船型和总体设计简介

船型和总体设计简介

目录

前言

一、船型

（一）分类标准

（二）各种运输船舶简介

1.油船

2.散货船

3.集装箱船

4.多用途船

5.滚装船

6.客滚船、车客渡船

7.客船、客货船

8.豪华型旅游船

9.液化石油气体船（LPG）

10.液化天然气体船（LNG）及压缩天然气体船（CNG）

11.化学品船

12.浮式生产储油船FPSO

二、船舶总体设计

（一）概述

1.船舶设计特点

2.船东要求

3.设计阶段划分

（二）总体设计工作考虑要点

1.主尺度及系数的选择，排水量和重量的平衡

2.船体型线设计

3.船舶总布置

4.主要性能计算

5.主要技术规格书的编制

6.国际标准、公约规则简介

船型和总体设计简介

前言

改革开放以来，通过技术引进、消化吸收和自主开发，我国船舶工业取得了飞速的发展，中国的造船总产量已连续十年居世界第三位，2003年中国造船产量达到560万载重吨，占世界总量的10.3%。船舶工业已成为我国机电产品出口的支柱产业和少数几个具有国际竞争力的产业之一。

新一届党和国家领导人对船舶工业的发展寄予希望，2003年已有多位国家领导人多次对船舶工业的发展予以批示，明确提出了在2015年前后要把中国建设成为世界第一造船大国的宏伟目标。这就意味着至2015年前后，中国的造船产量要占世界造船份额的30%以上，年产量需达到2000万载重吨以上。这样从现在起至2015年前后，造船的年产量的增长幅度要达到14~15%，这与国家的总目标的提升速度（每年约7%）有一个较大的提高，这就要求中国的船舶工业在2015年之前必需实现一个跨越式的发展。

第一造船大国目标的实现，还有很长的路要走，也是船舶工业当前最紧迫的任务。在向第一造船大国的发展过程中，必需逐步推进产品结构调整，增强高新船舶开发设计和建造，努力实现产业升级，但同时我们又必需处理好发展高新技术船舶与发展常规普通船舶的关系，重点放在三大主力船型上。按英国劳氏船级社统计，三大主力船型在世界造船产量中的比例高达90%。我国船厂只有通过大批量建造这种船型，我国的造船产量才能大幅度提高，但为了提升船舶工业科技创新能力又必需注意开发高新技术船型（以往也习惯地称高技术高附加值船型，简称“双高”船型）。什么是高新技术船型？什么是三力主力船型？今天就船型这个题目简单地向大家作一介绍。

一、船型

（一）分类标准

船舶按不同的分类标准可以划分为许多种不同的船型。

例如：

(1)按用途可分为民用船舶和军用船舶。

在民用船舶中又分为运输船舶、科学调查船、公务执法船、工程船舶、渔船、海洋开发装置等。

(2)按航区可分为海船和内河船

(3)按航行姿态可分为排水量船、滑行艇、水翼船、气垫船、地效应船等。后四种船型基本上属高性能船舶。

(4)按推进器型式可分为螺旋桨推进船、喷水推进船、明轮船等。

(5)按动力装置种类可分为柴油机推进船、电力推进船、蒸汽动力装置船、燃气动力装置船、核动力装置船。

708研究所工程中心所研究和设计的对象主要是运输船舶和部分海洋开发装置。

所以以下阐述的船型是指柴油机带动螺旋桨推进的排水型海洋运输船舶。

（二）各种运输船舶简介

运输船舶大致可以分为以下几类：

1.油船——原油船、成品油船、供油船

2.散货船

3.集装箱船

4.干（杂）货船

5.多用途船

6.滚装船（Ro-Ro船）

7.客滚船、车客渡船

8.客船、客货船

9.交通船

10.豪华型旅游船（邮船）

11.液化气体船——液化石油气体船（LPG船）、液化天然气体船（LNG船）、压

缩天然气船（CNG船）

12.化学品船

13.冷藏船

14.驳船

通常我们将油船、散货船、集装箱船称之为三大主力船型，它在世界船舶保有量（现有船舶中）中占77.4%。（现有杂货船和多用途船占9.2%，且其比例逐步缩小，而集装箱船比例将逐步上升），在造船产量中占89.9%。

通常我们又将CNG船、LNG船、全冷式LPG船多功能化学品船、豪华型旅游船、超大型集装箱船、滚装船称之为高新技术船型。

1.油船

油船（Oil tanker）通常有原油船（Crude oil carrier）和成品油船（Product oil tanker）之分或者两者兼运之，即原油/成品油船或成品油/原油船。这里泛指的油船是包含不需特殊涂料的船。

