第三章 现代油运船舶布置及结构.ppt

第三章、现代油船船型特点,内容,3.1 油船发展概述 3.2 现代油船的船型构造特点3.3油船布置特点,3.1油船发展概述,油船是运输原油及其制品等散装液体货物的船舶。液体、油类是盛在圆型木桶内装到船中运输的 安全性、运载容量18世纪中期散装的帆船运油。1886年，一艘真正的油船“格音考夫”(GLUCRAUF)号问世了，该机帆船属德美石油公司所有，总吨位为2 307t 1915年已出现有11 000 t的油船 1939年出现了12 500 t级的油船 1956年已出现几艘50 000 t级的油船 1956年苏伊士运河第一次封闭带来了超级油船的时代 1967年第二次封闭时VLCC油船方真正问世 目前最大的油船“SEAWISE GIANT”号为56万t,海上巨人号长458.45米，最大载重量56万吨，载重后总吨位82.5万吨，是世界上最大的船，比美国的航空母舰还要重8倍！比巴黎埃菲尔铁塔还高！,净重吨位(DWT)：564,763吨总注册吨位(GT)：260,581吨 吃水：24.61公尺舷宽：68.86公尺 船长：458公尺 航速：13节 动力：住友Stal-Laval AP蒸汽涡轮机，50,000匹(37,300千瓦)，转速85 RPM 体积：658,362立方公尺,3.1.1、油船的发展回顾,迅速发展：1950 年-1960 年期间 缓慢发展：1960 年-1965 年期间 大发展：1965 年-1977 年期间长期萧条与不稳定：1977 年-九十年代世界经济普遍复苏因素影响下迅速上扬：21世纪初,1、1950 年-1960 年期间 迅速发展时期,主要因素：战后世界经济的恢复和资本主义国家开始跳跃式的发展；1951 年侵朝战争以及 1956 年第一次中东战争都引起对石油和油轮吨位的需求急剧增加油轮运力：迅速发展：平均增长速度（9.5%）油轮吨位：增长了将近 1.5 倍。,2、1960 年-1965 年期间-缓慢发展时期,这一时期世界经济处于停滞状况和景气恢复时期，油轮总吨位以较慢的平均增长速度（5.9%）增长了约 1/3。,3、1965 年-1977 年期问-大发展与持续兴旺时期,影响因素：资本主义经济的增长和繁荣，促使世界经济景况在 1973 年达到历史最高水平，1973 年以前石油产量以少有的平均增长速度（8%）继续增加。1967 年第三次中东战争爆发，苏伊士运河又再次被封闭（8年），从波斯湾装运去欧洲的大批油轮需绕道航行；虽然 1973 年-1974 年石油危机致使通货膨胀，石油运量减少；但是，由于市场情况较好时期订造的油轮都陆续投入使用。这些因素的综合影响，使油轮船队总吨以 10.2 的平均增长速度急剧地增长了 2.2 倍。这一时期是油轮大发展与持续兴旺的黄金时代。,4、1977 年-九十年代末期-长期萧条与不稳定时期,这一时期接连伴着 1973 年和 1980年二次石油冲击爆发了资本主义 世界最严重的经济危机，西方经济长期滞胀不振使世界油轮航运业和造船业遭到最沉重的打击。1974 年后由于油价猛涨，石油运量开始减少。八十年代（特别是中期）石油运量大幅度地降低至 1985 年的 1159MT 的最低运量，出现周期性萧条与结构性萧条两者相互交织的局面。1986 年油价下跌，又使海上石油运量有了提高，从 1987 年起航运市场开始复苏，直到 1993 年才回复到 1978 年的水平。但是，九十年代的油轮市场疲软，重新跌回 1985 年-1986 年大萧条时期的水平。油轮船队大发展时期膨胀起来的运力与航运市场长期不景气形成了尖锐的矛盾，油轮吨位严重过剩、致使大量油船被封存或待航。另一方面油船船龄严重老化，为调整供需关系，而进行的大量拆船，使油船吨位在 1994 年也只达到 1475 00 KGT。,5.