【正文】 340TEU三峽新通道集裝箱船方案設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目錄第1章 緒論 1 課題研究背景 1 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 1 1 課題研究內(nèi)容 1 綜述 1第2章 任務(wù)書分析 2 船舶入級 2 設(shè)計(jì)船舶的特點(diǎn) 2 設(shè)計(jì)方法 2 一些主要的設(shè)計(jì)思想 3第3章 全船設(shè)計(jì)概述 4 船型及基本情況 4 設(shè)計(jì)依據(jù)的規(guī)范和規(guī)則 4 載箱量及航速 4 主要要素 4 甲板間高 4 穩(wěn)性及干舷 4 船員定額 5 甲板部 5 輪機(jī)部 5 排水量及噸位 5 排水量 5 噸位 5 總布置概況 5 肋距 6 主要設(shè)備及其參數(shù) 6 主機(jī) 6 減速齒輪箱 6 螺旋槳 7 主要舾裝設(shè)備 7 錨泊設(shè)備 7 系泊設(shè)備 7 舵設(shè)備 7 消防設(shè)備 7 救生設(shè)備 8 無線電通信設(shè)備 8 航行設(shè)備 8 信號設(shè)備 8第4章 主要要素估算及優(yōu)化 10 排箱 10 初步選取主尺度 10 布置需求 10 限制條件 10 主尺度估算 13 初步選取主機(jī) 14 二因次換算阻力 14 選取主機(jī) 15 重力和浮力的平衡 15 估算空船重量 15 估算載重量 15 調(diào)整主尺度平衡重力和浮力 16 估算重心高度 17 初穩(wěn)性校核 18 橫搖周期校核 18 經(jīng)濟(jì)性校核 18 年收益 18 年成本 19 RFR 19 綠色性校核 20 主尺度優(yōu)化 20第5章 型線設(shè)計(jì) 22 概述 22 繪制母型船型線圖 22 改造母型船型線 22 主尺度不同 22 Cp不同 23 Xb不同 24 繪制橫剖線圖 27 第一次校核 27 繪制半寬水線圖 28 繪制縱剖線圖 28 局部自行設(shè)計(jì) 28 螺旋槳設(shè)計(jì) 28 舵設(shè)計(jì) 28 局部型線設(shè)計(jì) 29 三向光順 31 第二次校核 31 甲板邊線、舷墻頂線 32 甲板邊線 32 舷墻頂線 32 完善型線圖并生成型值表 33 靜水力計(jì)算 33第6章 總布置設(shè)計(jì) 35 概述 35 總體布局劃分 35 35 縱向布局劃分 35 橫向布局劃分 36 垂向布局劃分 36 艙室及設(shè)備 36 船首艙室劃分 36 船中艙室劃分 37 船尾艙室劃分 37 水密艙壁設(shè)置 37 防撞艙壁 37 水密艙壁 37 主要舾裝設(shè)備 38 錨泊設(shè)備 38 系泊設(shè)備 38 舵設(shè)備 38 消防設(shè)備 38 救生設(shè)備 39 無線電通信設(shè)備 39 航行設(shè)備 39 信號設(shè)備 39 艙室設(shè)備 40 臥室 40 餐廳 40 衛(wèi)生設(shè)備 40 金屬門、窗、艙口圍板 40 金屬門 40 金屬窗 40 艙口圍板 40 舷墻和欄桿 40 駕駛室視域 41第7章 快速性預(yù)報(bào) 42 主要設(shè)計(jì)思想 42 螺旋槳的數(shù)目 42 螺旋槳的葉數(shù) 42 設(shè)計(jì)圖譜的選擇 42 有效功率曲線 42 初步設(shè)計(jì) 44 終結(jié)設(shè)計(jì) 46 空泡校核 48第8章 穩(wěn)性校核 50 概述 50 艙容要素 50 規(guī)則艙 50 等效規(guī)則艙 51 不規(guī)則艙 52 浮態(tài)調(diào)整 53 典型載況重量重心估算 54 初穩(wěn)性計(jì)算 55 靜水力曲線 55 典型載況初穩(wěn)性計(jì)算 56 大傾角穩(wěn)性 57 穩(wěn)性插值曲線 57 橫搖角 57 進(jìn)水角和極限靜傾角 58 靜穩(wěn)性計(jì)算 60 動(dòng)穩(wěn)性 63 穩(wěn)性曲線 64 各傾側(cè)力臂計(jì)算 67 穩(wěn)性恒準(zhǔn) 70第9章 干舷計(jì)算書 72 計(jì)算說明 72 主要數(shù)據(jù) 72 干舷計(jì)算 72 