71000 成品油船的主尺度确定及总布设计71000DWT 成品油船的主尺度确定及总布置设计内容摘要毕业设计内容为 71000DWT 成品油船主尺度确定及总布置设计。设计过程中主要参考 61000DWT 成品油船等相近船为母型船，遵循《钢质海船入级与建造规范》（2006）等相应规范进行设计。设计过程中综合考虑船舶自身性能及经济性等因素。毕业设计过程主要包括以下几个部分:主尺度确定,根据任务书的要求并参考母型船初步确定主尺度，再对容积、航速及稳性等性能进行校核，最终确定船舶主尺度；总布置设计,按照规范要求并参考母型船进行总布置设计，区划船舶主体和上层建筑，布置船舶舱室和设备。关键词：成品油船；主尺度；总布置I 71000 成品油船的主尺度确定及总布设计对比 1990 年以后的双壳体油船资料统计，同时考虑船体钢料和航行区域的航速要求等，初步确定主尺度如下： 垂线间长 225型宽 B 33.1型深 D 22.6设计吃水 d 13.8方形系数 0.8287载重量（设计吃水） 71000载重量系数 0.81型排水体积 84516.39排水量（设计吃水） 87654.32.2 主机选型用海军部系数法估算主机功率，母型船给出在服务航速为 14.7kn 时主机的CSR(常用持续功率)=9265KW，算出海军部系数：C0=Δ023V03BHP代入相关数据求得母型船海军部系数为C0=465。设计船主机常用持续功率 BHP=Δ2/3V3C （2.2）设计船要求的试航速度不低于 14.5kn，因此取 kn。得到设计船的BHP=12936.989kw查相关资料初选主机型号为：MAN-B&W 7L60MC，额定功率 13440kW，转速 123rpm，耗油率 171g/kW·h。2.3 空船重量估算空船重量 LW 按船体钢料重量Wh、舾装设备重量Wf及机电设备重量Wm三大项来计算。7 71000 成品油船的主尺度确定及总布设计2.3.1 船体钢料重量Wh钢料重量估计按照立方模数法进行测算。 （2.3）式中： Ch钢料重量系数； Lpp——垂线间长，225m； B——型宽，33.1m； D——型深，22.6m资料显示，五万吨级油船立方模数钢料重量系数 为 0.0792～0.1053，再分析一些相近油船的 ，最终确定钢料重量系数 =0.085 得到钢料重量为 14306.652.3.2 舣装设备重量Wf 舾装设备占空船重量比较小，约占 5%-13%Wf=CO* (B+D) （2.4）CO =0.3428DW-1.495 + 0.0886 （2.5）这样计算得到舾装设备重量为 1100.372.3.3 机电设备重量WmWm=P *PW*1.359*10-3 （2.6） P=131.7-1.529*10-3PW,PW 为主机功率（MCR），13440KW（此经验公式比实际值稍大，可适当缩减）计算得 Wm=2030 t 适当减缩为 2000t综上。空船重量 LW= =17407.02 （2.7） 2.4 重力与浮力平衡采用诺曼系数法进行重力浮力平衡，允许误差为 1 吨实际载重量： =△1-LW1=69812.1t设计载重量：DW=71000t载重量增量：δ DW1=DW −DW1=71000−69812 .1=1187 .9t重力与浮力不相平衡，现采用诺曼系数法对其进行平衡，允许误差为 1%。8 71000 成品油船的主尺度确定及总布设计诺曼系数 ：N=ΔΔ−[Wh+23(Wf+Wm)]=1. 23 (2.8)排水量增量：δΔ=N∗δ DW=1461.12t (2.9)浮性方程微分式：δΔΔ=δLL+δBB+δdd+δCbCb (2.10)令δB=0,δCb=0δLL=δdd=12δΔΔ=0 . 0 0833δL=0 . 0 0833×L=1 . 88δd=0 . 00833×d=0. 115L1=L+δL=226 . 88 d1=d +δd=13. 92新的主尺度：L1=226.88m B=33.1m D=22.6m d1=13.92m新的空船重量：LW2=17984.5t新的载重量：DW2=Δ1+δΔ−LW2=71130.93t (2.11)载重量增量: δ DW =DW2−DW =130 . 93t （2.12）δ DWDW=130. 9371000×100 %=0 .184 %<1 %满足精度要求. (2.13)最终得出设计船的主要要素如下：垂线间长 226.88型宽 33.1型深 22.6设计吃水 13.92方形系数 0.828载重量（设计吃水） 71000载重量系数 0.797型排水体积 86942.877排水量 89115.429 71000 成品油船的主尺度确定及总布设计2.5 性能校核2.5.1 稳性校核稳性校核包括初稳性和大角稳性，在主要尺度确定时通常只做初稳性校核，其内容是估算初稳性高度，并检查是否符合设计船所要求的数值。