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14000DWT成品油船的主尺度确定及总布置设计.doc
14000DWT成品油船的主尺度确定及总布置设计【说明书+CAD】【优秀毕业设计资料】【已通过答辩】
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大连理工大学 网络教育学院 本 科 生 毕 业 论 文（设 计） 题 目 ： 14000品 油船的主尺度确定及总布置设计 学习中心： 奥鹏直属 层 次： 专科起点本科 专 业： 船舶与海洋工程 年 级： 2009 年秋季 学 号： 200907563685 学 生： 张东平 指导教师： 宋晓杰 完成日期： 2011 年 09 月 20 日 14000品油船的主尺度确定及总布置设计 I 内容 摘要 毕业设计内容为 14000尺度确定及总布置设计 。设计过程中主要参考 68000品油船等相近船为母型船，遵循钢质 海 船入级与建造规范（ 2006）等相应规范进行设计。设计过程中综合考虑船舶自身性能及经济性等因素。 毕业设计过程主要包括以下几个部分 :主尺度确定 ,根据任务书的要求并参考母型船初步确定主尺度，再对容积、航速及稳性等性能进行校 核，最终确定船舶主尺度；总布置设计 ,按照规范要求并参考母型船进行总布置设计，区划船舶主体和上层建筑，布置船舶舱室和设备。 关键 词 ： 成品 油船 ； 主尺度 ； 总布置 14000品油船的主尺度确定及总布置设计 录 内容摘要 I 设计任务书 1 1 现代油船发展及相关母型资料 2 要尺度 3 速、螺旋桨及续航力 3 2 船舶主要要素的初步拟定 5 排水量和主尺度的初步确定 5 计分析 5 算排水量 5 始方案拟定 5 主机选择 6 空船重量估算 6 体钢材重量 6 装设备重量 6 电设备重量 7 7 性能校核 8 性校核 8 9 10 3 总布置设计 12 主船体 内部船舱的布置 12 部舱室划分 12 12 上层建筑布置 12 绘制总布置图 12 4 结论 13 参考文献 14 致谢 15 14000品油船的主尺度确定及总布置设计 1 设计任务书 1 用途 本船用于运载闪点小于 60 的成品油，货油密度为 t/货油顶蒸压力 航区 本船航行于 无限航区 3 船级 本船由 法 国船级社登记入级，并取得如下船级： +I + + 船型 本船为钢质、 单机、单 桨、单甲板、尾机型，具有球首线型。 5 航速 螺旋桨设计时考虑了主机功率储备 15%，服务航速 6 续航力 本船续航力约为 6000海里。 7 载货量 货油容积 16120 货量 14000t 8 自持力 本船自持力为 20天。 9 船员数 本船船员数为 25人。 10 动力装置 主机机型选用 B&W 6 11 螺旋桨 本船采用 单 螺旋桨 推进 。 14000品油船的主尺度确定及总布置设计 2 1 现代油船发展及相关母型资料 现 代油船发展 伴随着石油的开采利用油船运输在世界经济发展中的作用越来越明显 。 目前 ，油船已经是世界航运业的三大主力船型之一 ， 占当今世界船舶总拥有量的 35%左右 ， 成为世界海上运输中一股举足轻重的运输力量 ， 且随着世界经济的发展 ， 仍将保持较高的增长势头 。 伴随着石油的开采利用 ， 油船运输在世界经济发展中的作用越来越明显 ， 吨位越来越大 ， 其发展大体经历了 6个阶段 ： 1） 二战前 ， 对石油开发生产和应用处于初级阶段 ， 油运船舶最大吨位由 1886年 3000t、 1914年 10000942年的 20000t； 2） 二战后， 50年代后期由 于世界经济处于工业化恢复时期，石油消费积聚增长，加上苏伊士运河封锁，运距增长，船舶最大载重量大幅上升，由 1955年的 5500000000t； 3） 1961界经济高速发展增长并进入重化工业发展时期，加上石油消费持续增长，造船技术因计算机技术的应用有了长足的进步，出现了 200000 4） 1967油运量增长迅速，苏伊士运河再度关闭加快了油船大型化进程， 1968年出现了 3260001973年第二次石油危机后出现了477000及后来超过 500000油船； 5） 1952 后），世界再次经历两次石油危机的油价上涨，世界各主要石油消费国采取节能措施，寻找石油代用品，使海上原油运量连年下降，平均海运距离由长向短转化，油船大型化格局开始重构。