13700DWT干杂货船船型研发与模型试验验证1
合作区域: 国内
拟投入总金额: 68.0万元
所属地域: 东胜街道
技术领域: 船舶和水下航行器
技术交易金额: 万元
截止日期: 2023-07-13
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信息描述
研发背景:

全球一体化的今天,世界各国和地区的经济贸易交流日益紧密。随着各国经济快速发展,水路运输己经成为各地区货物融通的一种主要渠道,而货物多样性和运输节奏加快的问题逐渐显现。在多货种、多港口、短周期的航运新形势下,一种大货舱容积、大舱口尺寸、货舱空间多样化的多用途高效率节能干杂货船的开发成为必然趋势——其不但能节约原材料上下游企业的成本支出,还可缩短物流周期,助推各地区经济发展。此外,减少碳排放、加快绿色环保船型专项技术攻关也是时下竞争热点。因此,本项目根据多货种货舱空间多样化特点,扩大装载舱容,同时考虑节能环保而开发一款13700DWT高效率多用途绿色节能干杂货船。本项目船主要用于运输卷钢、钢材、大件、包装货等普通干货,也可偶尔装运谷物、煤碳等散装货物,还可装载危险品货物。作为典型的干杂货船,这种船型一般型深较高,具有下层甲板和下层货舱盖,船长尺度短、吃水深、舱容大、载重量大、经济性高,以实现航运公司利润最大化,解决海上大宗运输特别是对码头长度条件不是太宽裕的问题。通常,市面上的一些干杂货船的型深和最大吃水也比较大,这样,不仅舱容大,载重量也大,建造成本却相对增加较少。因为杂货船要装载各种各样的货物去往条件不同的港口,自给自足是杂货船的特点,它们都自备吊杆,有的还有重吊。杂货船自带起货设备对码头的要求就大大降低,哪怕是光杆码头,甚至是普通的由岩石组成的海岸,只要前沿的水深足够、海况允许,杂货船就可以靠上去装卸,所以杂货船的活动范围就延伸到各个小型码头。因为小型码头的造价低,那么船舶所支付的港口费用就相对较低,进而降低货物的整体运费。世界各国经济在逐步恢复,从发达地区到落后地区,从大港口到小港口,干杂货船的需求无处不在,而降低这种船舶的运输成本,对降本增效意义重大。为了在有限的码头空间一次装载更多的货物,深吃水小船长船型更能发挥更大效益,而降低这种干杂货船的航行阻力、降低油耗、提高航速则是重中之重。因此,深吃水小船长干杂货船船型的线型研究更具迫切性。另外,国际海事组织IMO制定了在2030年之前将航运碳排放强度降低40%目标,结合IMO《防止船舶造成空气污染规则》,2015年交通运输部发布《珠三角、长三角、环渤海(京津冀)水域船舶排放控制区实施方案》,到2020年,珠三角、长三角、环渤海(京津冀)水域船舶硫氧化物和颗粒物将比2015年分别约下降65%和30%。本项目船主要航线是东北亚中日韩航线,减少碳排放也成为本项目的主要任务之一。从全局着眼,在多项环保法规陆续生效执行的背景下,面对激烈的竞争环境,近年日韩国十分重视绿色船型开发,我国海船产业升级也处于发展的关键阶段,加快这种绿色环保船型专项技术攻关具有重要战略意义。

主要内容:

1、主要参数设计和总布置图研究:由于本船船长的限制,固在船舶纵向方向需要做出非常紧凑的安排,首尖舱、货舱、机舱、轴隧舱等,在满足规范和使用需求的前提下,让货舱容积最大化,同时也让货舱舱口长度最大化,这与货舱盖的收藏位置是一对矛盾。而这仅仅只是货舱盖,另外还有其它非常多的分支系统需要协调安排,船舶总体设计需要兼顾多方面互相协调的要求。首先船体必须满足装载量和安装船舶所有设备的容积,支持提供船舶全部重量的浮力,要满足船舶稳性、抗沉性、快速性、耐波性、结构强度、刚度、抗弯性、货物装卸和配载,船舶压载和航行视线,以及各类航行和通信系统;同时满足船员舱室生活系统、电站、防火、救生、消防和防污染等。
2、强度分析与结构优化:本船有深吃水、大干舷特点,这对总纵强度是有好处的,但本船同时有双层甲板以及大的起货吊机的加强结构存在,合理的结构布置和货舱区域结构形式是影响整船结构重量的主要因素,以及方形货舱舱型对货舱重量的增加,需对每一因素进行多方案的对比论证,找到最佳的布置方案并判断对主要设计参数的影响,研究方案包括:水密舱壁位置的确定;货舱装载包装货的方案;货舱二甲板不同的高度对上下货物分层的影响评估;对船体货舱上下的结构型式的选取的合理性评估,型材选用对结构重量与强度取衡方案,并做到结构最优化处理;支撑舱壁垂向、水平系统对比研究;设计弯矩对结构重量的影响,强框布置形式对结构性能的影响等。
3、船体线型优化:采用CFD计算与船模试验研究相结合的先进设计技术,实现了船型多种吃水、多航速的多个目标优化,形成综合航行性能俱佳的优秀船型。
4、高效螺旋桨设计研究和节能附件装置设计研究。
5、满足节能环保各项指标:除船体线型优化外还采用综合措施及采用开发节能高效螺旋桨、配置附带节能装置,还需满足国际海事组织(IMO)压载水处理公约D1、D2标准,大大提高了整船绿色、节能、环保性能。