1、初稳性下限要求： 初稳性方程式=Zb +r –Zg- (2.14) 所核算状态下的初稳性高度Zb 相应吃水下的浮心高度r 相应吃水下的横稳心半径Zg 所核算状态下的重心高度 自由液面对初稳性高度修正值，一般可直接取自母型船或按实际情况估计。Zg =εD= 0.57×22.6=12.88 (2.15) Zb=a1 d = 7.48r=a2B2d=7 .67 (2.16)自由液面由具体情况得到。此处忽略。得 =2.19>0.15m (2.17) 满足初稳性高度下限要求。2．初稳性上限要求设计中在保证初稳性下限的条件下力求使船舶的横摇缓和，为使横摇和缓，摇幅不过大，希望不发生谐摇，即调谐因子 （2.18）式中： 船舶横摇自摇周期， =16.438s （2.19）—修正系数。B/d>2.5 时 ， ； 时，f 取 1.0——波浪周期，λ——波长，远洋波浪波长按 150m~160m 计算，取 λ=155m (2.20)Λ=Tθ/TW= 16 . 438/9 . 96=1. 65>1 .3 (2.21)满足初稳性高度上限要求。综上，设计船的初稳性满足规范要求10 71000 成品油船的主尺度确定及总布设计2.5.2 航速校核航速校核实质就是航速或马力估算，其目的是：1）初步估算设计船在给定主机情况下的航速；2）或初步确定在所要求航速下需要的主机功率。本设计要校核当主机发出常用持续功率 12936.98kW 时，设计船航速能否达到任务书要求的设计速度14.5kn。按文献《油船主尺度确定》[4]中给出的数学模型计算总推进系数：标准船总推进系数ηD 0=0 . 8833−1 .167×10−4RPM√1 . 01 LPP=0. 6653式中：RPM——主机转速，123r/min。总推进系数ηD=ηD 0KaKbKcηr式中： Ka设计水线Ls的修正系数 设计水线暂取 1.01LPPKa=1.039-97.5（5.958-0.02113×Ls）×10−4=1.0284 Kb——方形系数Cb的修正系数，Kb=1 .006663−0 .53601 Cb12 . 301=0 . 9 6773； Kc——长宽比 L/B 的修正系数Kc=1. 0569−2. 92×(L/ B)−3 .28=1. 05 17； ηr——轴系效率，在 0.97~0.985 范围，暂取 0.975。ηD=ηD 0KaKbKcηr=0 .6 789 11 71000 成品油船的主尺度确定及总布设计序号项目 数值1 V(kn) 12 13 14 152 Vs(m/s) 6.1728 6.6872 7.2016 7.7163 Vs/√CpdLd0.4478855760.4852093740.5225331720.559856974ζr×103（查图）22 24.5 26.5 28.55Ld/B 修正值（查图）0.06 0.06 0.06 0.066ζr×103＝〔1＋（5）〕×4 修正后23.32 25.97 28.09 30.217 CRt×1030.8459668150.9420994081.0190054821.0959115568 V·Ld 2749.7856 2978.9344 3208.0832 3437.2329 CFs×1031.4987295661.4838995821.4703496971.4578885610CA（查表）0.15 0.15 0.15 0.1511（CFs＋CA）×103＝（9）＋（10）1.6487295661.6338995821.6203496971.6078885612Cti×103＝（7）＋（11）2.4946963812.575998992.6393551792.70380011613Vs2（m2/s2）38.1034598444.7186438451.8630425659.53665614ρVs2S（kg）/223141481.3527159099.6431498127.3936158564.6115Rti＝（12）×（14）/103（kg）57730.9697769961.8132483134.7456797765.5311916B/d 修正＝（B/d-2.4）×5％-0.001106322-0.001106322-0.001106322-0.00110632217Rt＝（15)×[1+(16)](kg)57667.1007469884.4129683042.7718897657.3710518 Vs/75(m/s) 0.0823040.0891626670.0960213330.1028819EHP=(17)×(18)×0.736(kw)3493.2275314586.0753355868.7739727394.58488520 THP7246.3151757246.3151757246.3151757246.315175考虑适当的裕度，取ηD=0.58。则：设计船的有效推功率 EHP= ·BHP=7503.4536KW。