基本干舷 72 型深對干舷的修正 72 舷弧對干舷的修正 72 艙口圍板高度和艙室門檻高度對干舷的修正 73 最小干舷 73 干舷衡準(zhǔn) 73第10章 噸位丈量 74 主要要素 74 總噸位 74 主甲板以下所有圍蔽處所的型容積 74 主甲板以上所有圍蔽處所的型容積 74 主甲板以上應(yīng)計(jì)入的固定載客的開敞處所的容積 75 主甲板以上應(yīng)計(jì)入的固定載貨的開敞處所容積 75 總噸位計(jì)算 75 凈噸位 76結(jié)論 77參考文獻(xiàn) 78附錄1 靜水力曲線圖 79附錄2 幫榮曲線圖 80附錄3 主尺度優(yōu)化程序 81致謝 8796第1章 緒論 課題研究背景長江是連接中國內(nèi)陸和沿海地區(qū)的重要交通紐帶，對中國的發(fā)展起著十分重要的作用。三峽工程提高了長江的通航能力，但是三峽船閘通過能力的不足已日益成為長江航運(yùn)發(fā)展的阻礙[1][2]。盡快建設(shè)長江三峽水利樞紐船舶過壩新通道已成為亟待解決的課題[3][4][5]。本課題針對規(guī)劃中的三峽新通道，著手研究能適應(yīng)新通道的標(biāo)準(zhǔn)化集裝箱船型，提高船舶營運(yùn)效率，降低運(yùn)輸成本，提升內(nèi)河航運(yùn)競爭力。 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀目前長江干線主力船型為散貨船、液貨船、集裝箱船、商品車船。隨著經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型，可預(yù)期集裝箱船會(huì)有較大發(fā)展。從目前市場需求來看，集裝箱船的大型化已經(jīng)成為長江航運(yùn)的主潮流[6][7][8]。在全球范圍內(nèi)，由于世界經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇，新船的成交量和手持訂單量逐漸增加，而小箱位的內(nèi)河集裝箱船已逐漸暴露出老齡化嚴(yán)重，運(yùn)能不足的問題。通過對國內(nèi)外內(nèi)河集裝箱船發(fā)展現(xiàn)狀的分析，長江航運(yùn)集裝箱船的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在大型化和標(biāo)準(zhǔn)化等方面。標(biāo)準(zhǔn)化船型設(shè)計(jì)能加快船舶技術(shù)的進(jìn)步，改善航運(yùn)結(jié)構(gòu)，保護(hù)長江水域及周邊環(huán)境，保障水上交通安全[9][10]。本課題主要研究350TEU箱量級三峽航運(yùn)新通道集裝箱船并進(jìn)行方案設(shè)計(jì)。 課題研究內(nèi)容本次選題主要利用優(yōu)良的母型船進(jìn)行合理的改造完成新船的設(shè)計(jì)工作，設(shè)計(jì)內(nèi)容包括船型和主要要素的確定及優(yōu)化，船體型線設(shè)計(jì)，總布置設(shè)計(jì)，螺旋槳設(shè)計(jì)，液體艙容要素和典型載況下的穩(wěn)性計(jì)算，噸位丈量，舾裝數(shù)計(jì)算，干舷計(jì)算。 綜述隨著長江集裝箱船大型化進(jìn)程的加快，選題《350TEU三峽航運(yùn)新通道集裝箱船方案設(shè)計(jì)》這個(gè)題目既符合時(shí)勢，又貫穿了我四年來所學(xué)的全部知識，讓我得到最好的鍛煉，對我將來的研究生學(xué)習(xí)產(chǎn)生極大的幫助。第2章 任務(wù)書分析 船舶入級本船入級中國船級社，按“CCS”有關(guān)規(guī)范和法規(guī)入級、設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)船舶的特點(diǎn)本設(shè)計(jì)船為350TEU箱量級三峽航運(yùn)新通道集裝箱船，本船為鋼質(zhì)、大艙口、首樓和尾上層建筑、傾斜首、雙底、雙槳、雙舵、艉機(jī)型、雙柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)的集裝箱船。航區(qū)為長江干線重慶以下航區(qū)。本船以裝運(yùn)固體散貨為主，兼裝包裝的雜貨，諸如小麥、大豆、羊毛等貨物。布置地位型船舶對布置的要求是確定船舶主尺度時(shí)考慮的主要因素，集裝箱船是布置地位型船，主尺度選取的主要依據(jù)是排箱方式。