同时国际海事组织通过一系列的法规措施，提高油船运输的安全性，加强对海洋环境的保护，单壳油船逐渐退出油运市场，船舶的安全性大大提高。防污染、高节能、轻结构、自动化、短肥高是这一阶段油船的主要特点； 6） 伊拉克战争后，油价屡创新高，给世界经济带来重大影响，出现新型能源危机，减小对石油特别是中东国家的过渡依赖 并把多渠道中长期稳定供应安全作为主导战略，由此使以海运为主，辅以陆海管道运输的总体油运格局开始形成。同时油船海损事故对海洋生态环境造成的破坏使人触目惊心。随着海事组织会议通过了加速单壳油船淘汰的新规则，到 2010年期间将有大量的单壳油船退出油船运输市场。在高运价的驱动下，世界各大船东都在大批量订购双壳油船，为尽快满足油运市场的需要。大吨位的油船（ 16巨型油船（ 、超大型油船（ 来越受到船东的重视。 现代油船 特点 纵观油船的发展历史可以看到，随着油船吨位的 逐渐增大，为满足世界经济发展需要，其结构形式也在逐渐改进，使油船运输更安全、更经济、更合理。其中，为防止海洋污染、提高船舶安全性而由国际海事组织推行的相关公约法规是促进油船结构发展的主要动力之一。随着油船数量的增多和尺度的增大，以及石油运量的不断增大，大型油轮不断因触礁、碰撞等事故致使原油大量流出，不14000品油船的主尺度确定及总布置设计 3 仅造成财产损失、人员伤亡而且也使海洋污染越来越严重，从而引起社会各界的广泛关注。船舶造成的油污染的事实证明船舶污染海洋的危险性正日益严重。油船泄漏或海损所引起的海洋污染 比其他运输船更严重，对海洋环境的破坏是巨大而深远的。随着人们对海洋环境保护意识的提高，对船舶安全尤其是对油船安全性不断提出更高的要求。在船型方面现在主要有巴拿马型油船和好望角型大型油船。在舱室划分方面油船主要考虑到它的安全性根据国际海事组织对油船的要求将油舱与外界海水隔离开来，增加惰性气体系统和装载液体所布置的制荡舱壁的布置等。 相关母型资料 母型船载重量为 68000 吨，用于运载闪点小于 60汽油、轻柴油和重油 可同时装载两种不用的油种。主要航区为 近 海。 母型船为钢质、单甲板、尾机型、单桨、单 舵，由柴油驱动的成品油船，具有球尾和球鼻首线 型。设有首楼和尾楼， 机舱内设有 4 层平台 。货油舱区域为双底双壳结构， 共有 六 对货油舱， 一对污油水舱， 五对压载水舱 。 要尺度 总长 宽 B 深 D 计吃水 d 形系数 重量 68000t 载重量系数 水量 水体积 航速、螺旋桨及续航力 螺旋桨设计时考虑了主机功率储备 15%，母型 船在设计吃水（ d m），船壳清洁无污底情况下，处于风力小于蒲氏风级三级的平静深水水域条件下主机达到额定转速时的服务速度约 里 /小时。 母型 船选用 5 叶螺旋桨，螺旋桨直径为 面比 距14000品油船的主尺度确定及总布置设计 4 比 旋桨材料为 铝青铜。 母型 船燃油的装载量为燃料油 885 吨，轻柴油 71 吨，满足船舶在满载状态，服务航速（ 海里 /小时）时的续航力为 6000 海里。 母型船 舶 淡水容量为206 吨，饮用水容量为 40 吨以及食品和粮食的储备量满足 20 名船员 20 天的自持能力。 14000品油船的主尺度确定及总布置设计 5 2 船舶主要要素的初步拟定 排水量和主尺度的初步确定 计分析 本设计船是一条运输船舶，因此设计时应注意降低造价，降低消耗，提高运输能力，提高本船的经济性，可适当减小船长；作为运输船，航行时间也很重要，要力求达到较适宜的航速，船长不能过小；本船为双壳双层底结构，为保证舱容，可适当增加型深；本船吨位较大，具有较好的适航性，因此 满足要求即可。