绘制设计船有效马力曲线（EHP-V 曲线）12 71000 成品油船的主尺度确定及总布设计以 上 为 有 效 马 曲 线 当 主 机 发 出 常 用 功 率 时 ，设 计 船 航 速 约 为 14.9kn >14.5kn，满足设计需求。2.5.3 容积校核1.载货量计算 (1)燃油重量估算 W0Wc=go×Ps×(RVs+24d)×10-6=t式中： 主机单位耗油量，171g/kW·h；——主机持续常用功率（CSR），10368kW；R——续航力，6000n mile；——服务航速，取 14.5kn；d——储备天数,取为 5 天。经计算， =946.377t。（2）滑油重量=0.025× =23.659t（3） 炉水重量Wbw=7%W0=66 . 24 t （4）人员行李，食品，淡水重量估算本船船员 40 人，每人每天耗水按 110kg 计，则生活用水总量为：40×110×(600014 . 5×24+10)/1000=119 . 862t其中增加的 10 天为 5 天储备，5 天停港。13 71000 成品油船的主尺度确定及总布设计每人体重按 70 kg 计算，每人的行李按 40 kg 计，则人员及行李重为：（70+40）×40/1000=4.4t每人每天按 5kg 计，食品重为：40×5×(600014 . 5×24+10)/1000=5 . 4482 t（5）备品重量估算备品的统计数字一般为 50t~70t，或者一般可取为（0.5%LW~1%LW），本船备品重量取为 60t。2.容积校核（1）双层底高度及双层壳宽度计算对双壳双底型油船容积校核要分层进行校验，即分别对货油舱容积和专用压载水舱舱容进行校验。 、 且 >( + )。——货油舱能提供的容积，m3；——货油区能提供的总容积，m3；——货油所需要的容积，m3；——压载水舱所需容积，m3。双层底高度及双层壳宽度计算双层壳宽度不得小于 b=0.5+DW/20000 或 2m 取小者；但不得小于 1m。双层底高度不得小于 =B/15 或 2m 取小者；但不得小于 1m。对于本设计船： b=0 .5+DW/20000=0 . 5+71000/20000=4 . 05>2, 故 b 取 2m。hd=B /15=2 .13>2,故 取 2m。hd=B /15=2 .206>2,故 取 2m。（2）本船能提供的总容积 ——总容积利用系数，计算得 0.9893；——货油区长度利用系数，现代大型油船 一般范围为 0.74~0.79，本船取 = 0.76；——型深高度下中剖面面积系数，计算得 =0.9975。经计算 =129136.52 m3。14 71000 成品油船的主尺度确定及总布设计(3)货油舱能提供的容积Vtk=0.8965经计算 =100473.06 m3 。压载水舱能提供的容积- =28663.45581 m3。(4)专用压载水舱能提供的容积据 统 计 大 型 油 船 压 载 水 舱 容 积 为 30%DW~40%DW ， 本 船 取=0.35DW=24850 m3(5)货油舱所需容积式中： 货油量，69294.013t——货油密度，0.87t/m3；k——考虑货油膨胀及舱内构架系数，1.03计算得： =82037.7395 m3（6） 舱容校核=100473.06m3> =82037.7395m3 ；（ - ）=28663.45581m3> =24850 m3；综上，设计船的容积满足设计要求。2.6 本章小结本设计船是一条运输船舶，因此设计时在考虑实用性的同时应注意降低造价，降低消耗，即要注意提高运输能力，提高本船的经济性。为了提高经济性，可适当减小船长；而作为运输船，航行时间也很重要，那么要力求达到较适宜的航速，船长也不能过小；本船为双壳双层底结构，为保证舱容，可适当增加型深；本船属中小型油船，具有较好的适航性，因此满足要求即可。总结以上，本设计船总的设计思想是：在保证航速和舱容要求下，力求减小本船主尺度。以上性能校核均满足要求，因此主要要素不再做修改。15 71000 成品油船的主尺度确定及总布设计3 总布置设计按照设计任务书的要求，本船为钢质、单甲板、尾机型、单桨、单舵，由柴油机驱动的原油船，具有球尾和球鼻首线型。参考母型船的总布置情况，并按照《国际航行海船法定检验技术规则》[7]（1999）、《钢质海船入级规范》[8]（2006）等规范要求对设计船进行总布置设计。3.1.主船体内部船舱的布置3.1.1 总体划分1.水密舱壁划分水密舱壁将船体划分为首尖舱、货油舱、机舱、尾尖舱。按照《钢质海船入级与建造规范》[8]中规定，设计船水密舱壁数不少于 10 个。2.机舱的地位及长度参照母型船，设计船为尾机型船。机舱长度按统计公式：机舱长度lm=主机长度lml+C尾机型 C=10~12m设计船主机型号为 MAN-B&W 7L60MC 长度为 9.16m，C 取 12，因此机舱长度暂定为 21.6m。3.首、尾尖舱长度的确定按照《钢质海船入级与建造规范》[8]中规定：(1)防撞舱壁与首垂线之间的距离应不小于船长的 5％或 10m，取小者，但可不大于船长的 8％。