配置双燃料发动机的700TEU江海直达船总体设计开题报告
2020-10-31 09:08:47
1. 研究目的与意义(文献综述)
武汉港地处长江中游,是交通部定点的水铁联运主枢纽港,在国家中部崛起战略、长江黄金水道和武汉航运中心建设中地位极为重要。
上海港位于长江三角洲前缘,居中国18000公里大陆海岸线的中部、扼长江入海口,地处长江东西运输通道与海上南北运输通道的交汇点,是中国沿海的主要枢纽港,中国对外开放,参与国际经济大循环的重要口岸。上海市外贸物资中99%经由上海港进出,每年完成的外贸吞吐量占全国沿海主要港口的20%左右。作为世界著名港口,2013年上海港集装箱吞吐量位居世界第一,货物吞吐量位居世界第二,仅次于宁波-舟山港。2015年前11个月集装箱吞吐量升3.33%至3347万箱。
如今,武汉港已开通拼箱报关业务,武汉港务集团与上海拼装企业合作,开始承接拼箱业务。货物运到武汉港阳逻二期码头后直接拼装并报关,随后直接运往上海。在上海港口海关监管仓库内,海关人员将监督开箱,把不同目的地货物再次拼装到不同集装箱内。这样一来,集装箱运转量大大增加。
2. 研究的基本内容与方案
2.1航运条件
武汉港港区现有面积122.45平方公里,生产泊位43个,岸线长5868米;库场总面积43.4万平方米;铁路专用线20公里;锚地3处、基地16个;各类大型装卸机械215台(套);港作拖轮、驳船139艘。最大靠泊能力12000吨级,一次系泊能力70万吨,设备最大起重能力50吨,集装箱吞吐能力50万标箱,货物吞吐能力3000万吨。
上海洋山港区是天然的深水良港,是中国最大的集装箱港。自然水深航段按双向航道设计,宽度为550米,设计通航深度15.5米,备淤深度为0.50米,航道设计疏浚前沿最大流速为2-3m/s。洋山港区受冬、夏季风,全年多偏北和偏东南向风,风向的季节变化明显,夏半年多偏东南风向,冬半年多偏北向风,3月份冷暖空气交替频繁,以东南和北向风为主。该海区WNW-SSE走向为强风轴向,其中WNW-N向风力相对较强,年平均风速大于6.0m/s,并以NNW向风力最强,平均风速达7.7m/s;其次为SSE向,平均风速为6.0m/s。码头岸线全长 1600 米,配备5个集装箱深水泊位,设计年吞吐能力220万TEU。码头前沿水深 -16 米,可接纳 8000TEU 以上的大型集装箱船舶靠泊作业。港区水域面积316.7万平方米,陆域面积134万平方米,其中堆场面积为86万平方米,平面箱位25386TEU。码头配置外伸距为65米,负荷量 65t的集装箱桥吊共15台;堆场配置40.5t,60t的龙门起重机45台;港区设置集卡进场道口12道,出场道口7道。
长江中游航道(从宜昌至江苏南京,全长1359公里)在三峡工程建成后,河面宽度平均在1000~1500米左右,为泥沙软基河床,水流平稳,航行条件较好。考虑到航行的不利因素,中游航道由于流经冲积平原,河道弯曲,泥沙大量淤积,造成若干浅水道,船舶搁浅事件时有发生,需经常疏浚维护,才能保证较大吨级的船舶航行安全。
长江下游航道(从南京至长江口,全长418公里)地势平坦,江阔水深,流速和缓。从影响航行的因素看,这一段中也有少量的浅水道,还经常出现大风天气。南京至吴淞口航段,维护水深在12米,全年可通行30000吨级船舶。三峡工程建成以前,枯水期流量仅为每秒3000立方米,现在将提高到每秒5000立方米,航运条件大为改善,长江通过能力可以得到充分释放。
详细水文条件见调查报告。
2.2现行规范:
《特定航线江海通航船舶建造规范》(2017);
《国内航行海船法定检验技术规则2004》;
《船舶设计实用手册》(总体部分);
2.3型船资料
表2.1典型江海直达集装箱船主要参数
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| (1) | (2) | (3) |
船型 | 单位 | 100TEU | 120TEU | 152TEU |
总长 | 米 | 75 | 78.8 | 79.9 |
型宽 | 米 | 13 | 13.7 | 16.2 |
型深 | 米 | 3.8 | 5.55 | 6.4 |
设计吃水 | 米 | 2.8 | 4.2 | 4.5 |
箱量 | TEU | 100 | 120 | 152 |
航区 | 级 | A、B、C、J1 | 长江、沿海A、B | 长江、沿海A、B |
