1600m3活魚運(yùn)輸船方案設(shè)計(jì)探討

黃孟光

（廣東新船重工有限公司，廣州510111）

1 前言

隨著人民生活水平的提高，人們對(duì)食物原料的要求也越來越高。海鮮作為傳統(tǒng)的高檔食材，為確保其新鮮生猛，最關(guān)鍵的是解決運(yùn)輸問題。本文針對(duì)海上活魚運(yùn)輸這一問題，結(jié)合一艘1600m3活魚運(yùn)輸船的方案設(shè)計(jì)過程，從功能性、完整性、簡潔性、經(jīng)濟(jì)性四個(gè)方面進(jìn)行探討。

2 功能性

任何一艘船舶均有其特定的功能，就是說這艘船能用來做什么。在船舶方案設(shè)計(jì)階段，應(yīng)首先充分理解船東建造該船的意圖，了解該類船的一些特殊性，并在整個(gè)方案設(shè)計(jì)過程中始終圍繞如何實(shí)現(xiàn)該船的特定功能這一主線來展開。

本船最基本的用途就是用于漁場與港口或港口與港口之間活魚的轉(zhuǎn)運(yùn)，船上一切系統(tǒng)均服務(wù)于活魚運(yùn)輸這一目的。從根本上講，它就是一艘運(yùn)輸特殊貨物的運(yùn)輸船。

相比常規(guī)貨船，本船具有一些特殊的系統(tǒng)，如活魚裝卸系統(tǒng)、魚艙海水循環(huán)系統(tǒng)、魚艙熱絕緣系統(tǒng)等，而且魚艙內(nèi)部結(jié)構(gòu)必須保證光滑，防止魚活動(dòng)時(shí)被刮傷。為實(shí)現(xiàn)魚艙活魚的迅速裝卸，在每個(gè)活魚艙內(nèi)需安裝一道移動(dòng)式趕魚板，以保證在卸魚作業(yè)時(shí)能迅速將魚艙內(nèi)所有魚卸干凈，因此設(shè)計(jì)時(shí)要把魚艙設(shè)計(jì)成所有剖面一致，確保趕魚板能順暢移動(dòng)。而為了保證魚艙內(nèi)魚的生存，魚艙內(nèi)設(shè)有一套海水循環(huán)系統(tǒng)，其中還包含有氧氣供給系統(tǒng)、臭氧消毒系統(tǒng)、紫外線殺菌系統(tǒng)、魚艙廢棄物過濾系統(tǒng)等，此系統(tǒng)涉及設(shè)備繁多，管路復(fù)雜，而且管徑也很大，故設(shè)計(jì)初始階段必須充分考慮該系統(tǒng)設(shè)備及管路的布置及安裝空間。另外，為適應(yīng)活魚的長途運(yùn)輸，魚艙溫度需保持在80C左右，這是因?yàn)轸~的活動(dòng)量跟水溫有關(guān)，溫度越高，魚就越活躍，相應(yīng)的魚艙內(nèi)氨化物的含量就上升越快，而氨化物的含量上升到一定值時(shí)就會(huì)導(dǎo)致魚死亡。因此，設(shè)計(jì)時(shí)需充分考慮魚艙內(nèi)外溫差因素，盡量減少魚艙與外界的熱交換。

綜合上述活魚運(yùn)輸?shù)奶厥庑枰?，本船采用帶平行中體的常規(guī)運(yùn)輸船線型，在中部設(shè)左右兩個(gè)魚艙，魚艙區(qū)域采用雙底、雙殼、雙甲板形式，魚艙前部設(shè)活魚系統(tǒng)泵艙，后部為機(jī)艙，機(jī)艙內(nèi)靠魚艙區(qū)域預(yù)留足夠空間，以安裝活魚系統(tǒng)泵浦等設(shè)備，具體布置參見圖1。

圖1 總布置圖

3 完整性

為了更好地實(shí)現(xiàn)瘦高本船上述功能性的要求，主要從以下幾個(gè)方面考慮：

3.1 主尺度及船型系數(shù)的確定

（1）主尺度

結(jié)合功能性及經(jīng)濟(jì)性考慮，確定船長、型寬、型深。根據(jù)船旗國法規(guī)要求，本船噸位需控制在2 000 GRT以內(nèi)。而出于經(jīng)濟(jì)性考慮，又希望裝載量越大越好，這是因?yàn)楸敬饕南到y(tǒng)，如臭氧消毒系統(tǒng)、紫外線殺菌系統(tǒng)、二氧化碳剝離系統(tǒng)等，其配套受裝載量變化影響很小，裝載800 m3與1 600 m3的系統(tǒng)配套很多都基本相同；另外由于本船魚艙自由液面比較大，在選擇船寬時(shí)需特別關(guān)注穩(wěn)性方面的影響等。因此，本船確定主尺度為：

（2）船型系數(shù)

主要從船舶阻力性能方面考慮，選取方形系數(shù)、菱形系數(shù)。根據(jù)實(shí)際運(yùn)營需要，初步選定本船傅汝德數(shù)為Fn=0.241, 并按此傅汝德數(shù)查閱船舶設(shè)計(jì)手冊(cè)，選取合適的方形系數(shù)和菱形系數(shù)。本船確立方形系數(shù)為0.671；菱形系數(shù)為0.687。