本船設(shè)計(jì)航速為18km/h，續(xù)航力約為2700km，自持力為8d。設(shè)備配備及成員編制按相關(guān)規(guī)范、規(guī)則及要求選定。 設(shè)計(jì)方法本船設(shè)計(jì)主要采用母型船改造的設(shè)計(jì)方法，根據(jù)優(yōu)良母型船進(jìn)行合理、科學(xué)的逐步近似設(shè)計(jì)。抓住主要問題、核心問題，確定正確設(shè)計(jì)思想，分析并解決設(shè)計(jì)船的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)矛盾[11]。本船按布置型船舶設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)流程圖如后頁框圖 所示： 布置地位型船舶設(shè)計(jì)流程圖 一些主要的設(shè)計(jì)思想(1)通過布置需求、限制條件及相關(guān)規(guī)定等初步選取主尺度，在滿足限制條件及相關(guān)規(guī)定的前提下，應(yīng)盡量布置更多的集裝箱，以提高經(jīng)濟(jì)效益。(2)采用尾機(jī)型，利于主船體內(nèi)壓載水艙的布置，減少主機(jī)的傳動(dòng)損耗。(3)總布置設(shè)計(jì)過程中以滿足生活基本要求為前提，盡量保證集裝箱的裝載，以保證經(jīng)濟(jì)效益。(4)為降低空載重心，增加空載吃水，設(shè)有底邊壓載水艙，以便重心過低時(shí)調(diào)高重心。(5)在設(shè)計(jì)中應(yīng)使設(shè)計(jì)船達(dá)到設(shè)計(jì)任務(wù)書中規(guī)定航速要求的同時(shí)，力求所選擇的主機(jī)功率最小，降低機(jī)電設(shè)備費(fèi)用。在選定主機(jī)功率的情況下，應(yīng)力求達(dá)到較高的航速，縮短航行周期，增加航行次數(shù)，從而獲取更多的經(jīng)濟(jì)效益。第3章 全船設(shè)計(jì)概述 船型及基本情況本設(shè)計(jì)船為350TEU箱量級三峽航運(yùn)新通道集裝箱船，本船為鋼質(zhì)、大艙口、首樓和尾上層建筑、傾斜首、雙底、雙槳、雙舵、艉機(jī)型、雙柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)的集裝箱船。首部三層甲板室，貨艙區(qū)域?yàn)殡p舷側(cè)結(jié)構(gòu)。 設(shè)計(jì)依據(jù)的規(guī)范和規(guī)則本船的船體設(shè)計(jì)和建造參照以下規(guī)范:— 中國船級社（CCS） 《鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范》（2016）[12]— 中華人民共和國海事局（CHINA MSA） 《船舶與海上設(shè)施法定檢驗(yàn)規(guī)則》（內(nèi)河船舶法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則）（2011）[13] 載箱量及航速本船的設(shè)計(jì)載箱量為340TEU，貨艙區(qū)排箱為1355，尾部為153。在靜水中、風(fēng)力不超過蒲氏3級的滿載試航速度為18km/h，續(xù)航力約為2700km，自持力為8d。 主要要素總 長： m 方形系數(shù)：設(shè)計(jì)水線長： m 棱形系數(shù)：垂線間長：103 m 中橫剖面系數(shù)：型 寬： m 水線面系數(shù)：型 深： m 主機(jī)型號：TBD234V16設(shè)計(jì)吃水： m 主機(jī)轉(zhuǎn)速：1500 r/min設(shè)計(jì)排水量： t 主機(jī)額定功率：510 kW浮心縱向位置： m 主機(jī)臺數(shù)：2梁拱： m 齒輪箱型號：首舷弧： m 齒輪箱減速比：6尾舷?。?m 船員定額：10 人 甲板間高主甲板至艏樓甲板：；艏樓甲板至居住甲板：；居住甲板至駕駛甲板：；駕駛甲板至頂棚甲板：。 穩(wěn)性及干舷本船干舷和穩(wěn)性均符合《船舶與海上設(shè)施法定檢驗(yàn)規(guī)則》（內(nèi)河船舶法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則）（2011）（以下簡稱法規(guī)）的要求。 