錨鏈艙艙容計算方法研究

廖俊峰 葉振毅 陳日輝

摘? ? 要：船舶錨泊系統(tǒng)由錨機(jī)、錨、錨鏈、錨鏈管、錨鏈艙、錨唇等構(gòu)成，其中錨鏈艙的作用是儲存全船的錨鏈。通常，出現(xiàn)較多問題的是錨鏈艙有效艙容偏小，導(dǎo)致錨鏈無法全部收回。本文結(jié)合實(shí)際建造經(jīng)驗(yàn)，研討合理的錨鏈艙艙容計算方法，為其他船舶錨泊系統(tǒng)設(shè)計提供參考。

關(guān)鍵詞：錨鏈艙；艙容計算；錨泊

中圖分類號：U667.5? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Research on Capacity Calculation Method of Chain Locker

LIAO Junfeng，? YE Zhenyi，? CHEN Rihui

（ CSSC Huangpu Wenchong Shipbuilding Co.， Ltd.，? Guangzhou 511462 ）

Abstract：? The mooring system consists of windlass， anchor， anchor chain， chain pipe， anchor lip， chain locker， etc. In particular， as a cabin in the hull， the chain locker is used to store the chain of the whole ship. The common problem is that the chain locker is too small to recover all the chain. Through the study of this research project， and in combination with the actual construction experience， the reasonable calculation method of chain locker capacity is discussed， which provides reference for the design of other ships' anchoring system..

Key words： chain locker; capacity calculation; mooring

1? ? ?前言

錨鏈艙作為錨泊系統(tǒng)的重要組成部分，其作用是儲存全船的錨鏈。如果錨鏈艙艙容不足，則會導(dǎo)致錨鏈無法全部收回，即錨會懸在船外無法貼緊錨唇，在風(fēng)浪較大時錨可能撞擊船體外板，危險性較大。

目前錨鏈艙常見的主要問題是有效艙容不足，而實(shí)際艙容并不等同于有效的艙容。部分船舶由于其噸位的限制以及為了滿足其艏部線型和艙室功能性需求，導(dǎo)致錨鏈艙的形狀并非常規(guī)的方形或圓形，其有效艙容率較低；另外，不同設(shè)計單位設(shè)計圖紙時采用的計算方法和標(biāo)準(zhǔn)不一樣，常規(guī)計算方法僅適用于形狀規(guī)整的錨鏈艙，而對異形錨鏈艙并不適用。本文結(jié)合實(shí)際建造經(jīng)驗(yàn)，研討合理的錨鏈艙艙容計算方法，為其他船舶錨泊系統(tǒng)設(shè)計提供參考。

2? ? 典型錨鏈艙艙容案例分析

通常情況下，位于錨機(jī)下方的錨鏈艙接近于正方形或圓型，且錨鏈管正對錨鏈艙中心，使其容積利用率最大化，目前散貨船等空間較為寬裕的大型船舶均是按此進(jìn)行設(shè)計。

但大部分緊湊型船型，尤其是海洋深水多用途工程船，其艏部船體線型曲率較大，而且為了滿足功能性的需求，錨鏈艙一般設(shè)計為狹長型等不規(guī)則形狀，且無法正對錨機(jī)錨鏈管中心，導(dǎo)致錨鏈堆積不合理，錨鏈艙使用率低；為此，船東一般會要求錨鏈長度比實(shí)際舾裝數(shù)規(guī)定的要長，這對錨鏈艙的容積要求更高。

圖1所示某PSV船錨鏈艙，按照錨鏈艙的容積計算可以放下理論要求的錨鏈長度（左舷467.5 m，右舷495 m），其左/右錨鏈艙高度達(dá)到5.7 m，但由于錨鏈堆積的方式是圓錐形狀的，導(dǎo)致錨鏈艙的實(shí)際可用容積（有效容積）較小，無法放入規(guī)格書要求的錨鏈長度。

