“中國漁政312” 船改裝設(shè)計(jì)

摘要：本文介紹“中國漁政312船”的改裝設(shè)計(jì)，著重介紹該船用途的改變，以及安全性、適航性、環(huán)保等方面的改善措施及滿足現(xiàn)行規(guī)范、法規(guī)的要求，是船舶改裝設(shè)計(jì)的一個(gè)范例。

關(guān)鍵詞：漁政船改裝設(shè)計(jì); 防污染；安全性; 適航性

中圖分類號：U622.2文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Modification Design of "SHIP 312 OF CHINA FISHERY "

Administration

LI Ying bo

（Guangzhou Ship Marine Engineering Corporation Guangzhou 510250）

Abstract: This article introduces the modification design of ship 312 of china fishery administration, emphasize introduce the use of ship, how to improve safety, navigability, prevention of pollution and comply with the new national regulations & ruler,and the design to be a successful example for modification design.

Key words: fishery administration ship design; prevention of pollution; safety; navigability

1 前言

“中國漁政312”船改裝設(shè)計(jì)是我院通過設(shè)計(jì)競標(biāo)獲得的設(shè)計(jì)任務(wù)，2012年4月開工改裝，2013年1月完成試航工作，2013年2月1日交船。

航行試驗(yàn)表明：該船經(jīng)過改裝后，船的穩(wěn)性、操縱性、適航性等性能達(dá)到規(guī)范要求，機(jī)電設(shè)備運(yùn)行良好，可履行新的任務(wù)。

該船原為3 000 t級沿海供油輪，于1978年建造完工，船齡33年，退役后根據(jù)國家的需要改裝為漁政執(zhí)法多功能船，并命名為“中國漁政312”，可執(zhí)行守礁、執(zhí)法、護(hù)漁、對其他船舶進(jìn)行少量的物資（油、淡水）補(bǔ)給等任務(wù)。

2 原船概況

原船為3 000 t級沿海供油輪，柴油機(jī)動力推進(jìn)，單機(jī)、單槳、單舵、單底、單層連續(xù)甲板，航行于我國沿海各大、中港口，穩(wěn)性可滿足1974年《海船穩(wěn)性規(guī)范》對I類航區(qū)的要求。

原船體為全焊接鋼質(zhì)結(jié)構(gòu)，主船體液貨艙區(qū)域的甲板和船底為縱骨架，舷側(cè)為橫骨架，首尾尖艙及甲板室均為橫骨架式，船體主要構(gòu)件用2C鋼材，次要構(gòu)件 及上層建筑和甲板室用A3鋼材。原船船體結(jié)構(gòu)按照我國《鋼質(zhì)海船建造規(guī)范》（1967）進(jìn)行設(shè)計(jì)，1978年建造完工。

主要參數(shù)如下：

總長100.95m

兩柱間長 92.00m

型寬 13.80m

型深 6.50m

設(shè)計(jì)吃水5.50m

最大航速 14kn

續(xù)航力 2 400 n mile

主機(jī) 1臺，型號6ESDZ43/82B

額定功率 2 200 kW/ 200 r/min

航區(qū)III類（穩(wěn)性滿足I類航區(qū)要求）

3改裝方案確定

本船雖已有33年船齡，但由于維護(hù)保養(yǎng)到位，船體結(jié)構(gòu)及主要設(shè)備狀況比較完好，仍然具有很高利用價(jià)值，由于海洋維權(quán)緊迫需求，較短時(shí)間內(nèi)改裝為海洋維權(quán)的執(zhí)法船，具有現(xiàn)實(shí)意義。從技術(shù)層面講，雖然本船的功能有所轉(zhuǎn)變，但總體來講仍屬于閃點(diǎn)大于60 ℃的油船，所以本船改裝設(shè)計(jì)圍繞“油船”及“執(zhí)法公務(wù)船”的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行，方案制定遵從安全、便捷、經(jīng)濟(jì)的原則，在滿足現(xiàn)行規(guī)范、法規(guī)的前提下，盡量提高貨油、淡水及食品的裝載量。