繁荣-21世纪初,进入21世纪以来，除2001年到2002年上半年油船运输市场不尽人意外，市场总体发展态势良好。市场在大部分的时间里对油船的需求不断上升，而供求关系基本保持了同向发展,3.1.2 世界油船发展的趋势,（一）世界油轮船队占世界总船队的比重迅速增加。1950年世界油轮船队的吨位占船队的比重为 22%1965 年增至 33.89%而 1977 年世界油轮总吨位增至 占世界总船队的比重达到顶峰，已增为 44.2 1980 年降为 41.7%1994年仍达至 35.2%如今 40%,（二）油轮船队船舶大型化程度迅速发展油轮吨位迅速发展油轮尺度增大：1950 年最大的 3 万载重吨油轮的平均主要尺度（两柱间长型宽型深吃水）为 1862613.510.5m 1980年世界最大的 56.5 万载重吨油轮的主要尺度为 440693025m。油轮的尺度规模约增加了1.4 倍。各主要尺度每年平均增长 8.431.430.550.48m。大型油轮和超大型油轮船艘数的发展及它们在船队中的比重增加每艘船的平均载重吨增加,二、现代油船主要特征,其主要特点是：防污染高节能轻结构自动化短肥高,船舶营运中对海洋环境造成污染可以归纳为以下六个主要方面,船舶石油运输所造成的石油污染。散装液体化学品运输所造成的散装有毒液体物质污染。包装危险货物运输所造成的包装有害物质污染。船舶生活污水污染。船舶垃圾污染。船舶对空气的污染。,内容,3.1 油船发展概述 3.2 现代油船的船型构造特点3.3油船布置特点,3.2 现代油船的船型构造特点,船舶知识现代水面船舶的整体建筑由三部分组成主船体上层建筑外露的舱面设备。船体结构,主船体与上层建筑,主船体：上甲板以下的船体部分为主船体，它的水密外壳提供使船能漂浮于水面的浮力。主船体内部分布着船上的水密船舱。主船体的形状是影响航行性能的重要因素。上层建筑上甲板以上的各种围蔽建筑统称为上层建筑，包括船楼甲板室。船楼：凡是上层建筑的两侧延伸至船的两舷，或距离舷边小于 4%船宽的，称为船楼。甲板室：宽度达不到这一要求的，称为甲板室。上层建筑内部分布着船上大部分生活、工作舱室。,甲板,船体的垂向分隔，主船体和上层建筑在垂向即船深方向用甲板和平台进行分隔。主船体内的甲板是纵向贯通的。船上如只有一层纵通甲板称为上甲板（即主甲板）。有两层甲板则分别称上甲板和下甲板。有多层甲板时则自上向下依次称第一甲板、第二甲板。局部设置的水平分隔称为平台，如舵机平台、机舱内各层平台。,甲板,两层甲板和内底的货舱结构,船体结构知识,板架及板架结构,板架结构：钢质船的船体结构，都是由钢板和型钢组合构成的，称之为板架结构。骨架或构架：板上纵横交叉的构件称为骨架或构架，用来增加船体结构强度的骨架都沿着船的宽度（或深度）方向和长度方向布置。板上的骨架按其设置的方向分两类纵向横向横向骨架：在船宽或船深方向设置的骨架称为横向骨架。纵向骨架：在船长方向设置的骨架称为纵向骨架。,纵向构件桁材：底部的中桁材、旁桁材，甲板下的甲板纵桁纵骨：底部的外底纵骨、内底纵骨和上甲板下的甲板纵骨。,横向构件肋板：在底部为肋板肋骨：舷侧外板上设置的横向构件为肋骨尺寸较大由焊接梁构成的为强肋骨。尺寸较小由型钢构成的为普通肋骨。肋骨按其所在位置分为底舱内的主肋骨上下甲板之间的甲板间肋骨。横梁：设于甲板下的横向构件为横梁。按大小强弱分为强横梁和普通横梁。,舱口四周的构件为舱口围板，其上由舱口盖封闭。舭龙骨：设于舷侧和底部交界处的纵向板条形构件为舭龙骨，为船舶的一种减摇装置。,纵骨架式结构,同一方向上的骨架间距都相同，纵、横两个方向的骨架间距是不同的。通常是一个方向密，一个方向疏。纵骨架式结构：若纵向骨架布置得密，而横向骨架布置得疏，这种布置形式叫做纵骨架式。该结构称为纵骨架式结构。结构的特点：1）总纵强度大。2）结构复杂。小尺寸的纵向构件数目多，焊接工作量大。3）舱容利用率低。