前期研究开发基础:

公司通过ISO9001质量管理体系认证,是国家高新技术企业,建有国家科技部批准的船舶设计技术公共服务平台、浙江省省级工业设计中心。公司现有员工中本科学历占70%,专业设计人员占82%,高级工程师占20%;拥有先进的Compass、SB3DS等专业设计软件,大型激光工程机、绘图仪、扫描仪等配套设施一应俱全,公约、法规、船级社规范和船舶工业标准资料完备;历年取得发明专利和实用新型共计35项。公司已建成品种齐全、经济实用、性能优良的船型库,已研发60000吨级以下的干散货船、集装箱船、油船、化学品船、浮油回收船、冷藏船、拖轮、驳船、高速客船、游艇、渔船等系列船型;近年开发30000方LNG船、13000DWT双相不锈钢化学品船、25000DWT绿色节能散货船、25800DWT绿色节能散货船、9800DWT浅吃水散货船、11500DWT干杂货船、7200DWT干杂货船、6800DWT干杂货船、 5000GT豪华客滚船。研发设计的船舶产品遍布全国并出口至世界各地。干杂货船是航运业主力船型之一,也是各大船企和设计企业的热门产品,我国在干杂货船性能研发走在世界前列,干杂货船也是我公司近年来的强项产品。我公司近年就与研究相关日本航线的专家一起探讨优秀干杂货船的研发问题,根据他们丰富的用船经验,对现有船型进行了深入的研究,积累了一些技术储备,取得不少技术成果和荣誉。本项目所开发的深吃水小船长干杂货船性能先进、功能多样化、节能环保,有较好市场前景。提高装卸货效率,使用与船体相匹配的大型吊机,吊机为双吊机并联吊组合体,可以分开各自单独工作,也可以合并一起起吊。同时拟采用最优线型,最大限度降低船舶航行阻力,在满足航速指标的同时尽量降低主机功率,使油耗降低,做到节能环保、经济性好;采用合适伴流高效理论螺旋桨推进,结合桨后消涡鳍节能装置,并优化舵系设计,进一步减少桨后功率损耗,使船舶具有优良的推进效率和操纵性。每一步都为本项目研发奠定了坚实基础。

现有的生产和研发的设备:
攻关目标:

1、开发一艘在CCS的监督和检验下建造和安装的、悬挂中国国旗的主要用于中日韩航线的深吃水小船长干杂货船;
2、满足EEDI效能指标的节能船舶;IMO决议MEPC.231(65),EEDI参考线计算导则;IMO决议MEPC.245(66),新船EEDI计算导则2014;IMO决议MEPC.213(63),SEEMP制定导则及修正案;IMO决议MEPC.254(67),EEDI检验和认证指南;
3、满足欧盟区域运营船舶硫化物排放要求绿色环保船舶;
4、满足压载水处理系统D-2规则,同时满足压载水置换D-1标准绿色环保船舶;
5、在设计吃水9.15m,主机在持续服务功率3019kW(85%MCR)时,包含10%海上风浪裕度,船壳清洁,航行于平静深水区域,无风的海况,使用节能装置(消涡鳍)情况下,海上服务航速约12.9节/小时,主机燃油消耗约13.4吨/天(+6%)。
主要技术参数:
总长119.88m;垂线间长117.20m;型 宽20.60m;型 深14.30m;
设计吃水9.15m;定 员21人;航速 12.9kn;舱 容20500m³ ; 载重量13700t

成果形式:

实用新型专利、图纸等