总结以上，总的设计思想是：保证舱容和航速要求下，减小本船主尺度。 算排水量 对油船这种重量型船舶，由于 随变化有相当稳定的范围，通常采用载重量系数法初估排水量。 母型船为 68000 吨成品油船，母型船排水量为 t，其载重量系数计船为 14000 吨成品油船，其载重量系数随着载重量的 变化 而 变化 ，初定为 =据公式 得到：设计船排水量 =18667t 始方案拟定 根据主尺度比法来确定主尺度，设计船的 1K 、 2K 、3K、中 1 ， 2 ， 3 。 可初步估算得到设计船船长 L，再由公式1/ 2/ ，3/ 可以计算得到船宽 B、吃水 d 和型深 D。最后计算 得设计船主尺度为： 14000品油船的主尺度确定及总布置设计 6 L=d=主机选择 用海军系数法估算所需的主机功率 ： 公式如下： 2 / 3 3 D W （ 其中 取 00 254据计算结果 主机 选 用 B&W 公司生产的 6主机，最大输出功率4440大转速为 186 空船重量估算 体钢材重量 立方模数公式估算该项重量。钢料重量系数 053 （ 759t 装设备重量 平 方模数公式估算该项重量。木作舣装重量系数为 : 1 . 4 9 50 . 3 4 2 8 0 . 0 8 8 6 W （ () L p p B D （ 得 f=403t 14000品油船的主尺度确定及总布置设计 7 电设备重量 用公式 ： *m m P （ 船取 m=02t 综合以上三部分重量，本船的空船重量为 ： h f W W W（ 得到 759+403+502=4664t 力与浮力平衡 采用诺曼系数法进行重力浮力平衡，允许误差为 1吨。 保持载重量、主尺度不变，通过改变方形系数进行重力浮力平衡。因为只改变方形系数，引起的排水量变化不大 ，对主机功率的影响可以忽略，所以主机功率不变，因此舾装重量和机电设备重量也不变。但是由于方形系数的改变对钢料重量的影响很大，不可忽略。 (1) 求诺曼系数 2 ()3 h f W(得到诺曼系数为 2) 载重量增量 1 1 1 1 D W D W D W D W L W (=68000-(1866753997t (3) 排水量增量 11 N D W(=入浮性微分方程 b (得到方形系数的变化1 =4000品油船的主尺度确定及总布置设计 8 改变后的方形系数 2 1 1b b C=4) 方形系数改变对钢料重量变化的影响 1 (=4154 平衡后得到 值 =395 根据核算 于 1t。因此需要重新核算，重新核算后 931t， 836t，=18836t。 46m， 2m， 性能校核 性校核 稳性校核包括初稳性和大角稳性，在主要尺度确定时通常只校核设计船的初稳性是否满足要求。 初稳性高度的估算按初稳性方程式进行 (式中 所核算状态下的初稳性高度； 相应吃水下的浮心高度； r 相应吃水下的横稳心半径； 所核算状态下的重心高度； h 自由液面对初稳 性高度修正值，此处暂时忽略不计。 由薛安国公式得到浮心高度的近似公式 0 . 4 3 71 0 . 5 * ( ) * a d (=诺曼公式得到横稳心半径的近似公式 22220 . 0 0 8 0 . 0 7 4 5 d (=心高度 (=稳性高度 Z r Z h (=81=4000品油船的主尺度确定及总布置设计 9 布格氏认为考虑自由液面影响后 0 G M L (摇周期 2240 . 5 8 式中 f 修正系数。 / 时， 1 0 . 0 7 / 2 . 5f B d ； / 时， 2240 . 5 8 浪周期 (=中 波长，我国沿海为 60 70m，本船取 65m。 调谐因子要求 (= 航速 校核 选择莱普法（ 算有效马力曲线 ： 基本参数 如下： 146m B/D 18322 +2%221 0 4 . 5 k g s / m 2 . 60 . 