船体结构的横向强度主要靠少数横向构件来保证，因而尺寸很大，占据舱客较多。4）空船重量小、因为船壳板和甲板板可以做得薄些，所以结构重量减轻。这种形式的船体结构通常在大型油船和矿砂船上采用。,横骨架式结构,横骨架式结构：若横向骨架布置得密，而纵向骨架布置得疏，则称为横骨架式，该结构称为横骨架式结构。这种结构从木船结构演变而来，是在造船中应用最早的一种结构形式。其特点是：1）横向强度和局部强度好；2）结构简单，容易建造；3）舱容利用率高。横向构件数目多，不需要很大尺寸因而占据舱内室间较小。4）空般重量大。船体总纵强度主要靠纵向构件和船壳板、甲板板来保证。由于纵向构件数目少，必须增加船壳板的厚度来补偿，因此增加了船体重量。对总纵强度要求不很高的中小型船舶常采用横骨架式船体结构。,混合骨架式船体结构,混合骨架式船体结构的船体，在上甲板和船底采用纵骨架式结构，而在舷侧采用横骨架式结构。从船体各部位受力特点来着，这种结构形式是合理的。它具有以下特点：1）既满足总纵强度的要求，又有较好的横向强度。2）结构较为简单，建造也较容易。3）舱容利用率较高。因为舱内突出的大型构件少，所以不妨碍舱容及货物的装卸。4）舷侧与甲板、船底的交接处，结构连接性不太好。舷侧的横向构件多，而甲板、船底的横向构件少，因此，舷侧上有部分横向构件不能与甲板和船底的横向构件组成横向框架。,3.2.1油船货油区构造型式,油轮分为以下三种：1、单船壳型2、双层底型3、双底双壳型,110，000吨双壳油轮,1、单船壳型：,特点船侧和船底都是单层结构舱内设 1-2 道纵舱壁结构简单、施工方便，也可以解决油舱及压载舱的布置问题对设有专用压载舱及其保护位置（处所）的油船，货油绝大部分装在中央油舱，边舱的大部分都布置为专用压载舱。,船侧是单层船体船底是双层结构一般设 2 道纵舱壁。双层底空间布置作专用压载舱边舱只有少数作专用压载舱,2、双层底型：,3、双底双壳型,这种型式既有双层船（侧）体，又有双层船底结构。双层壳间全部布置作专用压载水舱。优点：对于专用压载舱及其保护位置（处所）的设置最为理想，其防止及减少碰撞及阁浅等事故性溢油的效果最好安全性有利于防腐蚀有利于油舱的清洗。缺点重量增加较多。,双底双壳型,3.2.2 油船舱室,按照性质分船员舱室工作舱室专业舱室,指为船员起居、生活、休息所必需的各类舱室。包括船员起居室餐厅接待室俱乐部大型船舶的船长、政委的居室除卧室外，还配有办公室。服务舱室（厨房、配膳室、洗衣室、烘衣室、医疗室、病房和贮藏室）卫生舱室（厕所、盟洗室、浴室）,船员舱室,指为船舶正常营运、安装各类设备所必需的舱室。主要有机舱锅炉舱辅机舱舵机舱锚链舱油水舱压载水舱航海通讯工作室（驾驶室、海图室、雷达室、报务室、电罗经室）专用工场（金工、电工、木工）。,工作舱室,指各种不同类型的民用船舶为完成其主要使命而设置的舱室这类舱室需占用船舶内部的大部分空间,专业舱室,油船舱室,货油舱货油泵舱专用压载水舱污油兼货油舱机炉舱隔离空舱首尖舱尾尖舱,1 货油舱,现代油船货油舱设在机炉舱区域之前的货油舱区域内。为提高营运经济性，改善纵倾调整，应尽量缩短机炉舱长度，增大货油舱长度。为满足各种使用要求，如清舱方便的保证，满载与压载状态的浮态调整等因素对货油区域要进行纵向和横向水密分隔，划分若干个中舱和边舱、结构强度和破舱稳性。货油舱的数量，因油船的大小和种类而异。成品油船的货油舱比原油船的多，以便装载不同品种成品油。载重量 15 000 t 以上的原油船货油区一般以横向水密舱壁划分 5-8 个主横隔舱。,2 货油泵舱,该舱用来布置货油泵、压载泵、清舱和扫舱泵。一般设在船尾。在尾部设置时，将其设于机舱之前，可起着将机舱与货油舱隔离，即隔离空舱的作用。现代油船货油泵舱均设在机炉舱与货油区之间。货油泵舱与机炉舱只一壁之隔，货油泵的原动机可放在机炉舱内，方便轮机人员管理，也利于达到防火要求。