由于MARPOL（防污染公约）的13F，13G及25A等条款的实施。很多单壳油船将被强制淘汰，新建油船必需双壳。由于最近在西班牙沿岸造成的油船海损事故，造成了大面积的海上污染，这个强制淘汰限期一再被提前。因此对油船的需求量将在2005年前后达到一个高潮。

油船按载重量吨位的大小大致可分为以下几类：

(1)超级油船（ULCC—Ultra Large Crude Oil Carrier）

载重量35万吨以上，已建成的最大吨位为56.5万吨“Jahre Viking”号，由于港口条件限制这种船建造量极小。

(2)巨型油船（VLCC—Very Large Crude Oil Carrier）

载重量25~32.5万吨的原油船。由于装载量大，运输经济性好，是国际上远洋运输原油的主要工具。适合于载运闪点低于60℃的原油产品，航行于无限航区。货油舱区为双

壳结构，由两道纵舱壁和多道横舱壁将其分为15个货油舱（3×5），2个污油舱。

随着国际上对油船的公约、规则和法规不断提出新要求以及船东对航运的经济效益要求越来越高，VLCC的发展不断更新换代。国际上自1966年第一艘单壳体VLCC在日本问世以来，上世纪90年代已发展到第三代双壳体VLCC。

前几年，欧洲船东又提出一种超宽浅吃水双尾鳍双桨VLCC，称之为V-max型VLCC。又称第4代VLCC，它操纵性好、航速高、安全性好。

VLCC是我国近几年开发建造的重点船型，也是708研究所近年要开发设计的重要项目。

(3)苏伊士型油船（Suez max）

顾名思义，是能通过苏伊士运河的最大型油船，载重量16万吨左右。有一道纵舱壁和多道横舱壁分为12个货油舱（2×6），2个污油油舱。

(4)阿芙拉型油船（Aframax）

11万吨级Aframax型油船自诞生之日起，就因其航行范围广，承运油品种类多，技术经济性好的特点而倍受国际著名航运公司的青睐。

因航线不同，为适应不同港口和市场需要可以优化出四型吨位相同但尺度不同的Aframax船型。

该船型是中国建造的系列船数量中最多的一种船型，工程中心正在为南京油运公司设计该型船。

(5)巴拿马最大型油船（Panamax）

巴拿马型油船载重量7万吨左右，目前其吨位进一步提高，发展到7500吨左右，其船宽受限制（32.31m），能通过巴拿马运河。

(6)灵便型油船（Handysize）

灵便型油船一般称之为4万吨级的油船，载重量4~5万吨灵便型油船特点是灵活性强，吃水浅，船长短（170m~180m），舱数量多，所以需求量很大。

近两三年内，工程中心设计并建成了四型船（华海4万吨、南油4万吨、中海42000吨、北海46000吨）。

将以上6种船型归纳如下：

35万吨以上

ULCC DW

25~32.5万吨

VLCC DW

Suez max DW ~16万吨

10~11万吨

Aframax DW

7~7.5万吨

Panamax DW

Handysize DW4~5万吨

油船除了按上述载重量分类以外，根据防污染公约要求，还分成以下几个档次。

DW＞75000吨要计算船底擦损的破舱稳性（船首向后至0.6倍船长处），20000＜DW ＜75000吨要计算船底擦损的破舱稳性（船首向后至0.4倍船长处），DW＞5000吨船体结构必需双底双壳结构，DW＞600吨船体结构必需双底结构。

2.散货船

凡装运固体散装货物船舶称散货船（Bulk carrier）。散货种类很多，最大宗的固体散货是矿石，煤及谷物，其中矿石专运的船舶称之为矿石船（Ore carrier），矿石船的结构形式大大不同于其它的散货船，因此在散货船中另立一类。

散货船在常规船型的需求量上始终占主导地位。

散货船近年来的发展主要体现在下述几方面：首先是不断提高船舶的经济性，载重量有不断增大的趋势，服务航速也有所提高；其次是提高船舶的安全性，对大型散货船的结构强度、破舱稳性和破损后的结构强度的要求较之以前大大提高，即提高了船舶破损以后的生存能力；对船舶的环保水平也提出了更高的要求，如船舶主机所排放的氮氧化合物（NOX）必须满足新的要求；船舶进入一国领海必须置换压载水以防止有害物质和微生物带入该国海域等；此外，机械化和自动化程度不断提高，以达到减少船员定额、降低营运成本的目标。

散货船运输的特点，通常是一次满载航行，一次空船压载回航的单程运输的航行的模式。因此在设计时应充分考虑这个因素。

散货船是当前世界上失事或事故最多的船型之一，因而倍受各界关注。IMO（国际海事组组织），IACS（国际船级社协会）等，已经或即将对新建或现有的散货船推出各种新的适用规则不下数十种；特别是对新建的散货船尤其如此，如：双舷侧结构的采用；首楼或挡浪板的设置，全封闭自浮式救生艇的采用，检验安全通道的配置，统一的船级符号（URS25）等等，新建散货船的设计对此绝不容忽视。