本设计船取 10m. 对球鼻首，上述距离应自下列各点之一量取，取小者：船舶水线以下自首垂线向前延伸部分的长度中点；首垂线前方船长的 1.5％处；首垂线前方 3m 处经计算，防撞舱壁应自首垂线以前 3m 处量取。因此防撞舱壁距首垂线的距离取为 7m。(2)尾尖舱长度一般取 ，本船取 0.04Lpp，为 9.08m4.货油舱区划分16 71000 成品油船的主尺度确定及总布设计目 录内容摘要··································································································I设计任务书·····························································································11 现代油船发展及相关母型资料··································································21.1 现代油船发展···············································································21.2 现代油船特点···············································································21.3 相关母型资料···············································································31.3.1 主要尺度·············································································41.3.2 航速、螺旋桨及续航力··························································42 船舶主要要素的初步拟定········································································52.1 排水量和主尺度的初步确定····························································52.1.1 设计分析·············································································52.1.2 估算排水量·········································································52.1.3 初始方案拟定·······································································62.2 主机选型·····················································································72.3 空船重量估算···············································································72.3.1 船体钢料重量Wh·······························································82.3.2 舣装设备重量Wf······························································82.3.3 机电设备重量Wm······························································82.4 重力与浮力平衡············································································82.5 性能校核···················································································102.5.1 稳性校核···········································································102.5.2 航速校核···········································································112.5.3 容积校核···········································································132.6 本章小结···················································································15II 71000 成品油船的主尺度确定及总布设计参考母型船货油舱区长度为 158.4m，设计船载重量较大故取 m，并将货油舱区划分为六对货油舱和六对压载水舱。