船价 | 万元 | 850 | 960 | 1216 |
航速 | km/h | 15 | 17.25 | 18 |
总吨 | 吨 | 1985 | 1599 | 1900 |
净吨 | 吨 | 1111 | 894 | 1023 |
主机功率 | 千瓦 | 330*2 | 720 | 1140 |
配船人数 | 人 | 12 | 23 | 17 |
主机耗油 | 吨/天 | 3.4 | 3.7 | 6.5 |
续表2.1典型江海直达集装箱船主要参数
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| (4) | (5) | (6) | (7) |
船型 | 单位 | 230TEU | 256TEU | 296TEU | 358TEU |
总长 | 米 | 92.5 | 99.8 | 96.5 | 99.5 |
型宽 | 米 | 17.6 | 16.4 | 15.8 | 17.6 |
型深 | 米 | 7.6 | 7.7 | 7.4 | 7.8 |
设计吃水 | 米 | 5.4 | 4.5 | 5.8 | 5.4 |
箱量 | TEU | 230 | 256 | 296 | 358 |
航区 | 级 | 长江、沿海A、B | 长江、沿海A、B | 长江、沿海A、B | 沿海A |
船价 | 万元 | 2459 | 2176 | 2545 | 2960 |
航速 | km/h | 23.15 | 20.7 | 20.4 | 25.2 |
总吨 | 吨 | 3058 | 3211 | 2999 | 4570 |
净吨 | 吨 | 1762 | 1896 | 1679 | 2530 |
主机功率 | 千瓦 | 1890 | 1140 | 2100 | 3020 |
配船人数 | 人 | 17 | 17 | 17 | 25 |
主机耗油 | 吨/天 | 7.84 | 11.3 | 11.8 | 16.6 |
配置双燃料发动机的830TEU江海直达垂直艏船型船资料
总长 139.80m 航区 武汉至北仑、大、小洋山
水线间长 139.80m 船员 20P
垂线间长 137.00m 主机 双燃料机、待定
型宽 23.60m 主机功率 2 X 1103 KW
型深 10.05m 主机转速 428 r/min
设计吃水 4.5(6.00)m 试航速度 ~11.5kn
设计排水量 12002(16515)t 集装箱数 舱内334TEU 舱外496TEU
载重量 ~12498t 合计 830TEU
甲板间高H:
上甲板~艏楼甲板 2.50m
艏楼甲板~居住甲板 2.50m
居住甲板~船长甲板 2.50m
船长甲板~驾驶甲板 2.50m
驾驶甲板~罗经甲板 2.50m
上甲板~艉楼甲板 2.60m
艉楼甲板~顶棚甲板 2.50m
2.4拟采用的设计方法
主尺度的确定采用母型船改造法;
性能校核采用规范设计法;
结构设计采用规范设计法;
2.5设计基本要求
2.5.1 船型:本船为钢质、双机、双桨、双舵、单甲板、敞口集装箱船。方尾、垂直首、的尾机型船舶。
2.5.2航速
设计吃水时的巡航速度≥11.5 Kn;续航力最大2000nmile;
2.5.3主机、辅机及燃料LNG双燃料发动机2台。
2.5.4舱室布置及设备:
本船可装载20、40、45英尺的ISO标准集装箱,要求装箱700TEU以上。按照船东要求进行配置。锚、系泊、舵、救生、消防、航行信号及专用设备等根据规范要求及实际需要配置。
2.6对设计船的思考
1)船舶设计成变吃水船,枯水季节,船舶减载航行;洪水期船舶满载航行。
2)船应该做成肥大型船舶。
3)尽量减轻船舶重量。
3. 研究计划与安排
第1周 通过调研,收集资料,对毕业设计内容进行思考,撰写完成开题报告、布置外文资料翻译任务 提交开题报告
第1-2周 分析优化论证、确定船舶主要要素,绘制布置草图提交尺度确定阶段报告及图纸
第3-5周 设计与绘制型线图, 完成静力学计算、绘制静水力曲线图、邦金曲线图 提交型线阶段报告及图纸
4. 参考文献(12篇以上)
[1] 鲍波,秦士元,程天柱[江海直达集装箱船船型要素分析与经济论证]. 《船舶工程》,1991年,第6期共7页.
[2]高嵩,梁玉洁[长江集装箱江海直达运输发展现状及策略].《综合运输》,2016年,第0卷第1期29-36页.
[3]刘萧[江海直达的安全考量].《中国船检》,2016年第9期72-75页.