220TEU级江海联运专用集装箱标准船型总体设计毕业论文
2021-11-06 10:11
摘 要
本文主要介绍了220TEU汉江及江汉运河江海联运绿色集装箱船的总体设计和静水力、阻力、稳性、干舷、总吨和EEDI的相关计算。本次设计在充分分析船舶用途、航线特点基础上确定了船舶的主要尺度、完成了型线和总布置设计，借助CAD软件绘制了型线图和总布置图，采用compass软件进行了静水力计算和稳性计算，并对船舶的快速性、干舷进行了详细校核。
本船为集装箱船，在确定设计方案时注重了集装箱的布置要求，合理设计船型、主要设计参数和集装箱的布置方式；对于不同载况下的船舶航行安全性，采用compass软件进行了全面的稳性校核，计算表明，完整稳性满足法规要求。
设计船主要参数为：总长Loa=87.8m，垂线间长Lpp=84.9m，型宽B=16.2m，型深D=4.6m，设计吃水d=3.5m。在设计载况下满载排水量Δ=4273.548t，浮心纵向位置XB=1.306m（舯前），方形系数CB=0.879，棱形系数Cp=0.884，能达到的最大航速18.19km/h。
关键词：汉江及江汉运河；江海联运；绿色船舶；220TEU集装箱船；总体设计
Abstract
This paper mainly introduces the overall design of 220teu green container ship for river sea intermodal transportation of Hanjiang River and Jianghan canal and the related calculation of static hydraulic, resistance, stability, freeboard, total ton and EEDI. Based on the full analysis of the ship's use and route characteristics, the main dimensions of the ship are determined, the design of the ship's lines and general layout is completed, the lines and general layout are drawn with the aid of CAD software, the static hydraulic calculation and stability calculation are carried out with compass software, and the rapidity and freeboard of the ship are checked in detail.
This ship is a container ship. When determining the design scheme, we pay attention to the layout requirements of the container, and reasonably design the ship type, main design parameters and the layout of the container. For the navigation safety of the ship under different loading conditions, we use compass software to check the overall stability of various loading conditions. The calculation shows that the integrity of the stability meets the requirements of the regulations.
The main parameters of the design ship are as follows: total length of the ship loa = 87.8m, length of the vertical line LPP = 84.9m, type width b = 16.2M, type depth d = 4.6m, design draft d = 3.5m. Under the design load condition, the full load displacementΔ= 4273.548t, the longitudinal position of the floating center XB = 1.306m (in front of the midship), the square coefficient CB = 0.879, the prism coefficient CP = 0.884, and the maximum speed that can be achieved is 18.19km/h.
Key words:Hanjiang River and Jianghan canal; river sea intermodal transport; green ship; 220teu container ship; overall design.
目录
第一章 绪论 1
1.1 研究目的及意义 1
1.1.1 设计的意义 1
1.1.2 设计目的 2
1.1.3 国内外研究现状 2
1.2 研究的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施 3
1.2.1 基本内容 3
1.2.2 目标 3
1.2.3 拟采用的技术方案及措施 3
第二章 船体说明书 5
2.1 航区及用途 5
2.2 法规及规范 5
2.3 船型及载箱量 5
2.4 主尺度及船型系数 6
2.4.1 主尺度 6
2.4.2 尺度比 6
2.4.3 船型系数 6