根據(jù)對設(shè)計(jì)任務(wù)書需求、原船技術(shù)資料、外板測厚報(bào)告、現(xiàn)場勘測的結(jié)果及現(xiàn)行法規(guī)要求進(jìn)行分析，本船改裝后將發(fā)生以下兩個(gè)主要方面的改變：第一，貨物種類發(fā)生改變，從單一的船用燃油，改為貨油、淡水及食品三種貨物；第二，重量、重心發(fā)生改變，因防油污染要求貨艙需設(shè)雙層底，艙容和載重量將減少，重量重心將發(fā)生變化，重心高度升高，并向船尾移動。所以，制定改裝方案主要考慮浮態(tài)和穩(wěn)性，盡量維持原船的水密橫艙壁不變，確保破艙穩(wěn)性滿足規(guī)范要求，根據(jù)浮態(tài)重新調(diào)整功能艙。

根據(jù)船東的需求，結(jié)合原船的具體情況，改裝方案確定為：貨艙區(qū)增設(shè)雙層底；原船泵艙并入機(jī)艙，機(jī)艙增設(shè)集控室；第五貨油艙改為淡水艙；第四貨油艙分隔為冷庫、電機(jī)艙、泵艙、淡水艙及壓載水艙；第一、第二、第三貨油艙功能不變；原船尾樓上的甲板室拆除，新造的甲板室位置向舯前移，確保船滿載時(shí)處于正浮狀態(tài)，并使船舶外形特征有異于運(yùn)輸船，更接近執(zhí)法船。

4改裝設(shè)計(jì)要點(diǎn)

4.1規(guī)范、法則

由于原船的尺度（L >90 m）、尺度比（L/D>14）和主船體結(jié)構(gòu)型式不在《鋼質(zhì)海洋漁船建造規(guī)范》的規(guī)定范圍，因而改裝設(shè)計(jì)主要參照中國海事局（MSA）和中國船級社（CCS）的最新規(guī)范、法則對閃點(diǎn)大于60 ℃油船的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)及校核，同時(shí)也參照國家漁業(yè)船舶檢驗(yàn)局的最新有關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行，主要有：

（1）中國海事局《船舶與海上設(shè)施法定檢驗(yàn)規(guī)則—國內(nèi)航行海船法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則》（2011）；

（2）中國船級社《國內(nèi)航行海船建造規(guī)范》（2006）及其修改通報(bào)；

（3） 《漁業(yè)船舶法定檢驗(yàn)規(guī)則》（2003）；

（4）《鋼質(zhì)海洋漁船建造規(guī)范》（1998）；

（5） 有關(guān)的GB、CB標(biāo)準(zhǔn)。

4.2總體設(shè)計(jì)

根據(jù)方案論證確定的大原則，調(diào)整原船的總布置，使改裝后船舶的外觀、內(nèi)部功能符合新的需求，干舷、穩(wěn)性等性能指標(biāo)符合規(guī)范、法規(guī)的要求。

（1）總布置設(shè)計(jì)

主船體以下作如下調(diào)整：原尾淡水艙（尾－FR2）改為尾壓載水艙；原油泵艙(FR37~FR42)并入機(jī)艙，F(xiàn)R33~FR42的機(jī)艙平臺增設(shè)為機(jī)艙集控室；第五貨油艙（FR42~FR58）改為淡水艙；原第四貨油艙（FR58~FR74）改為冷庫、電機(jī)艙、日用淡水艙（FR58~FR69），F(xiàn)R69~FR74改為油泵艙 (中)、淡水艙和壓載水艙(邊)；原淡水艙（FR127~FR131）改為首壓載水艙。FR37~FR118增設(shè)1.1 m高雙層底兼專用壓載水艙，滿足中國海事局《國內(nèi)航行海船法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則》（2011）有關(guān)防油污染的要求。

原船尾樓內(nèi)艙室保留并擴(kuò)大，向舯延伸12 m，尾樓甲板以上重新設(shè)置3層甲板室和尾樓一道作為本船的居住艙室。改裝后住艙滿足40名船員及執(zhí)法工作人員的海上工作、生活需求，自下往上分布為：主甲板（尾樓內(nèi)）為普通船員住艙；尾樓甲板為船員公共處所、中級船員住艙；艇甲板為高級船員住艙；駕駛甲板為駕駛室。

