14000DWT成品油船的主尺度确定及总布置设计Word文档下载推荐.docx
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毕业设计内容为14000DWT成品油船主尺度确定及总布置设计。
设计过程中主要参考68000DWT成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
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0.74t/m3~1.025t/m3。
货油顶蒸压力0.25bar
2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+HULL,+MACH,DOUBLEHULLOILTANKER/CHEMICALTANKERIMOTYPEⅡESPUNRESTRICTEDNAVIGATION
4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13.0节。
6续航力
本船续航力约为6000海里。
7载货量
货油容积16120m3,载货量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MANB&
W6S35MC。
11螺旋桨
本船采用MAU型单螺旋桨推进。
1现代油船发展及相关母型资料
1.1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10000t增加到1942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55000t增加到100000t；
3）1961-1966年，世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200000t级的油船；
4）1967-1975年，石油运量增长迅速，苏伊士运河再度关闭加快了油船大型化进程，1968年出现了326000t油船。
1973年第二次石油危机后出现了477000t油船，以及后来超过500000t的改装油船；
5）1952-2002年（“9.11”前后），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（16-20万吨）、巨型油船（VLOC）、超大型油船（ULOC）越来越受到船东的重视。
1.2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。
1.3相关母型资料
母型船载重量为68000吨，用于运载闪点小于60oC的汽油、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。
1.3.1主要尺度
总长Lpp225.00m
型宽B33.30m
型深D21.00m
设计吃水d12.96m
方形系数Cb0.8414
载重量DW68000t
载重量系数
0.8082
排水量84129.71t
排水体积82077.77m3
1.3.2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（
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13.5海里/小时。
母型船选用MAU型5叶螺旋桨，螺旋桨直径为6.55m，盘面比0.5593，螺距比0.703，螺旋桨材料为Cu3镍铝青铜。
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。
2船舶主要要素的初步拟定
2.1排水量和主尺度的初步确定
2.1.1设计分析
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。
2.1.2估算排水量
对油船这种重量型船舶，由于
随Δ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
=0.8082；
设计船为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
=0.75
根据公式
（2.1）
得到：
设计船排水量
=18667t
2.1.3初始方案拟定
根据主尺度比法来确定主尺度，设计船的
、
取值与母型船相同，其中
，
。
K1=L/B=225/33.3=6.7568
K2=B/d=33.3/12.96=2.5694
K3=L/D=225/21=10.7143
Kr取1.004
可初步估算得到设计船船长L，再由公式
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：
L=137.4m
B=20.3m
D=12.8m
d=7.90m
2.2主机选择
用海军系数法估算所需的主机功率：
公式如下：
（2.2）
其中c为海军常数
取c值为300
BHP=4254KW
根据计算结果主机选用MANB&
W公司生产的6S35MC型主机，最大输出功率4440KW，最大转速为186rpm。
2.3空船重量估算
2.3.1船体钢材重量Wh
按立方模数公式估算该项重量。
钢料重量系数Ch一般在0.0792-0.1053
Wh＝ChLppBD（2.3）
Ch取0.1053；
Wh＝ChLppBD=0.1053x137.4x20.3x12.8=3759t
2.3.2舣装设备重量Wf
按平方模数公式估算该项重量。
木作舣装重量系数为:
（2.4）
（2.5）
得Cf=0.0886
Wf=0.0886x137.4x（20.3+12.8）=403t
2.3.3机电设备重量Wm
利用公式：
（2.6）
Cm一般在0.11－0.132，本船取Cm＝0.118
Wm=0.118x4254=502t
综合以上三部分重量，本船的空船重量为：
（2.7）
得到LW=3759+403+502=4664t
2.4重力与浮力平衡
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
（2.8）
得到诺曼系数为1.229
（2）载重量增量
（2.9）
=68000-（18667-4664）=53997t
（3）排水量增量
（2.10）
=1.229x53997=66362.313t
∆=84129.71-66362.313=17766.4t
代入浮性微分方程
（2.11）
得到方形系数的变化
（2.12）
=0.517*0.51=0.2639
改变后的方形系数
=0.51+0.2639=0.7739
（4）方形系数改变对钢料重量变化的影响
（2.13）
=4154
平衡后得到
的值
=395
根据核算
大于1t。
因此需要重新核算，重新核算后Wh=3931t，LW=4836t，∆=18836t。
L取146m，B取22m，D取10.8m，d取7.8m，Cb=0.52
2.5性能校核
2.5.1稳性校核
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
（2.14）
式中
─所核算状态下的初稳性高度；
─相应吃水下的浮心高度；
─相应吃水下的横稳心半径；
─所核算状态下的重心高度；
─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
（2.15）
=0.5*（
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