2.5 主要性能 7
2.5.1 集装箱装载情况 7
2.5.2 航速、续航力及自持力 7
2.5.3 稳性 7
2.5.4 浮态 7
2.6 主机 7
2.7 螺旋桨（MAU型） 8
2.8 船员配置 8
2.9 总体布置 8
2.9.1 概述 8
2.9.2 主体下舱室布置 8
2.9.3 主甲板及升高甲板舱室布置 9
2.9.4 甲板室布置 9
2.9.5 顶棚甲板布置 9
2.10 舾装设备 9
第三章 船舶主要要素的确定 11
3.1 设计思路 11
3.2 总体布置的确定 12
3.2.1 对集装箱布置需要考虑的问题的分析 12
3.2.2 总体布置方案 13
3.3 主尺度及方形系数的确定 14
3.3.1 船长L的确定 14
3.3.2 型宽B的确定 15
3.3.3 吃水d的确定 15
3.3.4 型深D的确定 16
3.3.5 方形系数Cb的确定 17
3.3.6 主尺度小结 17
3.4 排水量Δ的估算 17
3.4.1 排水量Δ初估 17
3.4.2 初估主机功率 18
3.4.3 空船重量估算 18
3.4.4 载重量估算 19
3.5 性能校核 21
3.5.1 浮力平衡 21
3.5.2 快速性校核 21
3.5.3 稳性校核 22
3.6 经济性计算 22
3.6.1 船舶造价P估算 22
3.6.2 年盈利计算 23
3.6.3 必要货运费率RFR计算 24
3.7 绿色指标计算 25
3.7.1 船舶设计能效要求 25
3.7.2 Required EEDI计算 25
3.7.3 Attained EEDI计算 26
3.8 主尺度优化 27
3.8.1 优化方法 27
3.8.2 设计变量 27
3.8.3 目标函数 27
3.8.4 优化结果 28
第四章 型线设计 30
4.1 主要设计思想 30
4.2 设计方法 30
4.3 主要型线要素的选择 31
4.3.1 横剖面面积曲线 31
4.3.2 设计水线 33
4.3.3 中纵剖面线 34
4.4 型线设计 35
4.4.1 横剖面面积曲线的改造 35
4.4.2 水线以下型线图的绘制 37
4.4.3 水线以上型线图的绘制 38
4.5 静水力计算 40
第五章 总布置设计 45
5.1 主要设计思想 45
5.1.1 设计任务 45
5.1.2 总布置设计的原则 45
5.1.3 总布置设计的步骤 46
5.2 设计船总体规划 46
5.3 设计船总体布置区划 46
5.3.1 纵向区划 47
5.3.2 横向区划 48
5.3.3 垂向区划 48
5.4 上层建筑及相关舱室与通道设置 49
5.4.1 人员配备 49
5.4.2 上层建筑总体布置 49
5.4.3 居住舱室布置 49
5.4.4 公共舱室的布置 51
5.4.5 工作舱室的布置 52
5.4.6 梯道布置 53
5.4.7 LNG罐的布置 53
5.5 液舱的布置 55
5.5.1 燃油舱的布置 55
5.5.2 压载水舱的布置 55
5.5.3 淡水舱及污水舱的布置 55
5.6 其它舱室的布置 55
5.6.1 机舱的布置 55
5.6.2 其它舱室布置 55
5.7 舾装设备布置 56
5.7.1 锚泊及系泊设备 56
5.7.2 信号设备 56
5.7.3 消防设备 57
5.7.4 救生设备 57
第六章 螺旋桨设计 59
6.1 设计思路 59
6.2 基本设计参数的选取 59
6.2.1 螺旋桨的数目 59
6.2.2 螺旋桨叶数 59
6.2.3 设计图谱的选择 59
6.3 已知条件 59
6.3.1 船型参数 59
6.3.2 主机参数 60
6.3.3 推进因子 60
6.3.4 有效功率曲线 60
6.4 MAU图谱设计 61
6.4.1 初步设计 61
6.4.2 终结设计 64
6.4.3 空泡校核 67
第七章 稳性计算 70
7.1 主要内容 70
7.2 舱容要素曲线 70
7.3 浮态调整 71
7.3.1 船舶典型载况 71
7.3.2 典型载况重量重心计算 72
7.3.3 初稳性计算 74
7.4 大倾角稳性 75
7.4.1 横摇角 75
7.4.2 进水角和极限静倾角 75
7.4.3 静稳性和动稳性计算 75
7.4.4 稳性曲线 78
7.4.5 各倾侧力臂计算 81
7.4.6 风压倾侧力臂计算 83
7.4.7 水流倾侧力臂计算 83
7.4.8 全速回航倾侧力臂 83
7.4.9 稳性衡准 83
第八章 干线校核 85
8.1 干舷要求 85
8.2 最小干舷计算 85
8.3 基本干舷 85
8.4 型深对干舷的修正 85
8.5 舷弧对干舷的修正 85
8.5.1 标准舷弧高度 86
8.5.2 舷弧修正值计算 86
8.6 舱口围板高度和舱室门槛高度对干舷的修正 87
8.7 干舷校核 87
第九章 吨位丈量 88
9.1 总吨位 88
9.1.1 量吨甲板以下所有围蔽处所的容积 88
9.1.2 量吨甲板以上所有围蔽处所的容积 88
9.1.3 量吨甲板以上应计入的固定载客开敞处所的容积 89
9.1.4 量吨甲板以上应计入的固定载货开敞处所的容积 89
9.1.5 小结 89
9.2 净吨位 90
第十章 总结 91
参考文献 92
致谢 94
第一章 绪论
1.1 研究目的及意义
1.1.1 设计的意义
由于诸多因素，传统水运一直被划分为内河与海洋两个独立的部分，货物进出内陆通常要通过不厌其烦地转运，这种运输方式环节较多、周期较长、货损较大、成本也较高。而江海联运则可以完美的实现内河到海上的连续运输，体现出了许多的优越性。一方面，它大大减少了运输的环节、转船的次数等，同时也缩短运输周期；另一方面，它还可以节省重复多次的卸货、载货、大大节省了人力和物力，从而降低了运输成本，同时也能降低货物在运输过程中的损失，同时也可以降低对环境造成的污染。
江海联运方式主要有两种，一种是江船转海船的传统运输方式，另一种是新型的江海直达运输方式。根据设计任务书的指引，所设计船舶属于江船转海船的传统运输方式，且主要航区为汉江及江汉运河的江段运输。
