53800吨的散货船主要尺寸确定研究及总体布置设计
摘 要
船舶总体设计是整个船舶设计过程中最重要的设计部分,是全船设计中的纲 领。它对各个部分的设计影响是全局性的。如果一条船的总体设计不好，整条 船的设计也不会很优秀。本文以53800吨散货船为例，对船舶总体设计进行了阐 述说明。
本文分为六个章节：
1.绪论。本章对散货船的发展历史、散货船分类、散货船队的发展及发展 趋势、国内散货船的发展进行了详细阐述。
2.设计任务书。对设计船的航区航线、船型、用途、船级、动力装置、航 速、续航力和自持力、船员人数、规范一一作了说明。
3.主要要素的分析与确定。对如何选取船体主要要素进行了分析。这些要 素对船舶的主要技术性能诸如快速性、稳性、适航性、容量、总布置以及船舶 的经济性等都有重大的影响，对船舶性能的好坏有决定性的作用。恰当地确定 这些要素，是船舶总体设计中的一项最基本最重要的工作。船舶主尺度的选 择，应通过技术经济论证来确定。
4.型线设计。船体型线是关系到船舶性能、经济性能的全局性设计项目之
一，它与船舶的静力与动力性能、船舶航速、总布置、结构与建造工艺等密切 相关，是评论船舶设计质量好坏的一个重要标志。因此，在船舶设计的初始阶 段确定总体设想及确定主要要素时就要对型线设计问题进行考虑。
5.静水力曲线。静水力曲线图全面表达了船舶在静止正浮时，它的浮性参 数、初稳性参数、各船型参数与船吃水之间的函数关系和变化的规律，是后续
进行装载及稳性校核的重要依据。
6.总布置设计。总体布置是船舶设计中一项非常重要的综合性技术工作， 总布置的优劣对船舶使用性能、航行性能、安全性能及结构工艺性能都有直接 影响。散货船货舱区域双壳体的设置、主船体各舱室的布局和层间高、首楼的 设置及相关问题都是总布置设计的关键问题。
关键词 53800 吨；散货船；总体设计
第1章 绪 论
1.1 散货船发展历史
20 世纪 50 年代以前没有专用散货船，都是用普通杂货船运输散货。粮 食、水泥等散货的流动性比液体小，都有一定的休止角，因而装这些散货时在 舱口围板内装满后，舱口四周的甲板下仍留有一个棋形空档。船在海上发生横 摇后，散货流向空档，形成横贯整个船宽的自由表面。出现较大横摇时散货将 流向一舷，船随即横倾，在风浪中很容易发生倾覆事故。据统计，20 世纪 50 年代全世界有 150 余艘运送散货的船发生海损事故。
为了解决这个安全问题，才逐步形成了现在广泛应用的典型专用散货船结 构型式：两舷布置底边舱加高舱口围板以保证满舱，两舷布置底边舱便于清 舱，也能增加抗沉性；双层底和四个边舱区采用纵骨架式结构以保证船体总纵 强度，两舷边舱之间水线附近的总纵弯曲应力很小，采用结构比较简单的横骨 架式结构，两个货舱口之间的甲板不参与保证总纵强度，这里的甲板板明显地 比舱口线以外的甲板板薄，骨架也减弱。典型专用散货船的出现，较好地解决 了散货流动问题，改善了散货运输的安全性，使海上散货船运输进入一个新的 发展阶段。在随后的几十年里散货船得到了迅速发展，1960 年只有 1/4 的散 货由单 甲 板承运 ， 而自 1980 年以来 ，几乎 所 有的散 货 都由专 用 的散货 船承 运。20 世纪 80 年代中期以后，散货船船体损伤引起的沉船事故逐渐增多，散 货船的安全问题再度受到世人关注，目前已经出现了双壳体结构散货船，虽然 双壳体散货船的空船重量和建造成本有所增加，但其安全、经济和运营优势越 来越得到航运界的认同，散货船的双壳化己是大势所趋。
1.2 散货船分类[1]
广义的散货船包括液体散货船和干散货船；狭义的散货船是指干散货船
（本文提及的散货船均指干散货船）。 散货船（干散货船）的分类方法大 概有 2 种。 1） 按载重量分 这是一种造船界最常用的分类方法。按载
重量大小可将散货船分为五种代表船型，即 2 万～3.5 万吨小灵便型、3.5
万～5 万吨大灵便型、6 万～8 万吨巴拿马型、10 万～18 万吨好望角型和 20 万吨以上超大型散货船。 灵便型散货船 (handy bulker)原 指 载 重 量 为 2
万～4 万吨的较小型散货船，此型船吃水浅，能进出世界众多港口，具有灵
便、通用的特点。随着航运和造船业的发展，灵便型散货船也得到了进一步的 发展，演变出载重量更大的 3.5 万载重吨以上大灵便型散货船 (handymax bulker)，而把 3.5 万载重吨以下称之为小灵便型散货船(small handy bulker
or handy size bulk) ； 由 于 受 到 河道的限制，6 万～8 万吨巴拿马型
（Panamax bu1ker）最大船长 294m，宽 32.2m，吃水 12m；10 万～18 万吨好 望角型散货船(capesize bulk carrier)在 20 世纪 60 年代中后期问世，是通 过好望角连接大西洋和太平洋的典型船型，主要承担海上长航线的煤炭和铁矿 石运输任务，其代表船型吨位逐步由 10 万～12 万吨发展到 14 万～15 万吨， 近期又发展到 17 万～20 万吨。 2） 按所载货物比重分 国际船级社联
合 会 (IACS: International Association of Classification Societies) 为
适应船主团体的要求，于 2002 年将散货船按所载货物比重分为三类：
(1)BC-A 类:是为运输比重 1 吨每立方米以上的干散货(如铁矿石)而设计 的能隔舱装运的散货船；
(2)BC-B 类:是为运输比重 1 吨每立方米以上的干散货(如煤炭)且能在所 有货舱积载而设计的散货船；
(3)BC-C 类:是为运输比重 1 吨每立方米以下的干散货(如谷物)而设计的
散货船。
IACS 将要求新造散货船都附注符号，全世界约七成左右的散货船属 于
BC-A 类。散货船队的发展
自从 20 世纪 50 年代中期，由遮蔽甲板船发展而来的散货船投入营运以 来，散货船队经过五十多年的发展，已经成为世界海上运输中一股举足轻重的
运输力量。 据 1992 年初的统计，全世界共有干散货船 4846 艘，21590 万
载重吨。其中，5 万载重吨级以下的灵便型船总吨位约 10100 万载重吨，占干 散货船总吨位的 46.8%；巴拿马型散货船总吨位约 5157.5 万载重吨，占干散 货船总吨位的 23.9%,好望角型散货船总吨位约 5972.7 万载重吨，占干散货船 总吨位的 27.7%。到 1995 年 1 月 1 日，整个世界散货船队 300 总吨以上的船 舶己达 5342 艘，计 21890 万载重吨。另外还有 ORE/BULK/OIL（OBO）型船 239
艘，2690 万载重吨。1998 年底，全球共有 1 万吨以上的散货船 5518 艘，总载
重量 26550 万吨，约占商船总吨位的 34.2%，其中 l 万～3 万吨的 2217 艘，3 万～5 万吨的 1778 艘，5 万～8 万吨的 1008 艘，8 万～10 万吨的 45 艘，10 万～15 万吨的 196 艘，15 万吨以上的 273 艘。在“9.11”恐怖事件和全球经 济低迷的影响下，2002 年世界船运市场不景气，到 2002 年底，世界上共有散
货船 5779 艘，总计约 26300 万载重吨，约占世界商船总量的 1/3。 进入
2003 年之后，国际造船市场和航运市场持续好转，全球新船订造异常活跃， 世界新船订单量大幅增长，全年造船产量也突破了历史最高纪录。2003 年世 界新船成交量、手持订单量和造船产量三大造船指标突破历史最高纪录，散货
船新船订造量比上一年同期增长 24%左右。
目 录
摘 要 ..................................................................................................................... I Abstract ...................................................................................................................... II
第 1 章 绪 论 ...........................................................................................................7
1.1 散货船发展历史...............................................................................................7
1.2 散货船分类 ......................................................................................................7
1.3 散货船队的发展...............................................................................................8