货油泵分为立式和卧式两种布置形式。卧式布置，可将原动机放在机舱前端，其轴穿过横舱壁与设置在泵舱的货油泵相连；立式布置，将机舱前壁局部做成阶梯形与泵舱分隔，阶梯形的平台 L 方空间为机舱的一部分，平台上布置原动机，其轴穿过平台与泵舱中货油泵相连。货油泵舱设有单独出入口。泵舱长度可根据各种泵的布置和人员活动所需位置来确定。,3 专用压载水舱,专用油船一般是单程载运货油，返航时空船航行。为使空船航行时达到适宜的首尾吃水，以便保证油船能得到适宜的适航性、航向稳定性等航海性能，因而需要容量较大的压载舱来装载压载水。通常其容量在货油总载重量的25%50%之间。较小油船大都是用货油舱来兼作压载舱的，现代大型油船按1973 年国际防止船舶造成污染公约及其 1978 年议定书（73/78 MARPOL公约）要求设置专用压载舱（SBT）DW20000t 原油船 DW 30000t 成品油船须设专用压载水舱对双壳体油船，双壳体空间全部作为专用压载水舱。,4 污油兼货油舱,用途：是盛装洗舱后的污油，营运时该舱又可装载货油，故称污油兼货油舱。该舱舱容不得少于 2-3 货油舱容积，属于货油舱舱容一部分。现代油船均将该舱布置在货油区后端两舷或中央，须设两个。,5 隔离空舱,为了防止烃气渗漏和防火防爆的需要，货油舱与机舱（现代油船均以泵间隔离）、干货舱、起居舱室之间，以及载运闪点在65以下的石油产品与燃油舱之间，均需设置隔离空舱。隔离空舱舱壁间的距离不少于900mm。船长小于90m时，此间距可缩至760mm。货油泵舱和压载舱可兼作隔离空舱。,6 机、炉舱,以柴油机为动力的现代油船，不单独设炉舱，而将锅炉布放在机舱区域内。油船的机舱一般设在尾部，即“尾机型”。将机舱放在尾部使货油区形成一个独立区域，对改善货舱、使纵向结构构件连续，减少轴系长度及功率损失，保证油船安全等有利。“尾机型”会给纵倾调整、驾驶视线带来困难，在设计上需采取妥善措施予以解决。,7 干货舱,早年的“尾机型”油船，纵倾调整较困难，常在船首部区域设一个干货舱。该舱在满载航行状态时空着，使满载状态重心后移，调整重心和浮心纵向位置达到理想程度。压载航行状态，可在该舱装些干货，故有干货舱之称。现代具有专用压载水舱的油船，通过专用压载水舱和货油舱的合理布置，纵倾调整可以得到解决，已不需设干货舱。,8 首、尾尖舱,油船的首、尾尖舱的功用和干货船一样，其长度除满足钢质海船建造规范有关条款规定外，须考虑实际布置所需空间地位（如尾尖舱长度满足尾轴管的布置）。一般首、尾尖舱中的部分空间也布置为专用压载水舱。,3.2.3油船的结构特点,七大特点甲板防撞舱壁隔离舱纵、横油密舱壁船体结构要求货油舱底结构货油舱舱口,（一）油船是单甲板船。油轮通常采用单层连续甲板是因为它运输的货物是散装液体，不需要像杂货船装运包装件货一样设置二层舱和三层舱。,（二）油船的首尖舱后部设置有一道特别加强的防撞舱壁当发生油舱碰撞造成破损时，可防止海水进入货油舱。,（三）设置隔离舱。为了防止石油蒸气渗入舱室，货油舱前后两端应设置隔离舱，以便与机炉舱、干货舱、居住舱室隔离。隔离舱舱壁间应有足够的距离一般应不小于 760mm，以便于进出。泵舱、压载舱、燃油舱可兼作隔离舱。,（四）货油舱区设置纵、横油密舱壁。目的：为了减少自由液面对稳性的影响减缓风浪天气时油液对舱壁的动力冲击加强船舶的纵向及横向强度。油轮的货油舱均由多个纵向、横向油密舱壁分隔而成。一般，整个货油舱区有 1-2 道纵舱壁和 4-10 道横舱壁分隔。对船长小于 90m 的油船，可仅在其中纵剖面处设置一道连续纵舱壁。多数油船设双道纵向舱壁,（五）船体结构要求较强，且多采用纵向骨架或纵横式混合结构。油轮载运液体货物，受力大，以及液货对结构的腐蚀作用，决定了油船结构比干货船要强。