4 6 3 1 / ( l g R e ) 参考统计资料，取总推进系数为 莱普法有效功率估算 航速校核 序号 项目 数值 1 V（ 12 13 14 15 2 Vs(m/s) *1000(查图） 5 修正值 修正后 *1000 (1+5)*4 3401 3606 3901 4193 7 000 8 V* 8/ 10 000 11 000 12 (a)*1000 10+11 14000品油船的主尺度确定及总布置设计 10 13 000 7+12 14 (m2/s2) 15 )(2/2 6 13*15*10256 440853 468532 485320 17 B/d 修正（ B/5% 8 16*1+17 32958 35246 37589 40015 19 5(m/s2) 0 18*19* 做出有效马力曲线： 积校核 (1)燃油重量估算 00 . 0 0 1 s g P 为主机持续功率 ； R 为续航力 ； 服务航速 ； 包括一切用途在内的耗油率，耗油率 ； W h 则0 1 . 1 0 . 1 9 8 k g / K W ； K 为储备系数，取 2)滑油重量估算 t 8%3)炉水重量估算 考母型船及统计资料取 5%4)人员及行李，食品，淡水重量估算 淡水大约重量为 210t，人员行李大约 4t，食品重量大约 5t (5)备品 重量估算 备品重量大约 20t (1)双层底高度及双层壳宽度计算 按照海船法定检验技术规则对于 000t 的油船，必须设双壳双底结构。 14000品油船的主尺度确定及总布置设计 11 双层底高度不得小于 B /15或 2 计 算高度为 定取 双层壳宽度 经过计算 b=2)本船能提供的总容积 D 1 (1 ) / M D d D， K c L c/ L 步取 K c t=D t c p p M K L B D C =24438 (3)货油舱能提供的容积(2( p =16854 3( 0 . 4 0 . 5 6 1 ) ( 9 . 5 * 1 0 0 . 9 8 1 ) b=(4)专用压载水舱能提供的容积 专用压载水舱能提供的容积 D 0224 (5)货油舱所需容积W c 货油量 r c 货油密度 k 考虑货油膨胀及舱内构架系数 3463/6120 (6)专用压载水舱所需容积 统计大型油船压载水舱容积为 30 40 船 200 (7)校核 根据计算 因此满足 满足容积要求 14000品油船的主尺度确定及总布置设计 12 3 总布置设计 按照任务书的要求，本船为钢质、单甲板、尾机型、单桨、单舵，由柴油机驱动的成品油船，具有球尾和球鼻首线型。参考母型船的布置，并按照钢制海船入级与建造规范（ 2006）、船舶与海上设施法定检验规则等规范要求对设计船进行总布置设计。 主船体内部船舱的布置 部舱室 划分 本船 为钢质、 双壳的成品油船，具有球尾和球鼻首线型。从尾封板到 10#为艉尖舱和舵机区域， 从 10#到 35#为机舱区域， 机舱内设有 3 层平台 。 35#到 42#+100 为泵舱 区域 。 42#+100 到 183#为货油舱， 货油舱区域为双底 双壳结构， 共有六对货油舱，一对污油水舱，一个残油舱 ,七 对压载水舱 。 183#向艏为艏部区域 内有艏尖舱、应急消防泵舱和艏侧推舱。 （附图 2） 本船为反甲板结构，甲板上构件较多，甲板上布置有天桥、货油管、货油加油管、克令吊、惰性气体发生器、系泊设备、消防设备等 （ 附图 3） 上层建筑布置 本船上建共设 6 层，分别为艉楼甲板、艇甲板、船员甲板、船长甲板、驾驶甲板、罗经甲板。艉楼甲板布置有货油控制室、空调机室、应急发电机室、医务室、二氧化碳室 等机器处所。艇甲板外布置有备品吊、救生艇、救助艇、机 舱风机等设备，内部布置为生活区。船员甲板和船长甲板主要是船员和高级船员的生活区。驾驶甲板主要布置航行设备。罗经
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