1.4 发展趋势 ..........................................................................................................9
1.5 国内散货船的发展......................................................................................... 11
1.6 小结 ................................................................................................................ 11
第 2 章 设计任务书 ................................................................................................. 12
2.1 航区航线 ........................................................................................................ 12
2.2 船型 ................................................................................................................ 12
2.3 用途 ................................................................................................................ 12
2.4 船级 ................................................................................................................ 12
2.5 动力装置 ........................................................................................................ 12
2.6 航速 ................................................................................................................ 12
2.7 续航力和自持力............................................................................................. 12
2.8 船员人数 ........................................................................................................ 12
2.9 规范 ................................................................................................................ 12
第 3 章 主要要素的分析与确定 .............................................................................. 13
3.1 主尺度分析与确定......................................................................................... 13
3.2 相关母型船资料............................................................................................. 13
3.2.1 母型船主要参数 ...................................................................................... 13
3.2.2 航速、主机及续航力 .............................................................................. 14
3.3 主尺度确定 .................................................................................................... 14
3.3.1 排水量估算.............................................................................................. 15
3.3.2 总长 LOA ................................................................................................... 16
3.3.3 垂线间长 LPP ........................................................................................... 16
3.3.4 船宽 B ..................................................................................................... 16
3.3.5 结构吃水 d ............................................................................................. 17
3.3.6 型深 D ..................................................................................................... 17
3.3.7 方形系数 CB ............................................................................................ 17
3.4 快速性估算 .................................................................................................... 18
3.5 空船重量估算 ................................................................................................ 19
3.5.1 船体钢料重量 WH .................................................................................... 19
3.5.2 舾装重量 WO ............................................................................................ 20
3.5.3 机电设备重量 WM
................................................................................. 21
3.5.4 排水量裕度.............................................................................................. 22
3.6 重力与浮力平衡............................................................................................. 23
3.7 载货量 Wc 计算 .............................................................................................. 26
3.7.1 燃油重量 Wo
.......................................................................................... 26
