经晨船术--例!超大型箱船的建造难点,以“长年轮”为例

学术   2024-09-25 23:57   中国  

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“长年”轮是由沪东中华造船为长荣海运股份有限公司建造的24000TEU级集装箱船。关信息如下:

1. 基本参数:  

- 总长399.99米,型宽61.5米,型深33.2米,236680总吨。   

- 配备混合式脱硫装置,采用全球最新绿色环保、高效节能、安全可靠的设计方案。   

- 具有独有的小球鼻艏、大直径螺旋桨和节能导管等装置,使船舶的快速性能和低能耗得到充分体现。

2. 地位及特点:   

- 该船是当前全球装箱量级别最大的船型,被誉为“海上巨无霸”和“海上带货王”。

3. 交付及首航情况:   

- 9月12日,沪东中华建造的“长年”轮签字交付。   

- 9月13日,“长年”轮下水出发开启首航,并于9月15日首航靠泊山东港口青岛港。

“长年”轮的交付使用为长荣海运的远洋船队增添了新的运力,也进一步提升了全球集装箱运输的能力。

“长年”轮这样的超大型集装箱船在建造过程中存在诸多难点,主要包括以下方面:

1. 船体结构设计与强度保证:  

- 巨大尺度带来的挑战:“长年”轮总长近400米,型宽60多米,如此大的尺度使得船体结构的设计难度呈指数级增加。要确保在各种复杂的海洋环境条件下,如大风浪、洋流等,船体能够保持足够的强度和刚度,防止出现结构变形、断裂等问题。例如,在船身中部等跨度较大的区域,需要采用特殊的加强结构设计,以承受船体自身的重量和外部载荷。   

- 应力分布的复杂性:由于船体尺寸巨大,不同部位在航行过程中所受到的应力分布非常复杂。比如在船头、船尾、船中以及上层建筑等部位,应力集中的情况各不相同,需要通过精确的计算和模拟分析,来确定合理的结构布局和材料使用,以保证船体结构在各种工况下的安全性。

2. 动力系统与推进装置的适配:   

- 大功率主机的选型与安装:为了推动如此庞大的船体达到设计航速,需要配备大功率的主机。这种大型主机的选型不仅要考虑其功率输出、燃油效率等性能指标,还要考虑其与船体结构的适配性以及安装空间的限制。主机的安装过程也需要高度精确的技术和严格的工艺控制,确保主机与船体的连接牢固可靠,并且能够正常运行。   

- 推进效率的提升:超大型集装箱船的推进效率对于降低运营成本至关重要。除了主机的性能外,螺旋桨的设计和选型也是关键。需要设计出高效的螺旋桨,使其在不同的航速和负载条件下都能发挥最佳的推进效果。同时,还要考虑螺旋桨与船体的相互作用,避免出现螺旋桨空泡、振动等问题,影响推进效率和船体的稳定性。


3. 舱室布局与货物装载系统的优化:   

- 舱室空间的高效利用:“长年”轮需要装载大量的集装箱,如何在有限的船体空间内合理布局舱室,以最大限度地提高货物装载量,是一个巨大的挑战。这需要精确的空间规划和设计,既要考虑集装箱的尺寸、堆放方式,还要考虑货物的装卸流程和操作便利性,确保舱室空间得到充分利用,同时不影响船舶的稳定性和航行性能。   

- 货物装载系统的可靠性:超大型集装箱船的货物装载系统需要具备高度的可靠性和自动化程度。包括起重机、货舱门、导轨等设备,都需要能够承受巨大的重量和频繁的使用,并且在各种恶劣的海况下都能正常工作。此外,货物装载系统的控制系统也需要具备高度的智能化和精确性,以确保货物的安全装载和卸载。

4. 船舶建造精度控制:   

- 船体分段的制造精度:由于船体尺寸巨大,需要将船体分成多个分段进行制造,然后再进行组装。每个分段的制造精度都直接影响到最终船体的整体精度。在制造过程中,需要采用先进的加工设备和工艺,严格控制每个分段的尺寸、形状、平整度等指标,确保分段之间的拼接精度达到设计要求。   

- 设备安装精度:船上的各种设备,如主机、螺旋桨、起重机等,其安装精度要求非常高。任何一个设备的安装偏差都可能影响到船舶的性能和安全。因此,在设备安装过程中,需要采用精密的测量仪器和严格的安装工艺,确保设备的安装位置、角度、间隙等参数符合设计要求。


5. 安全与环保要求的满足:   

- 消防安全:超大型集装箱船搭载着大量的货物和人员,消防安全至关重要。需要设计完善的消防系统,包括火灾报警系统、灭火系统、通风系统等,确保在发生火灾时能够及时发现并迅速扑灭火灾,保障人员和货物的安全。同时,还要考虑消防系统的可靠性和维护便利性,以保证其在长期的航行过程中始终处于良好的工作状态。   

- 环保要求:随着环保法规的日益严格,船舶的环保性能也成为建造过程中的重要考虑因素。“长年”轮需要满足国际上对于船舶排放、废弃物处理等方面的环保要求。例如,采用低硫燃油、配备先进的废气处理系统、优化船体设计以降低水阻等,都是为了减少船舶对环境的影响。

“长年” 轮的建造克服了诸多难点,展现了沪东中华造船的高超技术水平和强大的工程能力。

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