超大型集裝箱船的發(fā)展

李 源

超大型集裝箱船的發(fā)展

李 源

據(jù)勞氏數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計顯示，世界范圍內(nèi)，船東首次開始訂購萬箱以上的超大型集裝箱船是在2004年，當(dāng)時馬士基航運(yùn)公司在旗下的歐登賽船廠訂購了8艘15550TEU集裝箱船。從那時開始，各大集裝箱航運(yùn)公司紛紛訂購超大型集裝箱船，截至2011年4月7日，共訂購227艘超大型集裝箱船，其中2006年、2007年和2008年為集中訂購年份，共產(chǎn)生了近80%的訂單。這些訂單大部分集中在2010～2012年交付。

由于超大型集裝箱船的建造難度大，目前主要集中在韓國幾家大型造船廠，我國中遠(yuǎn)川崎也占有一定的市場份額。在所有船廠中，現(xiàn)代重工（含現(xiàn)代三湖）獲得的訂單量最大，共獲得88艘船訂單，其次為三星重工和大宇造船海洋，分別為53艘和51艘。

現(xiàn)代重工的超大型集裝箱船系列

10000TEU～10050TEU級“COSCO Asia”號

2005年現(xiàn)代重工獲得中遠(yuǎn)集團(tuán)（COSCO）訂購的4艘10050TEU集裝箱船，首艘“COSCO Asia”號2007年8月交付，是韓國船廠建造的首艘超大型集裝箱船。

“COSCO Asia”號為雙殼體，邊艙和底艙為燃油艙和壓載水艙，其中兩個底艙在貨物裝卸時也用于防橫傾。船上設(shè)10個貨艙，其中8個布置在機(jī)艙前部，提供32個集裝箱貨位，2個位于機(jī)艙后部，提供10個集裝箱貨位。貨艙內(nèi)最多可裝載4882TEU，甲板上可裝載5168TEU，船上配800個冷藏箱（FEU）插座，上甲板上設(shè)綁扎橋。采用麥基嘉公司吊離式艙口蓋，每個艙口蓋由4個面板組成，全船共有78個面板，每個面板重量不到40噸，可由岸上起重機(jī)輕松操作。

該船總長349米，型寬45.6米，型深27.3米，設(shè)計吃水13米，結(jié)構(gòu)吃水14.5米，設(shè)計載重量90500DWT，結(jié)構(gòu)載重量109900DWT，航速25.8節(jié)，燃油消耗量249噸/天，定員28＋6人，入LR級。主機(jī)采用現(xiàn)代重工生產(chǎn)的MAN B&W 12K98ME型柴油機(jī)，轉(zhuǎn)速為94r/m時可提供68640kW的功率，90%最大持續(xù)功率。船上還配有4臺現(xiàn)代重工生產(chǎn)的柴油機(jī)驅(qū)動的交流發(fā)電機(jī)，每臺輸出功率3325kW。同時主機(jī)上還裝有一臺KangRim廢氣利用裝置。螺旋槳為葉梢外傾的6葉定距槳，空泡特性較好。船首裝有1臺3000kW的川崎推進(jìn)器。船殼外表面采用無錫自拋光防污漆，可增加耐久性。

11400TEU～11388TEU級“CMA CGM Andromeda”號

2006年法國達(dá)飛海運(yùn)集團(tuán)向現(xiàn)代重工訂購8艘11388 TEU集裝箱船，合同總價值12億美元。這批船中的首艘“CMA CGM Andromeda”號于2009年3月交付。

該船船寬較大，因此穩(wěn)性好，不同的吃水條件下，均擁有較好的推進(jìn)效率。船上設(shè)10個貨艙，其中8個位于機(jī)艙前部，2個位于機(jī)艙后部。貨艙內(nèi)可裝載5844 TEU，甲板上可裝載5544TEU，船上設(shè)800個冷藏箱插座。采用吊離式艙口蓋，每個艙口蓋由4塊面板組成，面板重量不到40噸，方便岸上起重機(jī)操作。船上設(shè)橫跨的綁扎橋。該船采用優(yōu)化截面形狀的貝克舵以及葉梢外傾螺旋槳以減少空泡。為增加船殼外表面的耐久性，船上采用無錫自拋光防污漆和外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)（ICCP）。