双壳双底结构：按第二章舱容校核中计算得：双层底高度hd=2m ，双层壳宽度 b＝2m。5.肋骨间距和舱室划分《钢质海船入级与建造规范》[8]规定，肋骨标准间距Sb按下式计算：Sb=0 . 0016 Lpp+0 .5Sb=0 . 0016 Lpp+0 .5本船垂线间长Lpp=226.88m，经过计算得到Sb=0.863m，实际选取肋位Sb=0.9。规范还规定首尾尖舱内肋骨间距为 0.6m，0 肋位取在舵杆中心线处。参考母型船布置，船尾～#15 为尾尖舱区，肋骨间距为 600mm；#15～#42为机舱区， #42～#53 为泵舱区， #53～#65 为污油舱，肋骨间距为 800mm，#65～#263 为货油舱区，肋骨间距为 900mm ，#263～#264 为空隔离舱，肋骨间距为 900mm，#225～首为首尖舱区，肋骨间距为 600mm。3.1.2 内部舱室划分 (1) 尾尖舱区船尾～#8 设有尾尖舱（左、右）；#1～#13 设有淡水舱（左、右）、尾轴冷却水舱（中）；#8 ～#15 设有应急消防泵（中）。(2) 机舱区设有双层底，双层底内#15～#18 设有污水阱, #15～#22 设有舱底水舱, #22～#23 设有空舱，#23～#39 设有主机滑油循环舱和污滑油舱（中），#39～#40设有空舱，#40～#42 设有测深仪舱。机舱内设有 1 层平台： 16.6m 平台。 #16～#19 设有锅炉给水舱（左/右），#33～#34 设有滑油舱（左/右）#35～#42 设有 NO.2 燃料油舱（左/右），#42～#53 设有 NO.1 燃料油舱（左/右），#42～#53 设有货油泵舱（中）。(3) 货油舱区共有 6 对货油舱。舷侧设压载水舱。具体划分为：#53～#65 设有污油水舱（左、右）和工作淡水舱（左、右）；#65～#98 设有 NO.6 货油舱（左、右）；#98～#131 设有 NO.5 货油舱（左、右）；17 71000 成品油船的主尺度确定及总布设计#131～#164 设有 NO.4 货油舱（左、右）；#164～#197 设有 NO.3 货油舱（左、右）；#197～#230 设有 NO.2 货油舱（左、右）；#230～#263 设有 NO.1 货油舱（左、右）；#263～#264 设有隔离空舱（中）。双层底#65～#98 设有第六压载舱（左、右）；#98～#131 设有第五压载舱（左、右）；#131～#164 设有第四压载舱（左、右）；#164～#197 设有第三压载舱（左、右）；#197～#230 设有第二压载舱（左、右）；#230～#263 设有第一压载舱（中）。(4) 首尖舱区#264～#268 设有锚链舱（左、右）；#265～船首为首尖舱兼首压载水舱。3.1.3 上甲板布置具体布置在布置图上有上甲板图，可以参见总布置图。3.2 上层建筑布置首部上甲板布置有锚系设备，尾部上甲板设有液压系泊绞车、带缆桩和导缆孔等系泊设备，由艇甲板至首部主甲板之间设有步行天桥，方便人员走动和进行设备维修。主甲板以上设有六层甲板室，每层甲板之间的高度为 2.6m，分别为艇甲板、起居甲板、上起居甲板、船长甲板、驾驶甲板和罗经甲板。具体划分情况如下:(1) 尾部上甲板（船尾～#36 之间）尾部至首部上甲板设有步行天桥，天桥宽度 1.4m，扶栏高 1.1m。设有氧气室、乙炔室、化学品库、干粮库、油漆间、空调机室、泡沫间及消防控制站、食品处理间、蔬菜库、鱼库、肉库、电缆及电工间、二氧化碳室、病室、洗衣间、烘衣间、船员室、钳工室、洗手间和通往上下层甲板的楼梯等。尾部设有液压系泊绞车二台和带缆桩、导缆孔等系泊设备。(2) 首部上甲板甲板上设有锚机和系泊设备。18 71000 成品油船的主尺度确定及总布设计(3) 艇甲板设有电匠室、机匠室、机匠长室、大厨室、水手长室、厨房、餐厅、配电间、救生器材室、消防器材室、电弄、管弄和通往上下层甲板的楼梯。艇的两舷各设有一艘25 人耐火全封闭机动玻璃钢救生艇，甲板尾部两侧设有两部物料吊车和导缆桩。艇甲板布置有救生艇。（4）起居甲板设有医务室、报务主任室、船员室、事务长室、健身房、配电间、电弄、管弄和通往上下层甲板的楼梯等。(5) 上起居甲板设有大副室、二副室、大管轮室、二管轮室、会议室、贮藏室、电弄、管弄和通往上下层甲板的楼梯等。