經(jīng)過改進(jìn)設(shè)計（見圖2），將錨鏈管設(shè)計為帶斜度三段式，垂直段的錨鏈管兩端垂直于錨機(jī)甲板，中間一段管傾斜一定角度，錨鏈艙有效容積的中心即錨鏈管下端的進(jìn)口，錨鏈管上端為錨機(jī)錨鏈的入口；棄鏈器位于錨鏈艙上方的錨機(jī)甲板，棄鏈器要避開錨鏈艙中心，放置在錨鏈艙側(cè)邊；錨鏈一端連接錨，通過摯鏈器、錨機(jī)、錨鏈管進(jìn)入錨鏈艙，另一端掛在棄鏈器上。根據(jù)錨鏈管入口的位置，錨鏈在下方堆積到一定高度會引導(dǎo)錨鏈進(jìn)入靠舷側(cè)的錨鏈艙，一定程度上改善了此異形錨鏈艙的容積利用率。采用此修改方案，左舷可以放入467.5 m的錨鏈，但右舷仍放不下495 m的錨鏈。為此，需對右舷錨鏈艙進(jìn)行增容（見圖3），在原有錨鏈艙頂部A deck增加盒狀結(jié)構(gòu)（容積11 m3），這樣多余的錨鏈可存放在盒狀結(jié)構(gòu)內(nèi)，盒狀結(jié)構(gòu)所在艙室為儲藏室，在此處增加結(jié)構(gòu)不會對船舶的功能造成影響。由于盒狀結(jié)構(gòu)頂部遠(yuǎn)離錨鏈管的空間錨鏈無法到達(dá)，故進(jìn)行削斜處理，既增加強(qiáng)度也避免空間浪費(fèi)；將棄鏈器移動至盒狀結(jié)構(gòu)側(cè)面，便于緊急情況下進(jìn)行棄鏈操作。

此增容方案為不得已而為之的解決辦法，由于現(xiàn)場修改物量較大，施工環(huán)境也比較惡劣，這從側(cè)面暴露了錨鏈艙艙容計算理論與現(xiàn)實(shí)的差距，凸顯了錨鏈艙精確艙容計算的重要性，亟需統(tǒng)一或規(guī)范其計算方法。

3? ? 幾種錨鏈艙艙容計算方法

3.1? ?Havyard設(shè)計院計算方法

Havyard設(shè)計院（以下簡稱設(shè)計院）根據(jù)經(jīng)驗(yàn)及自有軟件模擬，對各種鏈徑的每100 m錨鏈堆放體積進(jìn)行估算，形成特性曲線，如圖4所示：鏈徑30 mm以下的錨鏈特性曲線類似于上升中的拋物線，而鏈徑30 mm以上的錨鏈特性曲線近似直線。根據(jù)此特性曲線，得到鏈徑46 mm錨鏈對應(yīng)所需要的錨鏈艙容積為每100 m錨鏈2.2 m3，該船右舷錨鏈長度為495 m，所需錨鏈艙有效容積為10.89 m3，而實(shí)船錨鏈艙容積為14 m3、有效容積為6.44 m3，不滿足需求。此方法計算的前提是錨鏈艙形狀比較規(guī)整，且錨鏈管正對錨鏈艙中心，錨鏈落入時能夠均勻的盤放，而未考慮實(shí)際錨鏈艙的形狀和錨鏈管布置情況。

3.2? ?鋼質(zhì)海船規(guī)范計算方法

該計算方法認(rèn)為錨鏈艙為圓形或者近似圓形則容積利用率最高，先選取錨鏈艙的有效半徑，根據(jù)其有效半徑計算所需錨鏈艙高度，高度按6個部分累加（見表1）： Ha=h1+h2+h3+h4+h5+h6。