（2）油艙改飲用水艙、冷庫

油艙改為飲用水艙和冷庫，飲用水艙需滿足飲用水標(biāo)準(zhǔn)，通過與船東代表及船廠有關(guān)人員溝通討論，對改為飲用水艙、冷庫的油艙進(jìn)行沖洗、消油、封焊(清洗不到的間斷焊)、噴砂等表面處理工藝，再涂相應(yīng)的油漆，滿足存儲飲用水和食品的標(biāo)準(zhǔn)。

（3）船體性能計(jì)算

性能方面，由于主推進(jìn)系統(tǒng)、船體型線未作變更，本船快速性方面沒有具體要求，在完工航行試驗(yàn)時(shí)，對主推進(jìn)系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行驗(yàn)證，對快速性也作相應(yīng)的測量，試航吃水為4.3 m，航速到達(dá)14.38 kn，換算為5.5 m吃水，航速約13.6 kn，考慮水深、主機(jī)老化等因素影響，改裝后船的快速性沒有改變。

穩(wěn)性是改裝設(shè)計(jì)重點(diǎn)考慮問題，水密艙壁劃分、功能艙的設(shè)置考慮對穩(wěn)性的影響；嚴(yán)格控制重量、重心，對新增部分作詳細(xì)統(tǒng)計(jì)計(jì)算，分別在改裝開工前、廢舊設(shè)備及構(gòu)件拆卸后、改裝完工后進(jìn)行三次傾斜試驗(yàn)，準(zhǔn)確掌握本船各階段的重量、重心，使其處于可控狀態(tài)。經(jīng)完工穩(wěn)性校核，本船無需設(shè)置固定壓載，完整穩(wěn)性、破艙穩(wěn)性均滿足中國海事局《船舶與海上設(shè)施法定檢驗(yàn)規(guī)則—國內(nèi)航行海船法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則》（2011）的要求，初穩(wěn)性高GM的最小值為0.664 m，穩(wěn)性衡準(zhǔn)數(shù) K最小值為1.351。

4.3船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本船船體結(jié)構(gòu)參照《國內(nèi)航行海船建造規(guī)范》（2006）及2010年、2011年修改通報(bào)進(jìn)行改裝設(shè)計(jì)。原船航區(qū)為沿海航區(qū)，根據(jù)船東的要求，改裝后的航區(qū)為遠(yuǎn)海航區(qū)，因此依照《規(guī)范》對原船所有構(gòu)件都進(jìn)行了校核，設(shè)計(jì)依據(jù)主要來源原船資料、測厚報(bào)告及現(xiàn)場勘驗(yàn)結(jié)果。

（1）總縱強(qiáng)度

規(guī)范要求船中最小剖面模數(shù)W0應(yīng)不小于：W0 =1 254 670.93cm3

原船的中橫剖面如圖1所示，其最小剖面模數(shù)為：W = 1 576 200cm3。

增加雙層底后的中橫剖面如圖2所示，其最小剖面模數(shù)為：W = 1 600 372 cm3，滿足規(guī)范要求。

根據(jù)計(jì)算得到的靜水彎矩和靜水剪力數(shù)值，按規(guī)范要求，分別下列10種工況對總縱強(qiáng)度進(jìn)行核算：（1）滿載離港、（2）滿載到港、（3）滿載中途、（4）壓載離港、（5）壓載到港、（6）壓載中途、（7）半載離港、（8）半載到港、（9）半載中途、（10）空船。 計(jì)算結(jié)果均滿足規(guī)范的要求。

圖1原船的中橫剖面

圖2改裝后的中橫剖面

（2）局部強(qiáng)度

根據(jù)規(guī)范的要求，對外板、甲板、單層底、雙層底、舷側(cè)骨架、甲板骨架、水密艙壁、水密艙壁、首尾柱、主機(jī)基座、上層建筑、舷墻進(jìn)行核算，大多數(shù)部件都滿足規(guī)范要求，個(gè)別板材進(jìn)行換板或作局部加強(qiáng)。

（3）新增部分的設(shè)計(jì)