(6) 船长甲板设有船长室、轮机长室、会议室、船东室、引水员室、贮藏室、电弄、管弄和通往上下层甲板的楼梯等。(7) 驾驶甲板设有驾驶室、组合电台室、蓄电池室、充放电室、海图室贮藏室、电弄、管弄和通往上下层甲板的楼梯等。(8) 罗经甲板设有后桅、雷达、声光信号设备、磁罗经、汽笛等设备。具体布置详见总布置图。3.3 总布置图绘制完整总布置图见附图 1 和附图 2。3.4 本章小结对于本设计船的总布置，首先从安全性考虑，设置专用压载水舱、隔离舱，甲板上设置步行天桥。由于本船没有设置首楼和尾楼，因此适当的加高了上层建筑的高度，对人员及物料进行了合理的安排，在满足相关要求的前提下，最大程度的提高了空间的利用率。4 结论19 71000 成品油船的主尺度确定及总布设计本次毕业设计圆满的完成了一艘载重量 71000 吨级成品油船的方案设计，基于选定的母型船，在设计过程中尽可能的保持母型船的优点，对于母型船存在的一些不足之处设计者加以了改进，取得了良好的效果。主尺度确定中从经济性与实用性角度进行考虑是符合实际生产需要的，确定的主尺度和各个船型系数的合理性在后续设计过程中也得到了印证。本船的螺旋桨是采用图谱法设计的，MAU-4 系列螺旋桨具有较好的性能，本船沿用该系列桨，保证船舶满足设计任务书快速性的要求。本次毕业设计涉及了船舶设计过程中的各个主要环节，通过这些环节的实际训练可以加深对课本知识的理解。船舶设计一环扣着一环，各个环节之间有着紧密的联系，它要求设计者具有宏观的设计思路，这样才能保证各个环节能够准确进行，使船舶性能得到保证。20 71000 成品油船的主尺度确定及总布设计参考文献[1] 王世连，刘寅东.船舶设计原理.大连:大连理工大学出版社，2000.[2] 李树范，纪卓尚，王世连.船舶设计原理.大连：大连理工大学出版社，1988[3] 盛振邦，刘应中.船舶原理(上、下).上海:上海交通大学出版社，2003.[4] 王世连，邢金有，张明霞等.船舶与海洋工程本科专业毕业设计指导书.大连，2007.[5] 李树范.技术经济与船型论证.大连:大连理工大学出版社，1999.[6] 周美，邢殿录.流体力学.大连:大连理工大学出版社，2003.[7] 中国船级社.钢质海船入级与建造规范.北京，2006.21 71000 成品油船的主尺度确定及总布设计附 录(1) 附图 1，附图 2，总布置图，A1 图纸打印；22 71000 成品油船的主尺度确定及总布设计致 谢经过为期十周的努力，我的毕业设计工作已经到了尾声，作为已经走向社会三年的我来说，非常感谢大连理工老师对我两年多网络学习的支持和帮助。在这两年多的时间里，老师不但教给了我知识，也让我明白了做学问本应该具备的严谨认真的态度。而在这短短的三个月毕业设计之中，则是将这些知识运用到实际过程的一个考验。对于一直在船厂一线做生产管理工作的我来说，在毕业设计过程遇到了很多困难，但宋晓杰老师对我悉心指导，为我指点迷津，帮助我开拓设计思路，鼓励我积极探索，使我可以顺利完成毕业设计，同时让我非常感动是宋老师在我的论文细节上，不断帮我指正,使我可以更好的把论文写好，在这里深深的感谢宋老师。我还要感谢我的同事，上海外高桥造船有限公司生产设计所的李莉丽，在论文过程中，她给了我很大的帮助，同时还要感谢我的同事们，他们一直支持我高标准完成毕业设计。在论文即将完成之际，我充满了感激。从开始进入设计课题时的懵懂无知，到现在完成时的胸有成竹 。在这里我要再次向宋晓杰老师致以诚挚的谢意，祝她身体健康，事业一帆风顺。最后我还要感谢培养我长大含辛茹苦的父母，谢谢你们！23 71000 成品油船的主尺度确定及总布设计3 总布置设计························································································163.1.主船体内部船舱的布置································································163.1.1 总体划分···········································································163.1.2 内部舱室划分····································································173.1.3 上甲板布置········································································183.2 上层建筑布置·············································································183.3 