根據(jù)該計算方法，得出半徑為0.6 m的錨鏈艙高度為Ha=12.84 m方能容納495 m的錨鏈，而實(shí)船錨鏈艙高度左舷僅為5.7 m、右舷僅為7.7 m，顯然不能滿足實(shí)際使用需求。

3.3? 船舶設(shè)計手冊計算方法

該計算方法同樣以圓形錨鏈艙作為理論模型進(jìn)行計算。該方法先根據(jù)錨鏈規(guī)格及長度計算錨鏈艙所需容積，再反推得出所需錨鏈艙高度，計算方法見表2。

該計算方法得出半徑0.6 m錨鏈艙所需高度為Hc= 9.489 m，實(shí)船錨鏈艙高度左舷5.7 m、右舷7.7 m，均小于計算所需高度。

3.4? ?幾種計算方法的對比

根據(jù)以上所述，錨鏈艙計算方法多種多樣，各大設(shè)計公司及機(jī)構(gòu)有著自己的設(shè)計偏好。根據(jù)船廠相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，錨鏈艙實(shí)船裝不下錨鏈的案例偶有發(fā)生，原因可能在于理論未切合實(shí)際，因此規(guī)范統(tǒng)一錨鏈艙的計算方法，或者何種情況應(yīng)當(dāng)采用哪一種計算方法，應(yīng)當(dāng)?shù)玫竭M(jìn)一步完善。

（1）正方形/圓形錨鏈艙

此類錨鏈艙形狀規(guī)整，艙內(nèi)容積利用率高，計算容積接近實(shí)際使用所需容積。優(yōu)選方案為方法一，先根據(jù)舾裝數(shù)確定實(shí)船的錨鏈鏈徑及長度，再按圖3特性曲線找到該鏈徑對應(yīng)的100 m錨鏈容積，即可得到所需錨鏈艙總?cè)莘e；

（2）長方形錨鏈艙（長寬比不大于2）

此類錨鏈艙形狀較為規(guī)整，艙內(nèi)容積利用率一般。主要是錨鏈艙長邊兩端的位置在盤放過程中難以到達(dá)，底部利用率較好，越往高則會造成較大空隙，形成錐形的堆放形狀。優(yōu)選使用方法三，采用圓柱作為模擬模型，即使實(shí)際錨鏈艙為長方形，按計算保證其有效高度，即滿足使用需求；

（3）異形錨鏈艙

頂?shù)撞煌?、上寬下窄型、狹長型，這幾種形狀的錨鏈艙無法按正常的錐形形狀堆放，每次錨鏈堆放的情況比較隨機(jī)，導(dǎo)致錨鏈艙的實(shí)際利用率很低。優(yōu)選使用方法二，將堆放平均高度作為主要考量數(shù)據(jù)，采用分段式累加得到的錨鏈艙總高度。此方法更能體現(xiàn)錨鏈堆放工況模擬的主觀能動性，避免無效容積產(chǎn)生的干擾，更適用于不規(guī)則形狀的錨鏈艙；

（4）錨鏈管入口不居中的錨鏈艙，在實(shí)船錨設(shè)備布置中屢見不鮮，部分船舶將錨鏈管進(jìn)行折彎處理以滿足對中，部分業(yè)主偏好為豎直型更為牢靠，則會造成錨鏈管入口不居中的情況。

表3為各種計算方法的對比表。

4? ? 結(jié)語

通過對本項(xiàng)目研究，將理論結(jié)合實(shí)際，針對各種工況的錨鏈艙提出合理的艙容計算方法，并制定對應(yīng)的優(yōu)選方案；根據(jù)船型自身特點(diǎn)，設(shè)計出合適的錨設(shè)備布置方案及錨鏈艙結(jié)構(gòu)；優(yōu)化船舶設(shè)計流程，找到一種高效、快速的錨設(shè)備設(shè)計布置方法，降低勞動強(qiáng)度，提高工作效率，為后續(xù)新船的錨泊系統(tǒng)設(shè)計和建造積累經(jīng)驗(yàn)。

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