主尺度及主要船型系數(shù)確定后，就著手繪制船舶線型。線型繪制時(shí)主要考慮阻力性能、穩(wěn)性及總布置等因素，著重關(guān)注橫剖面系數(shù)、水線面系數(shù)、橫剖面面積曲線形狀、設(shè)計(jì)水線形狀以及平行中體和浮心縱向位置等。考慮到活魚艙的布置需要，本船平行中體相比設(shè)計(jì)手冊(cè)推薦值稍微加長了一些。

3.2 總體布局

本船總體布局時(shí)，主要關(guān)注以下幾個(gè)方面：

（1）油水艙柜大致前后，左右對(duì)稱分布，使船舶在各種裝載工況時(shí)浮態(tài)不會(huì)有太大變化；

（2）作為調(diào)整浮態(tài)的壓載艙設(shè)在首尾端，從而以最小的壓載量實(shí)現(xiàn)浮態(tài)調(diào)整的目的；

（3）功能艙室與生活艙室分區(qū)布置，功能艙室主要在尾樓，而生活艙室集中在首部；

（4）協(xié)同考慮各系統(tǒng)布置，尤其是管徑比較大的通風(fēng)、排氣及空調(diào)管系的布置；

（5）充分考慮主要設(shè)備的吊裝、維護(hù)通道需要，機(jī)艙、泵艙、魚艙均設(shè)有設(shè)備吊裝口。

3.3 結(jié)構(gòu)型式

本船結(jié)構(gòu)采用框架結(jié)構(gòu)形式。全船強(qiáng)框架均勻、整齊分布?？v向艙壁結(jié)合支柱形成兩道縱向支撐強(qiáng)框架，將主船體橫向結(jié)構(gòu)大致分成三等分。橫向強(qiáng)框架按2.4 m間距均勻布置，并將水密橫艙壁、液艙分隔艙壁以及上建分隔艙壁、支柱等均設(shè)置在強(qiáng)框架內(nèi)。垂向則以梯道圍壁作為整個(gè)上建的中心支撐結(jié)構(gòu)，將由駕駛室至泵艙的梯道設(shè)在整個(gè)上建的中心位置，上下對(duì)齊，使得梯道周圍強(qiáng)橫梁及縱桁的跨距大致相同，從而確?？v、橫結(jié)構(gòu)尺寸基本一致。

4 簡潔性

4.1 結(jié)構(gòu)方面

上面提到的框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念的最基本的內(nèi)涵就是以最少的材料構(gòu)造出盡可能大的空間，而且由于其結(jié)構(gòu)的連續(xù)性，減少了許多不必要的過渡結(jié)構(gòu)。

本船整個(gè)上層建筑內(nèi)圍壁，除非有防火分隔要求，均采用支柱結(jié)合裝修壁型式，這樣不僅可減輕空船重量，而且艙室的分隔、布局也靈活了很多。比如，衛(wèi)生單元的布置、安裝不再受圍壁的限制，空調(diào)管路、通風(fēng)管路、電纜等也不必設(shè)穿艙構(gòu)件，其走向分布、安裝維護(hù)都簡便了很多。從而可以降低施工難度、減少多工種交叉作業(yè)，縮短工程周期，節(jié)約建造成本。

本船梯道圍壁也不是每層都設(shè)。露天甲板至艏樓甲板梯道因其上下層均設(shè)有圍壁，而且圍壁上已安裝有按防火分區(qū)要求的防火門，因此該梯道也就沒必要設(shè)圍壁及防火門了。這樣做的效果不僅省去了建造圍壁及防火門的成本，同時(shí)還可省去了封閉梯道所需的照明、通風(fēng)及火警等系統(tǒng)配套。

4.2 配套方面

本船用電負(fù)荷大致如下：

船東開始時(shí)提議電站配置如下：

但是，由于C32發(fā)電機(jī)相對(duì)C18發(fā)電機(jī)貴很多，1臺(tái)C32的價(jià)格接近2臺(tái)C18。因此，我們推薦采用4臺(tái)C18，電站總功率為 4 x 450kW。這樣不僅造價(jià)減少，而且由于4臺(tái)發(fā)電機(jī)采用同一機(jī)型，既方便船上電網(wǎng)管理，也利于維護(hù)保養(yǎng)，減少維護(hù)費(fèi)用。

5 經(jīng)濟(jì)性

經(jīng)濟(jì)性主要從兩方面考慮：一方面從船東角度出發(fā)，主要考慮該船的初始投資及今后的運(yùn)營和維護(hù)成本；另一方面，從船廠角度考慮，主要是注重船舶的建造成本。關(guān)于初始投資，主要是由前面提到的船舶的功能性決定的。而針對(duì)如何降低運(yùn)營、維護(hù)和建造成本，則主要體現(xiàn)在前面提到的完整性、簡潔性方面。例如，通過提高阻力性能來降低運(yùn)營成本，通過合理簡化來降低維護(hù)和建造成本。

6 結(jié)束語

本文結(jié)合1 600 m3活魚運(yùn)輸船方案設(shè)計(jì)過程，闡述了船舶方案設(shè)計(jì)的一種理念，即以功能性為主線，以經(jīng)濟(jì)性為最終目的，以完整性、簡潔性為過程的設(shè)計(jì)理念。對(duì)于科班出身的設(shè)計(jì)人員，需要學(xué)習(xí)的內(nèi)容很多，學(xué)校畢業(yè)后在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中往往還是不知如何入手，因此希望本文對(duì)新入門設(shè)計(jì)人員能夠起到拋磚引玉的作用，對(duì)廣大同僚能有所啟發(fā)。

[1]中國船舶工業(yè)總公司編.船舶設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)-總體分冊(cè)[M].