本船新增的雙層底、加長尾樓及新造的甲板室，根據(jù)規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，由于缺少準(zhǔn)確型線資料，新、舊部位交接處尺寸存在誤差，個(gè)別構(gòu)件需現(xiàn)場拉線確定。

（4）船體結(jié)構(gòu)材料

本船船體結(jié)構(gòu)新增部分主要采用船用CCS A級鋼，原船船體結(jié)構(gòu)材料為2C,經(jīng)查證，2C船用鋼的化學(xué)成分與力學(xué)性能和CCSA級鋼很接近，是A級鋼的早期名稱。

4.4 舾裝設(shè)計(jì)

本船舾裝專業(yè)設(shè)計(jì)分新、舊兩部分，原船保留下來的設(shè)備，用新規(guī)范進(jìn)行校核，根據(jù)其狀況作相應(yīng)的維護(hù)保養(yǎng)。

（1）錨泊、系泊設(shè)備

原船配有：主錨(斯貝克錨)2只，各重2 000 kg；有檔錨鏈(Φ43)2根，每根長247.5 m；雙鏈輪臥式起錨機(jī)1臺。

改裝后參照《國內(nèi)航行海船建造規(guī)范》（2006）核算，本船舾裝數(shù)為628，原船所配的錨泊、系泊設(shè)備滿足規(guī)范要求，只需對錨機(jī)做檢修保養(yǎng)。

（2）舵設(shè)備

原船設(shè)一具流線型平衡舵，舵面積為10 m2，配扭矩為10 t·m的電動舵機(jī)。由于原舵機(jī)老化，可靠性差，無法找到維修保養(yǎng)所需的零件，故將其更換為扭矩10 t·m的拔叉式電動液壓舵機(jī)。舵干、舵葉及連接零件按現(xiàn)行規(guī)范要求進(jìn)行強(qiáng)度校核，滿足要求。

（3）消防設(shè)計(jì)

本船按照中國海事局《國內(nèi)航行海船法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則》( 2011) “2000總噸及以上的貨船”的有關(guān)要求進(jìn)行防火設(shè)計(jì)，采用IC法防火分隔保護(hù)，并配置相應(yīng)的消防設(shè)備。

（4）救生設(shè)備

按照中國海事局《國內(nèi)航行海船法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則》( 2011)，按航行于遠(yuǎn)海航區(qū)的貨船的要求進(jìn)行配置，本船新配置2艘額定乘員為40人的全封閉型救生艇（其中1艘兼救助艇），65 kN重力倒臂式吊艇架2套；增配4只25人氣脹式救生筏。另外配置2艘高速執(zhí)法工作艇及2臺降放裝置。

（5）艙室設(shè)備

本船按40定員，配置廚房、餐飲、娛樂、居住及工作等相應(yīng)設(shè)施，原船遺留下的艙室和新造艙一道統(tǒng)一裝修，主要裝修材料為金屬蜂窩板。

4.5 輪機(jī)設(shè)計(jì)

輪機(jī)專業(yè)改裝設(shè)計(jì)工作主要是參照CCS《國內(nèi)航行海船建造規(guī)范》（2006）的要求，對保留設(shè)備及系統(tǒng)的校核，新設(shè)備、系統(tǒng)重新設(shè)計(jì)。

（1）動力系統(tǒng)

本船主推進(jìn)系統(tǒng)不更改，進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，軸系參照規(guī)范的要求核算，得出中間軸直徑為208.6 mm，螺旋槳軸直徑為262.9 mm滿足規(guī)范要求。

拆除原船2臺250 kW主發(fā)電機(jī)組，更換為3臺新的柴油發(fā)電機(jī)組，功率為200 kW，轉(zhuǎn)速為1 500 r/min，保留原船應(yīng)急發(fā)電機(jī)組。

（2） 輔助動力系統(tǒng)

本船輔助動力系統(tǒng)參照規(guī)范的要求進(jìn)行校核，配合維護(hù)保養(yǎng)，個(gè)別無法修復(fù)設(shè)備進(jìn)行更新。

（3）船舶系統(tǒng)