油轮船体的长深比较大，所受的纵向弯曲力矩也较大，故船体结构多采用纵向骨架或者纵横式混合结构。货油舱范围内的甲板，船底均为纵骨架式；船长大于 150m 时，舷侧、纵舱壁一般也为纵骨架式油舱中的骨架不少是高腹板的桁材。货油舱范围外的两端可为横骨架或纵骨架式。,（六）货油舱底由单层结构向双层底过渡。单层结构以前的油轮往往利用货油舱作为压载水舱使用，故以前设计建造的油轮一般为单层纵通甲板，货油舱底部为单层结构仅在机舱范围内设置双层底和部分平台甲板。油舱范围内不设双层底，有利于油舱的自然散热和减少挥发还可避免石油蒸气积聚在双层底而发生爆炸危险。另外，由于油轮货油舱多，抗沉性好，即使舱底局部损坏，仍能保证船舶安全。这种结构的油船在到达装油港前将带有大量残油的压载水排出船外，造成海区的严重污染。双层底结构近年来，由于考虑到油轮碰撞或搁浅时防污染的要求新建油轮根据“73/78 国际防止船舶造成污染公约”,的规定，应在货油舱下设置双层底，作为专用压载舱使用。此外，“防污染公约”还规定新建油轮在其易损坏的部位，设置专用压载舱保护位置。,（七）设置油密的货油舱舱口。在油轮货油舱上部设置油舱舱口，舱口围板的高度不小于 600mm。舱口为园形或椭园形开口，椭园形舱口的长轴沿船长方向布置。舱门的尺寸应考虑到油舱维修时材料搬运的需要及人员（包括受伤人员）进出的方便。货油舱舱口的舱盖，必须油密。舱盖上应有直径不小于 150mm 的测量孔与观察孔孔上应有保证油密的有效盖闭装置。每个货油舱舱口必须设固定的钢质扶梯，在扶梯上设有休息平台。扶梯及平台应有钢质的扶手或栏杆，以便于人员安全地上下货油区域。,3.3油船的布置特点,1“尾机型”2 整个船体按位置分隔成三个功能区3 设置隔离空舱,1驾驶台和机舱均设在尾部，“尾机型”船舶，这样设计有很多优点：（1）油舱内甲板上的管路系统可保持连续性；（2）船体中部没有隔离，有利于保持纵向强度；（3）减少可燃性气体落在甲板油舱的机会。可以减少和防止船舶在航行时由烟囱冒出的火星落入货油舱区域的危险（4）可以使货油舱形成一个连续的独立装货区域，并与其它舱室相隔离，保证油密，有利于装卸,2整个船体分隔成三个组成部分：首部的储存与系泊操作区域；中部的货油舱与装卸作业区域尾部的船舶操纵与控制区域,（A）首部的储存与系泊操作区域,油船的首部区域通常都设置首尖舱，用于装载压载水。在首尖舱上面的首楼或甲板平台上，设有锚链舱、首部泵舱、储藏室及物料间等。在储藏室及物料间上部装设锚泊和系泊用的机械设备及用于船舶抛、起锚练及靠、离码头的系解缆绳作业的操作区域。,（B）中部的货油舱及装卸作业区域,油船的中部主要是用于设置货油舱。大型油轮的货油舱（包括边油舱及中央油舱）可多达 30 个及以上；小型油船的货油舱往往不超过 10 个除了装运多品种的成品油及化学品油轮外，原油油轮的货油舱有减少的趋向新设计建造的油轮在中部还设有专用压载舱紧靠货油舱的后部往往都设置污油舱和货油泵舱整个货油舱内及上部甲板还设有货油装卸管系和阀门及用于货油装卸作业的区域。,（C）尾部的船舶操纵与控制区域,油船尾部设置尾楼或甲板室。油船的尾部称为船舶操纵与控制区域，主要是因操纵和控船舶运作的处所及其设备等都安排在尾部。例如，船舶的动力装置（包括主机及辅机）、船舶驾驶台、海图室和其操纵设备（包括舵机）以及船员的起居室及生活服务设施。此外，现代油轮在驾驶台还设置有自动化的货油控制室，作为货油装卸作业的控制及指挥中心。,（3）隔离空舱,为了防止烃气渗漏和防火防爆的需要，货油舱与机舱（现代油船均以泵间隔离）、干货舱、起居舱室之间，以及载运闪点在65以下的石油产品与燃油舱之间，均需设置隔离空舱。隔离空舱舱壁间的距离不少于900mm。船长小于90m时，此间距可缩至760mm。货油泵舱和压载舱可兼作隔离空舱。,作业题,油船货油区构造型式简述油船的结构特点油船的布置特点及船体各部分的功能特点,