除了30万吨级和20万吨级矿石船以外，按载重量散货船大致可分为：

(1)好望角型（Capesise）散货船 DW~17万吨

(2)T-MAX型散货船， DW9~10万吨

(3)苏伊士型（Panamax）散货船， DW7.5~8万吨

(4)灵便型（Hadysize）散货船， DW~5万吨

(5)大湖型（Lakesize）散货船，DW~3万吨

大吨位散货船无起货设备、专用码头上有起重机械。而小吨位散货船大多有起货设备，可以到各个港口的码头装卸。

(1)Capesize型散货船

Capesize（好望角型）散货船从广义上讲涵盖了由15万吨到20万吨这一载重量范围的超大型散货船。近年来随着大型船舶经济性不断提高，当前最大好望角型散货船的载重量已经超过了20万吨。同时，为适应世界

主要铁矿石输入港之一法国敦刻尔克港（Dunkirk）而发展起来的敦克尔克型好望角散货船，最大船宽为45米，最大载重量在175,000吨左右，由于许多船东都要考虑进出敦刻尔克港，所以这种船型也有一定需求量。

需要特别关注的是：大型散货船（船长150米以上）采用双舷侧结构将成为国际海事组织（IMO）的强制性要求。为适应这种趋势，许多设计公司、造船公司已开发出双舷侧散货船，如挪威 JacobLiback己开发出Optima 2000好望角型散货船推向市场。

(2)T－MAX散货船

所谓T-MAX者，其全称是Termianal max。它的最大载重量为9.0万~10.0万吨；它可以靠泊原先靠泊Panamax散货船的码头，但它不通过巴拿马运河。因此，它是主要通

过加大船宽来达到增加载重量的目的。

由于巴拿马运河有望在2010年左右完成改造，其通航船闸经改造后可通航宽度为41m 的船只。因此，本船船宽不宜大于41m。这样，巴拿马运河一旦改造成功，则现在的T-MAX 散货船将成为新一代的Panamax型散货船。

典型的Panamax散货船的总长（Loa）是225.0m，因此T-MAX船不宜超过太多，否则就不成Terminalmax了。

新开发该船型符合即将出台而生效的规范、公约、规则的要求。特别是2004年即将生效的。这是一种新的船型，708所正在开发此船型。

(3)Panamax型散货船

随着科技的发展，巴拿马最大型散货船的载重吨位，从上世纪90年代初的六万吨级，至90年代末已成为七万吨级，本世纪初八万吨级散货船将成为市场上的新宠（尽管各项安全措施的执行增加了空船重量，减少了载重量）。随着世界经济发展和我国加入WTO，尤其是美国是世界上最大农产品出口国，与之进行贸易，巴拿马型散货船是最适合的船型。

(4)Handysize型散货船

Handysize型散货船：即大灵便型散货船。它是散货船中数量较多的一类船型。当前世界上最新潮流的Handymax型散货船的载重量己经发展到5-6万吨，并符合经济、安全、环保的目标，在世界船舶市场上有较大的需求量，优化这种船型将会有较好的应用前景。

(5)Lakesize散货船

可通过圣劳伦斯航道进入北美五大湖地区，B≯23.80m，最大DW约30000t，7.92m (26’) 淡水吃水时DW超过19000t。

在散货船发展过程中，船型受到港口和航道水深的制约，出现了浅吃水肥大型船和超浅吃水肥大型船（B/d＞4.0，船宽与吃水之比）。我国上世纪八十年代建造了一大批这样的运煤船。该船型在吃水受到制约下，同样的船长可极大地提高载重量，其经济性好。但如果吃水不受制约，那么浅吃水肥大型船的经济性是比不上常规船型的。原来优秀的浅吃水肥大型船在航道整治以后将被取代。

除了上述散货船以外，还有自卸散货船和大舱口散货船，大舱口散货船的特征是货舱口大，开口70%船宽以上，极大部分是箱形舱，货物装卸特别方便，载货品种广泛，适应性强。

3.集装箱船

通常将吊上吊下（Lift on-Lift off）的格栅式（Calluler）全集装箱船称之为集装箱船（Container Vessel）。

集装箱运输具有“快速、安全、价廉、货损少”且可通过综合利用公路、铁路、水运、民航等多种运输方式，实现“门到门”的运输优点。集装箱运输已成为交通运输中最主要的现代化运输方式，适应了世界经济与贸易发展的需要。集装箱船船型的发展速度压倒了其他一切船型的发展速度，集装箱化率不断提高，集装箱船正在逐步取代传统的干货船与杂货船。