“CMA CGM Andromeda”號是世界上首艘配有“燃油快速回收系統(tǒng)”的集裝箱船，通過該系統(tǒng)可以在無需經(jīng)過船殼的情況下對液艙的燃油進(jìn)行快速回收，以防止海上油污染，該系統(tǒng)之前僅用于油船。

該船總長363米，型寬45.6米，型深29.7米，設(shè)計吃水13米，結(jié)構(gòu)吃水15.5米，設(shè)計載重量97160DWT，結(jié)構(gòu)載重量131260DWT，航速24.7節(jié)，燃油消耗量261.4噸/天，定員31＋8人，入BV級，主機(jī)采用1臺現(xiàn)代MAN B&W 12K98ME-C7，最大持續(xù)輸出功率為72240kW（104 r/m）。

同時，該船還擁有多項(xiàng)環(huán)保新技術(shù)。例如：采用電控主機(jī)，優(yōu)化燃油和潤滑油消耗，可以分別減少3%和25%的消耗；優(yōu)化船體設(shè)計，采用前緣扭轉(zhuǎn)舵（TLER）改進(jìn)船舶水動力特性；安裝前置設(shè)備，有利于在停靠時使用替代性電源。

三星重工的超大型集裝箱船系列

14000TEU～13800TEU級“MSC Daniela”號

2008年底，三星重工向地中海航運(yùn)公司（MSC）交付了當(dāng)時世界上第二大集裝箱船“MSC Daniela”號。該船總長366米，型寬51.2米，吃水15.6米，居住艙室可容納38人。該船擁有7個主貨艙和25個集裝箱綁扎橋，裝箱量為13800TEU，甲板上還布置有1000個冷藏箱插座。主機(jī)采用MAN B&W 12K98MC-C型低速柴油機(jī)，轉(zhuǎn)速為104r/m時輸出功率為72240kW，驅(qū)動1個直徑為9100mm的6葉Mecklenburger Metallguss定距螺旋槳。此外，該船的輔機(jī)采用4臺MAN B&W 7L32/40型中速柴油機(jī)，轉(zhuǎn)速為720r/min時輸出功率為3500kW，同時采用HSJ7 807-10P型交流發(fā)電機(jī)和7.2kV的三星配電盤。為提高船舶操縱性，該船除安裝貝克舵外，還配有2個1700kW的川崎KT-157B5型船首推進(jìn)器和2個直徑為2200mm的4葉定距螺旋槳。安全設(shè)備包括2艘容納34人的救生艇、4艘容納20人的救生筏和4艘容納6人的救生筏。

同時，“MSC Daniela”號的設(shè)計特點(diǎn)還包括，為滿足SOLAS對大型集裝箱船橋樓可視度的規(guī)定，該船將甲板室和機(jī)艙分離。甲板室的前移增加了裝箱量，亦可減少壓載水；橋樓和居住區(qū)位于燃油艙頂部，燃油艙位于甲板室下受保護(hù)的區(qū)域，滿足IMO關(guān)于燃油艙保護(hù)的要求；船體采用高強(qiáng)度鋼可減少船體重量和提高船體強(qiáng)度。

16000TEU級集裝箱船方案

2007年，三星重工完成了16000TEU集裝箱船設(shè)計方案。該型船長400米，寬57米，深30米，采用1臺14缸81013kW（104 r/m）發(fā)動機(jī)驅(qū)動單槳，服務(wù)航速可達(dá)25節(jié)，目標(biāo)航線為東亞至歐洲，經(jīng)蘇伊士運(yùn)河。

據(jù)了解，該型船的設(shè)計方案中采用了雙島式上層建筑，駕駛室和生活區(qū)位于船前部，機(jī)艙位于船后部，燃油艙布置在生活區(qū)下方（常規(guī)的集裝箱船駕駛室和機(jī)艙都位于船后方），駕駛室位于前部，增加了可視性，且與生活區(qū)布置在機(jī)艙上方相比，該方案船首區(qū)域的集裝箱裝載量可增加5%～6%。生活區(qū)的噪聲水平和振動水平也較低。由于駕駛室和機(jī)艙分離，該船的強(qiáng)度得以加強(qiáng)，且操作效率增加了10%。