船員定額根據(jù)《內(nèi)河船輪機(jī)部和客運(yùn)部最低安全配員表》[14]計(jì)算船員配額如下： 甲板部本船功率在441千瓦以上未滿1500千瓦，連續(xù)航行時(shí)間超過16小時(shí)，綜合考慮設(shè)船長、大副、二副各1人，值班水手2人，共5人。 輪機(jī)部本船功率在441千瓦以上未滿1500千瓦，連續(xù)航行時(shí)間超過16小時(shí)，綜合考慮設(shè)輪機(jī)長1人，輪機(jī)員2人，值班機(jī)工2人，共5人。全部船員共計(jì)10人。 排水量及噸位 排水量本船在滿載設(shè)計(jì)吃水時(shí)，載箱量為340TEU，綜合調(diào)研情況平均箱重為16t，載貨量為5440t。 噸位噸位根據(jù)法規(guī)第3篇第2章要求計(jì)算。總噸位 GT =2788凈噸位 NT =1812 總布置概況全船共設(shè)8道水密橫艙壁，分別位于、161115161肋位。依次設(shè)置尾尖艙、舵機(jī)艙、機(jī)艙、燃油艙（左右）、滑油艙、空艙、第六側(cè)壓載水艙（左右）、第二貨艙、第五側(cè)壓載水艙（左右）、第四底壓載水艙（左右）、第四側(cè)壓載水艙（左右）、第三底壓載水艙（左右）、第一貨艙、第三側(cè)壓載水艙（左右）、第二底壓載水艙（左右）、第二側(cè)壓載水艙（左右）、第一底壓載水艙（左右）、第一側(cè)壓載水艙（左右）、艏壓載水艙（左右）、艏泵艙、錨鏈艙、艏尖艙。首升高甲板以上設(shè)三層甲板室，各層甲板之間設(shè)有梯道。(1)主甲板下尾～：尾尖艙～4：舵機(jī)艙4～15：機(jī)艙15～18：燃油艙（左右）、滑油艙18～20：空艙20～：第二貨艙20～43：第六側(cè)壓載水艙（左右）43～66：第五側(cè)壓載水艙（左右）、第四底壓載水艙（左右）66～89：第四側(cè)壓載水艙（左右）、第三底壓載水艙（左右）89～112：第三側(cè)壓載水艙（左右）、第二底壓載水艙（左右）112～135：第二側(cè)壓載水艙（左右）、第一底壓載水艙（左右）135～157：第一側(cè)壓載水艙（左右）～157：第一貨艙157～161：艏壓載水艙（左右）161～165：艏泵艙165～167：錨鏈艙165～艏：艏尖艙(2)首部上層建筑及甲板室主甲板：157～163，設(shè)有廚房、餐廳、儲物間和凈水房，其中儲物間設(shè)有淡水柜，凈水房設(shè)有凈水器；165～169，設(shè)有油漆間和木工間。艏樓甲板：157～163，設(shè)有輪機(jī)長室、2間雙人間、浴室和衛(wèi)生間。居住甲板： 157～163，設(shè)有船長室、2間雙人間、浴室和衛(wèi)生間。駕駛甲板：157～160，設(shè)有海圖室、儲物間；160～165，設(shè)有駕駛室。頂棚甲板：設(shè)雷達(dá)桅一根。(3)尾部上層建筑4～8：二氧化碳間（左）、儲物間（右）8～12：應(yīng)急消防泵艙（左）、蓄電池間（右）12～16：電工間（左）、衛(wèi)生間和浴室（右）16～20：機(jī)修間（左）、值班室（右） 肋距全船肋距均為 600mm。 主要設(shè)備及其參數(shù) 主機(jī)主機(jī)型號：TBD234V16額定功率：510kW額定轉(zhuǎn)速：1500r/min重 量：2745kg長寬高：2525mm1200mm1230mm燃油耗油率：g1 =196 g/kWh數(shù) 目：2臺 減速齒輪箱齒輪箱型號：減 速 比：6傳遞能力： kW/r/min質(zhì)量：1465kg 螺旋槳槳 徑： 盤面比：螺距比： 槳 型：MAU葉片數(shù)：4 材 料：鎳錳青銅旋 向：右旋 轉(zhuǎn) 速：250r/min 主要舾裝設(shè)備 錨泊設(shè)備本船舾裝數(shù)為2638，按中國船級社《鋼質(zhì)內(nèi)河船舶建造規(guī)范》（2016）（以下簡稱規(guī)范）第1篇第3章第4節(jié)的要求配備錨泊設(shè)備。(1)錨：首錨采用斯貝克錨2口，每口錨重1550kg。尾部有系泊鋼索。(2)錨鏈：CCSAM2級有檔電焊首錨鏈，鏈徑Φ34mm，總長度為385m。 系泊設(shè)備本船舾裝數(shù)為2638，按規(guī)范第1篇第3章第4節(jié)的要求配備系泊設(shè)備。系船索4根，最小破斷力229KN。 舵設(shè)備