集装箱船的大小通常是以装载20英尺标准箱作为单位（TEU，Twenty feet Equivalent Unit）的多少等表示的。

集装箱船升级升代极快，它与箱位量、尺度、载重吨位大致的关系如下表：

类型第一代第二代第三代第四代第五代第六代吨位

(载重吨)

10000 25000-3000040000 50000 65000 80000以上

运输能力(TEU) 1000

以下

1000 2000 3000 400050006000

7000

8000

营运性质支线型灵便型亚巴拿马型巴拿马型超巴拿马型

尺度小型中型大型巨大型（VLCS）

航程支线干线洲际航线

集装箱船虽然大型化趋势势不可挡，但由于不同集装箱海运航线（主干航线、洲际航线、支线、国内航线）的需要，各代集装箱船的需求从绝对数来讲，仍在不同增长；根据预测，集装箱船在2015年以前将以平均年增长率6%以上的速度来增加。

集装箱船分为自带起货设备和不自带起货设备两类，第三代以上（2500TEU以上）的集装箱船都依靠集装箱专用码头上的起货设备吊运集装箱，而第一、第二代的中小型集装箱船，比较多的船型是为适应不同港口转驳的需要而自带起货设备。

除了上述以外还有一种敞口集装箱船（又称无舱盖集装箱船），其主要优点是没有甲板上需要绑扎的集装箱，没有开启和关闭舱口盖的工作，这样就大大缩短了停靠时间，既降低了港口费用，又提高船舶营运的周转率。

船级社为该船型特地制定了规范、规则要求。

4.多用途船

多用途货船通常是多用途干货船，可载运杂货、大件货、钢材、成套设备、散装谷物、矿砂、煤、集装箱货物、木材、卡车、机车车辆等等。

从货物性质对船型影响的角度，可归纳为杂货、集装箱货和散货三大类，所以多用途船可以看成是杂货船、集装箱船和散货船三种船型或两种船型的有机结合，实际分为三类。

(1)以箱货为主的多用途货船

(2)以杂货为主的多用途货船

(3)以散货为主的多用途货船

多用途的特点一般都带有起货设备、大部分船都有两层甲板，下甲板有舱口和舱口盖，其中部分船下甲板的舱口盖是可移式的。

5.滚装船

滚装船是一种借助车辆进行水平装卸作业的船型，是以其货物在水平方向滚动，即滚上滚下（Roll on/Roll off）进行装卸而得名。滚装船按用途大体可分为专用滚装船（如汽车运输船Car Carrier）、货运滚装船（Ro/Ro ship）、混合滚装船（滚装—集装箱船、滚

装卸设备、港口停的时间短、航速快、操纵灵活、经济效益好等优点，还可以装载拖车、集装箱货车、卷筒纸等各种货物（包括危险品、特重或特长/大物件）。滚装船货舱和甲板面积大、线型特殊、主推进装置功率大、机舱低（在主车道以下）而小、通风量大、操纵自动化程度高。尤其对完整稳性和破舱稳性要求高，其设计技术高，设计难度大。

滚装船的发展趋势是：

z大型化

以汽车滚装船为例，船大型化的趋势颇为盛行。几年前，市场上通常是可载3000~4000辆汽车的船舶天下。但现在日本、波兰和韩国船厂正在建造的均是设计灵活的可载5000~6000辆小汽车的大型汽车装载船。在最新的订单中，世界最大的载汽车能力已达到9000辆。

z高效化

新型汽车滚装船正向高效化发展。较为典型的例子如：欧洲活勒纽斯的“MSDON QUIJOTZ”KGN，具有13层甲板，可载5850辆小汽车，内设滑轨系统，工作效率可提高20%。此外，一些加强甲板具有装载载重汽车的能力，有些甲板的高度可调，以供载高大的汽车。由于滚装船在航行过程中要不断地监视装货处所在恶劣海况下车辆的移动及各处所的水密情况，所以还设有电视监视系统。船员仅须通过设在驾驶室内的中央监控系统就能对船上各处所进行及时有效的管理，大大提高了工作效率。

z高安全可靠性

由于所载运的车辆均带有燃油或油汽，引起爆炸或泄漏而造成火灾的危险性非常大。另外，因该型船的分舱特点主要是为方便汽车载运而将货舱设为左右和前后均为贯通型，而较少用水密舱壁分隔，往往因破损造成大量进水或甲板大面积积水而失稳或倾覆。由此造成的恶性事故时有发生。为避免对生命财产安全的损害，通过不断改进的监测、报警和高效的通风和消防系统等措施以及对分舱稳性等提高要求来提高该种船的安全可靠性越来越受到重视。