三星重工將1艘16000TEU集裝箱船與2艘8000TEU集裝箱船作過比較，結(jié)果表明，16000TEU集裝箱船具備明顯的規(guī)模經(jīng)濟(jì)，而且環(huán)保性更好，其燃油消耗量比2艘8000TEU集裝箱船減少35%～40%。

大宇造船海洋的超大型集裝箱船系列

18000TEU“3E”級集裝箱船

2011年2月，馬士基向大宇造船海洋訂購10艘18000 TEU集裝箱船，每艘造價1.9億美元，將于2013～2015年交付。該船是目前世界上最大的集裝箱船，被稱為“3E”級，分別代表規(guī)模經(jīng)濟(jì)、能源效率和環(huán)境績效。

它不僅是目前世界上最大的集裝箱船，而且其環(huán)保特性也相當(dāng)優(yōu)異，該船單位集裝箱產(chǎn)生的CO2排放量將比“Emma Maersk”號少20%，比目前亞歐航線上運(yùn)營的船舶平均CO2排放量少50%。另外，其單位集裝箱燃料消耗量將比未來幾年將要交付的用于亞歐航線的13100TEU集裝箱船減少35%。馬士基稱，還將在今年內(nèi)下單建造另外20艘同等規(guī)模新船，預(yù)計總投入57億美元，且該公司今后幾年所有新造船都將采用與該型船同樣的新技術(shù)。

該船長400米，寬59米，深7.3米，最高航速為23節(jié)，比“Emma Maersk”號低2節(jié)。降低航速使得船舶對動力的需求也降低了，該船動力需求僅為65000～70000kW，而“Emma Maersk”號的動力需求為80000kW。另外，該船采用雙機(jī)雙槳雙尾鰭推進(jìn)系統(tǒng)，該推進(jìn)系統(tǒng)消耗的動力約比“Emma Maersk”號單機(jī)單槳推進(jìn)系統(tǒng)少4%。

“3E”級船采用2個直徑為9.8米的4葉螺旋槳，“Emma Maersk”號則采用1個直徑為9.6米的6葉槳。“3E”級船的螺旋槳布置可提供更大的推進(jìn)動力，槳葉數(shù)的減少降低了阻力。

“3E”級船采用2臺MAN柴油機(jī)，每臺可產(chǎn)生32065 kW的動力，燃料消耗量為168g/kWh。有消息稱該船的推進(jìn)系統(tǒng)可能采用大宇造船海洋與MAN柴油機(jī)公司合作開發(fā)的LNG推進(jìn)系統(tǒng)。船上還安裝了廢熱回收系統(tǒng)，可利用發(fā)動機(jī)廢熱，進(jìn)一步減少了燃料消耗。

為減少船舶對環(huán)境的影響，該船所有建造材料都將記錄在“搖籃至搖籃”護(hù)照中，這表示當(dāng)船舶退役時，該檔案將確保所有材料能以最安全、最有效的方法被重新利用、回收或處置。

由于尺度的限制，18000TEU集裝箱船將僅能用于亞歐航線，能停靠的港口很少。有分析機(jī)構(gòu)認(rèn)為，這些船舶交付后，可能穿梭航行于兩個主要港口，再使用其他小型船舶將貨物運(yùn)送到支線。這樣的運(yùn)營模式將會極大地改變目前的集裝箱航運(yùn)市場。實(shí)際上在干散貨航運(yùn)市場也在開發(fā)類似的運(yùn)營模式，比如即將交付的巴西淡水河谷“中國最大型”礦砂船將在巴西和中國之間穿梭運(yùn)輸鐵礦石。

STX公司建造的超大型集裝箱船系列

13000TEU～13000TEU級“MSC Beryl”號

2007年，STX造船公司從希臘NIKI航運(yùn)公司接到9艘13000TEU集裝箱船訂單，合同總價值15億美元。2010年9月，首艘“MSC Beryl”號成功交付。