总布置图绘制·············································································193.4 本章小结···················································································194 结论·································································································20参考文献·······························································································21附 录···································································································22致 谢···································································································23III 71000 成品油船的主尺度确定及总布设计设计任务书1 用途本船用于运载散装成品油，货油密度为 0.86 t/m3。2 航区航线本船航行于我国近海区域。3 船级本船由中国船级社登记入级。4 船型本船为钢质、单机、单桨、双壳、单甲板、尾机型，具有球首和球尾线型。5 航速要求设计航速不小于 14.5 节。6 续航力本船续航力约为 8000 海里。7 船员数本船船员数为 40 人。8 动力装置主机机型选用 MAN B&W。 1 71000 成品油船的主尺度确定及总布设计1 现代油船发展及相关母型资料1.1 现代油船发展 据《我国石油市场的未来趋势和油船船型的发展方向》[1],随着我国重大航运政策的变化和市场经济的发展，客运在萎缩，煤运在回落，但利润指标靠油运这一基本格局却仍未改变。中国经济总量的飞速增长带动了石油、煤炭、铁矿石等能源资源品的需求持续增加。目前中国每年进口原油超过 2 亿吨，原油对外依存度达 52%，并且在这 2 亿多吨的进口原油中，约有 70%是以到岸价结算的，严重影响了中国的能源运输安全。为解决这一问题，中国政府在 2006 年就提出了“国油国运”战略。根据该战略，到 2015 年，中国进口石油运输总量的 80%应由本国油轮来承担。保守估计，届时每年应有 3 亿多吨原油需要国轮运输，其中，所需要的 VLCC 大概是 100艘。油运能创造高于其他货运的经济效益是目前航运业的一个特征，也是各航运企业的共识。根据油运市场的特点，60 年代到 80 年代共发展二代，80 年代末推出了第三代节能型油船，随后在国际防污染规则推动下，又开发出双壳型和中甲板型 VLCC 船型进入新世纪又出现了双机双桨的第四代 VLCC，船舶大型化是船型发展中最明显的特点之一，也是船舶创新的主要方向。这是因为大型船舶具有明显的规模经济优势，可以明显降低运输成本，当载重量从 2.5 万吨增加到 25 万吨时，每吨石油的运输成本可下降 40％，因此，从二十世纪 50 年代开始，油船的大型化表现突出，油船从 4.5万吨发展到 30 万吨级的超大型油轮（VLCC），目前 VLCC 已成为油运船队的主力船型，市场需求仍然相当旺盛。油船近期的发展是 10～13 万吨级的油船，中长期发展则视市场走向考虑发展 20 万吨以上的超级绿色环保型油轮，并且满足“PSPC”规范要求。根据我国经营管理和油运市场的特点，我国将主要经营 7～32 万吨级的油船。1.2 现代油船特点 现代油船油船通常采取单层连续甲板（现代大型成品油船货油区部位设有双层壳甲板），机舱设在尾部、设首楼和尾楼（大型油船为尾甲板室），机炉舱设在尾部，工作与生活舱室均设在尾楼或甲板室内。从干舷方面看，已由最小干舷发展成富裕干舷型，从货油区域结构形式来看，已由单船壳型（常规型）演变出现双层底型和双船壳型，这是出于对防污染的要求。由于采用了双壳双底的结构形式，因此现代油船的钢料重量较大。 现代油船在主要要素方面的特点主要体现在尺度上，从主尺度方面看，已由早时的瘦长型发展成短肥型，现代油船船型具有短、宽、肥、深的特征：2 71000 成品油船的主尺度确定及总布设计统计资料显示 对于肥大船型，方形系数 较大，因此型深 也较大。 现代油船设有首尖舱、尾尖舱、机炉舱、货油舱、货油泵舱、专用压载水舱、污又兼货油舱、隔离空舱等几个主要隔舱。舱室的划分情况以及结构形式主要分为两大部分，即货油舱和首尾尖舱。(1) 货油舱的划分及结构形式货油区多采用纵骨架式。现代油船货油舱设在机炉区域之前的货油区域内。根据使用要求、清舱方便、结构强度、破舱稳性、满载与压载状态的浮态等多方面的因素。