船型論證 CCS在聯合業界所研發的概念船的基本概貌是團隊通過對物流、市場、通航等環境條件的基礎上,通過經濟性論證,確定了船舶的基本概貌。 首先,在運行環境方面,通過對氣象水文部門、港口碼頭等調研,分別收集掌握了寧波舟山水域至長江口的風浪資料;寧波舟山水域、長江口至馬鋼和武鋼航道及橋梁等條件;以及馬鋼、武鋼、寧波舟山港的港口碼頭條件。 其次,在市場環境調研方面,通過調研航運企業及港航等相關單位,掌握了我國鐵礦石進口、需求及輸運現狀等情況;馬鋼航線和武鋼航線運價水平、成本效益情況;以及沿江沿海造船廠船舶建造能力、船舶的造價水平與二手船市場的差價等。 另外,進行了船型尺度的論證。根據上述市場、港口、航道條件的分析結論,在寧波舟山至馬鞍山特定航線上,目標研究船型的最大平面尺度可考慮為150×25米,吃水8.9m,載貨量2萬噸以上。其選擇垂線間長148-150m,船寬23-25m船型尺度變化范圍,選取一定的步長進行變尺度方案經濟論證,并對燃油價格、船舶造價、負載率等進行了敏感性分析。通過經濟性論證,確定了船舶的基本概貌,船長、船寬、型深、吃水分別為:150×24×11.8×8.9(m)。 優化工作 優化工作對于概念船的開發也是必不可少的重要環節。基于論證的船型尺度,在船舶線型、高效推進、節能附體等方面進行了計算分析,研發確定了需求的目標船型。 一是船型優化。首先根據機槳匹配原理,在滿足螺旋槳布置的前提下,根據選定的主機功率和轉速,選配了螺旋槳;然后對目標船型,基于較為優秀的船舶性能數據庫,利用參數化船型生成工具,在CFD中開展了線型優化的工作。結果表明,改型船在船首部分的興波較原型船明顯的變得平緩,且標稱伴流變得更加均勻,同時船體表面壓力分布也更加均勻,對船舶快速性有較大的提升。 二是船型高效節能優化措施。基于前述線型優化的結果,確定了適用的首型及尾型;按環流理論設計方法,提高了螺旋槳的敞水效率,同時使船機槳匹配更加合理;通過計算分析,船尾采用了消渦鰭、前置導管等節能裝置;為保證船舶的操縱性能,采用襟翼舵高效操縱裝置,提高了船舶在航行過程中的機動性和靠離碼頭時的靈活性。 三是智能裝載系統。完成了船舶航行智能系統的技術方案,明確了技術要求及相關設備,可優化各個航段的航速,保障船舶安全節能。 船型特點 在論證及優化的基礎上,結合船東的需求、布置的需要、航線的實際情況等,研發了2萬噸級江海直達散貨船船型,至此概念船的“廬山真面目”被揭開。 該江海直達散貨概念船具有宜江、宜海、先進、經濟等特點。 在宜江方面,擁有三大特點:首先,船舶吃水滿足舟山至馬鞍山江段水深的要求,空載時,可通過壓載、倒桅方式通過南京長江大橋;其次,船長150m,與130m主流散貨船型配合,兼顧了目前碼頭泊位長度;船寬24m,貨艙開口寬度14m,與馬鋼碼頭橋式抓斗卸船機最大外伸壁相適應,充分利用碼頭的裝卸能力;第三,研發船型較同類優秀船型,平均裝載量提高10%,適應鐵礦石運輸需求,艙容設計滿足水泥熟料、煤炭等散貨運輸需求。 在宜海方面,與沿海航區相比,舟山特定海域的風浪條件相對較好。研發船型的設計適應舟山特定海域的風浪條件;并且研發船型結構、穩性及干舷設計適應舟山海域的風浪條件。另外,通過艏型、減搖裝置的優選,船舶耐波性良好。 在先進方面,擁有七大特點。一是研發船型采用直柱型艏及球艉低阻線型,改善船體流場壓力分布,實現約3%減阻效果;二是研發船型采用前置導管、消渦鰭,實現約4%節能效果;三是研發船型采用與尾部伴流場相適應的理論螺旋槳,使機槳匹配更加合理,船舶推進效率提高約2%,同時改善空泡和振動性能; 四是研發船型采用襟翼舵,舵效可提高50%以上。提高了航行時的機動性和靠離碼頭時的靈活性;五是采用載荷與強度直接設計方法,結合結構優化,橫剖面面積下降5%,鋼料重量減少約500噸;六是采用智能裝載及航速裝置,優化各航段航速,實現綜合平均節能8%;七是研發船型為LNG綠色動力系統提供預留空間,以適應排放控制區政策。 在經濟方面,研發船型的經濟性較現有優秀船型有了較大的提高,如載重量系數、單位功率推載量、內部收益率均有明顯提高,而千噸公里油耗、EEDI、噸造價等較之明顯下降。 根據概念船船型研究成果,舟山市人民政府委托浙江欣海船舶設計研究院在此基礎上完成了船型技術圖紙的設計工作。目前,CCS武漢審圖中心在進行該船型的圖紙、資料評估。本船型預計2017年上半年開工建造,該船型的建造及營運,將有效的檢驗江海通航船舶技術標準的合理性及概念船的先進性。 |