該船是首艘13000TEU以上，且滿足IMO能效設(shè)計指標(biāo)（EEDI）要求的集裝箱。該船長365.8米，寬48.4米，深29.9米，入GL級。在設(shè)計水深下，持續(xù)功率為85%MCR時，服務(wù)航速為25.2節(jié)，最大航速可達(dá)27.5節(jié)，時續(xù)航力超過20600海里。甲板上可裝載1150FEU獨(dú)立冷藏集裝箱，并可采用集裝箱運(yùn)輸危險品。

主機(jī)采用1臺STX MAN B&W 12K98MC-C7型柴油機(jī)，輸出功率為98280BHP（104 r/m），與STX設(shè)計的9.3米直徑螺旋槳相匹配。該船的設(shè)計還充分考慮了船員對舒適生活環(huán)境的需求，采用了STX特有的螺旋槳設(shè)計，使得生活區(qū)的振動較低，小于1.0mm/sec，與高級別旅游船相當(dāng)。船上安裝扭曲全吊舵（twisted full spade rudder），能效增加約2%～3%。

當(dāng)在港時，“MSC Beryl”號使用替代船用動力（AMP）系統(tǒng)，能利用岸上電源，減少廢氣的排放。另外，該船可使用含硫量少于0.1%的低硫柴油，可減少硫化物排放量。

22000TEU集裝箱船方案

2008年，STX造船公司向外界透露完成了22000TEU集裝箱船的開發(fā)，該船型長460米，寬60米，高30米，甲板區(qū)的寬度相當(dāng)于4個足球場。開發(fā)了單槳和雙槳兩個版本，單槳的情況下航速可達(dá)24～26節(jié)。該船經(jīng)濟(jì)效率較高，與已有的超大型集裝箱船相比，單位集裝箱的運(yùn)輸成本可減少40%以上。

歐登賽船廠建造的超大型集裝箱船

15550TEU“Emma Maersk”號

2006年8月，世界首艘超大型集裝箱船“Emma Maersk”號在丹麥歐登賽船廠下水，迄今為止該船型共建造了8艘。該船長398米，寬56.4米，馬士基過去曾稱該船的裝箱量為11000TEU，這實(shí)際上是由于計算方法的不同，馬士基按每箱14噸計算，該船可裝載11000TEU，而按通常的最大裝箱量來算則是15550TEU。

該船與前一代相比，長度上并未增加太多，但寬度增加明顯，型寬達(dá)到了56米。該船與同時期的集裝箱船在外觀上區(qū)別明顯，甲板室和煙囪布置在船中部，整個結(jié)構(gòu)寬度較小，頂部是一個全寬的封閉式駕駛橋樓。由于船型較大，該船首次采用了大型14缸直列式柴油機(jī)，柴油機(jī)上配4臺ABB TPL85-B渦輪增壓機(jī)。另外，該船采用1個重量為135噸，直徑9.6米的Mecklenburger Metallguss螺旋槳，轉(zhuǎn)速102r/m時航速可達(dá)25節(jié)，經(jīng)蘇伊士運(yùn)河往返亞歐航線僅需63天。

船上采用一套廢熱回收系統(tǒng)，將1臺蒸氣渦輪與1臺ABB動力渦輪PTL3200發(fā)電機(jī)相連，可提供8500kW的額外功率，由此可節(jié)省10%以上的燃油消耗。船的首尾各安裝一個推進(jìn)器，每臺可產(chǎn)生25t的橫向推力，協(xié)助船舶操縱。船上還安裝可在海上沖洗壓載水艙、在港時將壓載水在艙室間移動的系統(tǒng)。水下船體采用硅樹脂涂層，增加流線型效應(yīng)，每年可節(jié)省1200噸燃油。

在超大型集裝箱船領(lǐng)域，馬士基航運(yùn)公司一直在引領(lǐng)潮流，2004年該公司向旗下的歐登賽船廠訂購了世界上第一艘超大型集裝箱船15550TEU的“Emma Maersk”號，掀起業(yè)界訂購萬箱以上集裝箱船的風(fēng)潮，2011年馬士基10艘18000TEU集裝箱船的訂單又成為業(yè)界的一枚重磅炸彈。18000TEU集裝箱船不僅裝箱量巨大，而且采用眾多新技術(shù)，增加環(huán)保性的同時大大節(jié)省了運(yùn)營成本。