3.7.2 滑油重量 WL ............................................................................................ 27
3.7.3 炉水重量 WBW .......................................................................................... 27
3.7.4 人员及行李.............................................................................................. 27
3.7.5 淡水 ......................................................................................................... 28
3.7.6 食品 ......................................................................................................... 28
3.7.7 备品、供应品重量 .................................................................................. 28
3.7.8 轻柴油 ..................................................................................................... 28
3.7.9 锅炉燃油 ................................................................................................. 28
3.7.10 载货量 ................................................................................................... 29
3.8 干舷校核 ........................................................................................................ 29
3.8.1 夏季最小干舷计算 .................................................................................. 29
3.8.2 干舷修正值总结 ...................................................................................... 31
3.9 本章小结 ........................................................................................................ 32
第 4 章 型线设计 ..................................................................................................... 33
4.1 概述 ................................................................................................................ 33
4.2 型线参数 ........................................................................................................ 35
4.3 型值表 ............................................................................................................ 35
4.4 型线图 ............................................................................................................ 38
第 5 章 静水力计算 ................................................................................................. 41
5.1 概述 ................................................................................................................ 41
5.2 静水力数值表 ................................................................................................ 42
5.3 静水力曲线图 ................................................................................................ 44
第 6 章 总布置设计 ................................................................................................. 46
6.1 概述 ................................................................................................................ 46
6.2 总布置图 ........................................................................................................ 48 结 论 ....................................................................................................................... 52 参考文献 ................................................................................................................... 53 致 谢 ....................................................................................................................... 54
参考文献
[1] 谢祚水.船舶与海洋工程概论.北京.国防工业出版社，1998 [2]顾敏童.船舶设计原理.上海交通大学出版社，2001
[3] 中 国船级社. 钢制海船入级与建造规范 (2006). 北 京：人民交通出版社，
2006 [4]王世连，刘寅东.船舶设计原理.大连：大连理工大学出版社，2000
[5]朱美琪，潘伟文，李树范.运输船舶设计特点.武汉：武汉水运工程学院，
1986 [6]盛振邦，刘应中.船舶原理.上海：上海交通大学出版社，2003 [7]陈可越.船舶设计实用手册(总体分册).中国交通科技出版社，2007 [8]雷林.船舶设计基础.北京：人民交通出版社，2007 [9]杜忠仁.运输船舶金属船体重量的估算方法.上海造船，1996（1） [10]R.Munro-smith.Merchant ship design.1964
[11]D.G.M.Watson, A.W.Gilfillan.Some ship design methods. The Navel Architect,
1977
[12]钱文豪.船舶型线设计.船舶，1998（1）～（6）
[13]Ronald K.Kiss. Aspects of simplified hull forms-past, present and the future.
Marine Technology, 1972
[14]Williams A.K.E. Some recent trends in hull for merchant ships ，
SSPA,1978(80)
www.bylw520.net www.bylw520.net/html/4560.html www.bylw520.net/html/4558.html
