紐卡斯爾型散貨船底墩取消裝載壓載水方案分析

山東海運股份有限公司 孟慶全 張玉昆

中國船級社 胡敬梁 姚建偉

近年來，山東海運基于紐卡斯爾型散貨船單航次的突出經濟性，在國內多家船廠訂造了多艘紐卡斯爾型散貨船。針對紐卡斯爾型散貨船的各項技術指標，基于山東海運船東使用需求，積極尋求各項關鍵指標最優化的方案。本文闡述的是最優方案之一：對于船型底墩優化為不裝載壓載水方案。

常規紐卡斯爾型散貨船由于螺旋槳浸沒等要求，部分底墩設計為了裝載壓載水從而成為壓載艙一部分。但是底墩內部結構較多且多為狹小空間，這為船東在后續維護保養帶來了不便，防腐和營運期間維護成本很高，且極容易在壓載水調撥時由于底墩作為壓載艙，在開啟壓載艙艙蓋時誤操作造成麻煩，并且在建造過程中底墩因為壓載艙緣故需要開設部分透氣孔在壁墩板材邊緣，容易由于精度問題造成換板返工現象。

圖1 某紐卡斯爾型散貨船底墩裝載壓載水

圖2 某紐卡斯爾型散貨船底墩裝載壓載水實際狀況

針對上述問題，山東海運在北船重工20.8萬噸紐卡斯爾型散貨船新造船項目啟動初期，向北船重工以及中國船級社提出了想優化裝載壓載水的壁墩為空艙的客戶需求。以客戶實際需求為導向，船東、船廠以及中國船級社三方進行了優化方案核算分析：原始設計，NO.3/4/5/6 底墩為壓載艙，現擬優化將NO.3/4/5/6 底墩修改為空艙（如圖3所示）。

圖3 紐卡斯爾型散貨船底墩取消裝載壓載水

1、壓載艙壓載水量

（1） 原始設計 ：Abt.69700m3

（2） 取消壁墩壓載，不做結構修改：Abt.67400m3壓載水量減少約2300m3。

（3） 取消壁墩壓載，結構修改：Abt.69700m3,壓載水量減少約2300m3。

（4） 裝與不裝壓載水對比分析優勢：同樣壓載航行油耗相對降低。

2、最小壓載吃水（包括壓載水置換工況）

（1） 原始設計 ：7.89m

（2） 取消壁墩壓載，不做結構修改：7.70m

（3） 取消壁墩壓載，結構修改：7.70m

（4） 裝與不裝壓載水對比分析優勢：原結構設計最小吃水7.85m,初步評估對結構強度基本無影響。

3、最小艏吃水（包括壓載水置換工況）

（1） 原始設計 ：6.09m

（2） 取消壁墩壓載，不做結構修改：6.02m

（3） 取消壁墩壓載，結構修改：6.02m

（4） 裝與不裝壓載水對比分析優勢：目前結構最小艏吃水5.90m,結構相關計算無影響。

4、裝載工況：最大中拱彎矩變化

（1） 原始設計：530857tm FR128(95.4%)

（2） 取消壁墩壓載，不做結構修改：557203 tm FR139(98.7%)

（3） 取消壁墩壓載，結構修改：557203 tm FR139(95.4%)

（4） 裝與不裝壓載水對比分析優勢：HCSR強度校核工況,壓載出港+艏尖艙滿；最大中拱彎矩數值增加約5%,滿足規范要求標準。

5、壓載水置換工況

（1） 原始設計：原置換計算最大彎矩、最大剪力小于95%。

（2） 取消壁墩壓載，不做結構修改：

1）2/7艙：最大彎矩100.1%，最大剪力98.8%；

2）3/8艙：最大彎矩100.4%，最大剪力114.8%；

3）5艙：最 大 彎 矩101.8%，最大剪力105%。

（3） 取消壁墩壓載，結構修改：修改后最大彎矩、最大剪力小于95%。

（4） 裝與不裝壓載水對比分析優勢：取消壁墩壓載，結構修改后完全滿足規范要求標準。

6、紐卡斯爾型散貨船壁墩裝與不裝壓載水優化設計結構修改分析

（1） 彎矩變化范圍的影響：FR67-190、FR265-293范 圍 許用彎矩增加2%～6%，將要及船體極強度艙段有限元結果的變化，目前已進行規范總強度計算校核、NO.5/6貨倉屈服屈曲評估,評估結果涉及結構修改影響；

（2） 結構修改 ：NO.44貨艙靠后區域(FR179-187)涉及外底板10列板板厚增加2～3mm，NO.7貨艙靠近舭部的外底板及舭列板(局部小范圍)板厚增加1mm，NO.6貨倉整艙區域涉及外底板10列板板厚增加2～3mm。重量增加約15噸。

（3） 剪力變化范圍的影響：FR58、FR226、FR244、FR283、R292位置許用剪力不同程度增加,經強度評申情影響結構無需修改。

7、紐卡斯爾型散貨船壁墩裝與不裝壓載水優化設計壁墩布置分析

原水密橫隔板開孔保留,人孔蓋取消。

最終經過山東海運船東、北海船廠以及中國船級社三方核算優化，紐卡斯爾型散貨船采用了取消壁墩壓載同時結構進行修改方案，雖然較原方案鋼結構重量略有增加15t鋼材，同時對設計與審圖增加了一定工作量，卻極大地降低了底凳防腐和營運期間維護成本,便于維護保養。通過此優化方案，船廠雖然增加了約15t鋼材，但是該設計滿足HCSR強度校核，創新了紐卡斯爾型船型品牌，贏得了船東客戶信任，也實際解決了船東后續維護保養的需求。

兩艘新型海關緝私艇順利交付

近日，由中國船級社(CCS)珠海分社負責檢驗的兩艘49米新型海關緝私艇“中國海關1101”輪和“中國海關1102”輪順利交付。兩艘船將在維護國家主權和利益、打擊水上渠道走私和社會穩定發揮重要作用。

兩艘新型海關緝私艇外觀造型新穎、莊嚴，為單體鋼鋁復合結構。該船總長49.0米，型寬7.4米，型深3.5米，定員24人，續航力850海里，設計航速不低于32.5節，實測最大航速接近34節，具有良好的快速性、耐波性、穩定性和操控性。兩輪配備了3臺1939kW高速柴油機，采用三機、三槳、三舵的常規推進方式。船上配備了先進的查緝取證設備、雷達監控系統、衛星遠程視頻傳輸系統等，大幅提升執法效率。