其實(shí)，綜觀以上列舉的幾型超大型集裝箱船，可以發(fā)現(xiàn)該船型越來越多地采用環(huán)保技術(shù)，比較常見的有主機(jī)廢熱回收技術(shù)、在港時使用岸上電源、優(yōu)化船體設(shè)計和采用環(huán)保涂層等。因?yàn)槌笮图b箱船本來就是為了產(chǎn)生規(guī)模效應(yīng)，降低運(yùn)營成本而生的，在油價越來越高漲的現(xiàn)實(shí)下，船東也只會對燃油效率高、使用成本低的船型感興趣。

另外，當(dāng)船型越來越大時，設(shè)計者必須對船型作較大的改變才能解決存在的技術(shù)難題，同時越來越嚴(yán)格的規(guī)則規(guī)范要求也使得建造廠持續(xù)開發(fā)新船型。比如，較明顯的一點(diǎn)是，早期的萬箱級“COSCO Asia”號在船型設(shè)計上與常規(guī)的集裝箱船類似，上層建筑布置在距船尾1/4船長的位置上，15550TEU的“Emma Maersk”號則將上層建筑前移至近船中處，而到了三星重工16000TEU的開發(fā)方案將上層建筑進(jìn)一步前移。從馬士基的18000TEU集裝箱船效果圖上看，上層建筑也是位于偏前部的位置。這樣的布置使駕駛室視線更好，增加集裝箱裝載量，降低生活區(qū)噪聲，還可增加船體強(qiáng)度。

With the integration of the global economy accelerating, the volume of global trade is experiencing fast growth, and the trend of very large container ships has become more and more evident. Since it is diff i cult to build very large container ships, currently the construction of such container ships is the business of only a few shipyards in South Korea. We have selected to introduce the following types of very large container ships:

“MSC Daniela” of 14000 TEU~13800 TEU

MSC Daniela has an overall length of 366m, molded breadth of 51.2m and a draught of 15.6m. Its capacity is 38 persons. It has 7 main holds and 25 container strap bridges, and its enchase volume is 13800 TEU. It also has 1000 deepfreeze sockets on the deck. Its main engine adopts MAN B&W 12K98MC-C slow speed diesel engine.

The design features of “MSC Daniela” are as follows:Firstly, the deckhouse and engine room are separated in order to comply with SOLAS’ requirements as regards VLGC’s visualization. The forward lead of deckhouse increases the enchase volume and reduces the ballast water. Secondly, the bridge and the residential area are located at the top of the bunker oil hold, which lies in the protected area under the deckhouse. This complies with IMO requirements for the protection of bunker oil hold.Thirdly, the hull adopts high-intensity steel to reduce the hull weight and to increase the strength of the hull.

“3E” container ship of 18000 TEU

The biggest container ship at present in the world is called 3E class containership. This container ship is excellent in eco-friendliness. The CO2it emits is 50% less of the average CO2emission produced by the ships which are now trading between Asia and Europe. This ship has an overall length of 400m, molded breadth of 59m and a draught of 7.3m. Its maximum speed is 28 knots, and it adopts the double-engine, double-propeller and doublestem fi n propulsion system.

“Emma Maersk”

In August 2006, the first VLCS in the world “Emma Maersk” was launched in Denmark Odense Steel Shipyard. So far 8 ships of the same type have been built. The ship has an overall length of 398m and the molded breadth of 56.4m. Compared with the container ship of last generation, the length of the ship is not much different, but the molded breadth has been increased to an obvious extent, and the molded breadth is as wide as 56m. “Emma Maersk” is different in its outer appearance from the other container ships of the same time, with its deckhouse and chimney arranged in the middle, the width of whole structure smaller and a full width of enclosed navigation bridge on the top. Due to its large size, the ship for the first time adopts the large-scale 14 vat inline arrangement diesel engine, and 4 ABB TPL85-B TC.In addition, the ship adopts Mecklenburger Metallguss propeller which is weighted at 135t and has a diameter of 9.6m. The rotation speed can reach 102 r/m, and the speed can reach 25 slot/h. It takes the ship only 63 days to finish a round trip between Asia and Europe via the Suez Canal.

The Latest New Trend of VLCS

By Li Yuan