对货油区域要进行纵向和横向水密分隔，划分若干个中舱和边舱。根据防污染的要求，在货油舱与机舱之间必须设有隔离舱，这里的隔离舱大多为货油泵（压载泵、油水处理泵等）舱；油船的洗舱水不可以排放到海里；污油兼货油舱的容积大概占货油舱容积的 2%～3%；要在双层壳与双层底之间设置专用压载水舱；在船首部位设置浮力舱。为了防止货油起火引起爆炸，出于安全性考虑，主机的布置形式采用尾机型；在货油舱与机舱、首尖舱等舱室之间设置隔离舱；甲板上设置走桥；设置吸烟室；锚泊设备是防爆、水密的；甲板室的门窗与货油区的距离大于 3m，并且窗户是固定式的并带有防爆盖。(2) 首尾尖舱的划分及结构形式首尾尖舱多采用横骨架式。油船首、尾尖舱的功用和干货船一样，其所需长度除满足钢质海船建造规范有关条款规定外须考虑实际布置所需要空间地位（尾尖舱长度满足尾轴的布置），油船专用压载水舱舱容较多，一般首、尾尖舱中的部分空间也布置为专用压载水舱。船尾部及首部的形状，多参照母型船，并没有固定的要求，但首部多采用球鼻首形式，以减小阻力。1.3 相关母型资料母型船载重量为 61000 吨为钢质、单甲板、尾机型、单桨、单舵的原油/成品油船，具有球尾和球鼻首线型。没有首楼和尾楼；主甲板以上设有五层甲板室。由船尾3 71000 成品油船的主尺度确定及总布设计至船首的货油舱区域，设有步行天桥。全船设 12 个货油舱（左右六对）和一对污油水舱，货油舱区域为双底双壳结构，双层底舱和边舱用作压载水舱。1.3.1 主要尺度总长 228.60m设计水线长 221.80m垂线间长 217.00m型宽 32.20m型深 18.50m设计吃水 12.50m排水量 75756.0t空船重量 14756.0t1.3.2 航速、螺旋桨及续航力母型船在设计吃水（d=12.50m），船壳清洁无污底情况下，处于风力小于蒲氏风级三级的平静深水水域条件下主机达到额定转速时的服务速度约 14.7 节。母型船选用 MAN B&W 6S60MC 主机，最大持续功率为 12240KW，持续常用功率为 9265KW。 续航力为 8000 海里。4 71000 成品油船的主尺度确定及总布设计2 船舶主要要素的初步拟定2.1 排水量和主尺度的初步确定2.1.1 设计分析本设计船是一条运输船舶，因此设计时应注意降低造价，降低消耗，提高运输能力，提高本船的经济性，可适当减小船长；作为运输船，航行时间也很重要，要力求达到较适宜的航速，船长不能过小；本船为双壳双层底结构，为保证舱容，可适当增加型深；本船吨位较大，具有较好的适航性，因此满足要求即可。总结以上，总的设计思想是：保证舱容和航速要求下，减小本船主尺度。2.1.2 估算排水量 对油船这种载重型船舶，ηDW随 Δ 变化有相对稳定的范围，因此通常用载重量系数法估算初始排水量。设计船舶之前先把母型船有关参数列出,如表 2.1 所示。表 2.1 母型船数据项目 数值总长（m） 228.6垂线间长（m） 217设计水线长（m） 221.8型宽（m） 32.26型深（m） 21设计吃水（m） 12.5型排水体积（设计吃水（m3） 73577.8排水量（设计吃水）（t） 75756方形系数 0.8408舯剖面系数 0.9961棱形系数 0.8441水线面系数 0.9256载重量（设计吃水）（t） 61000载重量系数 0.80525 71000 成品油船的主尺度确定及总布设计采用七〇八所常用载重量系数估计公式 ηDW=0.7337K(DW/10000)0.0551其 中 ： K— 系 数 ， 对 采 用 50% 以 上 高 强 度 钢 的 大 型 或 超 大 型 油 船K=1.01~1.03，对浅吃水船型（B/T>3.5）K=0.9~0.95；对 DW 为一万至五万(纵舯剖面上无纵舱壁)的船 K=1.0~1.02，此次估算中取 K=1.01（经过对母型船的验算，发现 k 应取稍小值）ηDW 取 0.81.排水量△初步估算：根据公式 Δ=DWηDW=71 0000 . 81=87654 . 3t （2.1）2.1.3 初始方案拟定根据主尺度比法来确定主尺度，设计船的 、 、 、 取值与母型船相同，其中， ，。Lpp=60 . 473⋅ln DW −456 . 6(m)B=10 . 853⋅ln DW −84 .9 (m)d=6 . 546⋅10−5DW +8. 127( m )D=1.2d+3.3(m)根据上式算出 DW=71000t 油船的主尺度为：Lpp=2 18 .91 mB=36 . 33 mD=18 . 62md=12 .77 m设计船的排水量Δ1=87654 .3t 母型船排水量Δ0=75756t；K1=L/B=6 .7265K2=B /d=2 .5808K3=L/ D=10 . 33Cb=0. 8 412L=3√ΔK12K2kγCb=227.65其中： —海水密度，取 1.025t/cm3；k—附体系数，取 1.004。B=L/K1=33.84d=B/K2=13.11D=L/K3=21.046