义。

参考文献

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中图分类号U662

文献标志码A

作者简介：王璐璐 (1982-)，女，讲师。