船舶系統(tǒng)參照規(guī)范的要求進(jìn)行校核，艙底、壓載、疏排水系統(tǒng)、各密閉艙的注入、透氣和測量系統(tǒng)按原狀進(jìn)行修復(fù)；生活供水系統(tǒng)根據(jù)改裝后的總布置情況重新設(shè)計(jì)布置；增設(shè)設(shè)一套油污水分離裝置和一套生活污水處理裝置。

（4）貨油管系

拆除原船貨油泵艙的2臺螺桿泵、1臺離心泵及所有管系，在新設(shè)的泵艙內(nèi)新設(shè)2臺臥式雙螺桿式貨油泵，貨油管匯根據(jù)新布置進(jìn)行整改。

（5）消防系統(tǒng)

消防系統(tǒng)參照《法規(guī)》( 2011)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，拆除原船1211滅火系統(tǒng)，為機(jī)艙和貨油泵艙設(shè)置一套全浸沒式的CO2滅火系統(tǒng)，為油漆間配 1瓶45 L CO2；一套固定式泡沫滅火系統(tǒng)用于甲板貨油區(qū)域。

（6）空調(diào)與通風(fēng)

空調(diào)系統(tǒng)按照《漁業(yè)船舶法定檢驗(yàn)規(guī)則》（2003）的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，拆除原船空調(diào)和通風(fēng)管等設(shè)備，全船空調(diào)系統(tǒng)重新設(shè)計(jì)，新設(shè)一套船用組裝式空調(diào)裝置（制冷量175 kW），采用直接蒸發(fā)式，供船上各層甲板的居住艙室、工作室空調(diào)之用，空調(diào)機(jī)室的空調(diào)裝置通過風(fēng)管向各層會議室(執(zhí)法辦案室)、駕駛室、操作控制室、首長室、船長室、輪機(jī)長室、船員室送冷風(fēng)?？照{(diào)機(jī)還設(shè)有新風(fēng)管，以供給新鮮空氣。

（7）冷藏系統(tǒng)

拆除原船冷藏裝置及附件，在主甲板（FR58~FR69）新設(shè)一個(gè)大冷庫及冷藏裝置，冷庫約110 m3，內(nèi)設(shè)蔬菜庫（4 ℃）和魚肉為（-22 ℃），冷藏裝置應(yīng)滿足改裝后冷庫的制冷量要求。為了增加蔬菜庫的新鮮度，在庫中設(shè)置一臺臭氧發(fā)生器。本裝置設(shè)2臺壓縮冷凝機(jī)組（制冷量11.6 kW），壓縮機(jī)采用進(jìn)口件；配2臺冷卻海水泵，一用一備；各食品冷庫內(nèi)配置相應(yīng)的高、低溫庫冷風(fēng)機(jī)。

4.6 電氣設(shè)計(jì)

電氣專業(yè)只有應(yīng)急發(fā)電機(jī)為保養(yǎng)留用項(xiàng)目，其它電氣系統(tǒng)按新造遠(yuǎn)海油船及執(zhí)法公務(wù)船的要求配置設(shè)計(jì)。

5 改裝前后主要參數(shù)和外形對比

5.1主要參數(shù)對比

見表1。

表1 改裝前后船舶參數(shù)比較

5.2 外形對比

圖3 原船側(cè)面圖

圖4 改裝后試航照片

6 結(jié)束語

中國漁政312船是我院改裝設(shè)計(jì)的一艘綜合公務(wù)執(zhí)法船，是我國噸位最大漁政船，本船外形、內(nèi)部布置、船舶性能基本達(dá)到新造船舶的水平。本船的改裝設(shè)計(jì)是一次特殊的設(shè)計(jì)經(jīng)歷，既有油船的技術(shù)也有執(zhí)法公務(wù)船的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)能力得到很好鍛煉，為我院設(shè)計(jì)大噸位的執(zhí)法船積累經(jīng)驗(yàn)，希望本船改裝設(shè)計(jì)的流程、方法能為今后類似船舶設(shè)計(jì)提供借鑒與參考，不足之處，請批評指正。

作者簡介：李應(yīng)波（1966-），男，高級工程師。主要從事船舶設(shè)計(jì)工作。

收稿日期：2014-04-09