一种长江干线节能船体型线和集装箱船的制作方法

技术领域

本发明涉及一种长江干线过闸标准船型，特别是一种主尺度符合长江干线过闸船舶尺度标准的长江水系集—18、长江水系集—19船舶尺度的集装箱船，也可以是货船。

背景技术：

现阶段，长江三峡船闸通航压力突显，根据报道，三峡船闸目前除闸次指标未达到设计指标外，船闸调度运行继续挖潜空间已经十分有限。国家拟开辟三峡枢纽新通道，但是其建设周期将至少还有10年以上很长的路要走，而现有船型装载量的提高有利于减轻三峡船闸通航的压力。

节能减排的环境压力已经越来越大，国家鼓励船舶采用清洁能源的政策正陆续出台，船舶使用LNG燃料动力，已经在实船应用成功，但现阶段通过三峡船闸的船舶使用LNG尚未开放，据悉主要原因是LNG动力船通过三峡船闸的风险尚未被主管部门评估批准。如何解决LNG动力船舶安全通过三峡船闸，需要提供一种LNG储存位置为本质安全型的解决方案,并合理解决LNG储罐和集装箱占用容积的矛盾。

船舶型线优化，节能措施的利用是船舶行业努力挖潜的方向，传统船型按惯例设计，由于尾机型的机舱布置在尾部一般轴系较短又要考虑齿轮箱、主机位的布置地位，很难将双尾的型线设计得理想的顺畅，螺旋桨来流不能达到最佳状态。推进效率有待提高,需要对型线进行优化，因此将齿轮箱、主机位前移来增加轴系长度，有利于双尾型线较传统船型作进一步的优化。

长江干线传统船型的尾部隧道双尾之间型线根据行业内经验是将型线处理成向内凹，将双尾之间隧道设计成向外凸，纵向和横向均为下凸弧形，通过“川江载货汽车滚装船”在华中科技大学船舶与海洋工程学院船模拖曳水池的模型实验的结论显示，其航速预报经“CCS”前期评估达到绿色滚装船高能效船舶标准，证明这种型线适用于除滚装船之外的集装箱船,也适于货船。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种通过三峡船闸的长江干线节能船体型线和集装箱船，也适用于散货船，使装载量得到大幅度提高，节能减排效果明显。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种长江干线节能船体型线，船体型线是指船体甲板以下，所述船体型线由首部、中横、尾部三部分组成，尾部为W形流线型剖面,在所述尾部二则各在所述尾部双尾之间设有一个下凸弧形隧道下凸弧形隧道，下凸型弧形隧道之间纵向和横向型线均向外凸，所述下凸型弧形隧道采用浅涡型过渡与双尾连接，螺旋桨与所述凸弧形隧道两侧的双尾设有转动轴连接；

船首为大方形系数肥大型首，船首通过中横与尾部流线型连接。

优选的，在所述尾部W形流线型剖面中间设有一个下凸弧形隧道。

优选的，船体型线总长110m、宽16.2-17.2m、型深6-7.2m。

优选的，集装箱船的机舱设置距尾封板最短距离的专用出入口，首部设置船首最短距离的升高甲板。

优选的，甲板室顶蓬为集装箱平台。

优选的，首部上层建筑的迎风面为大圆弧流线型。

优选的，船杆及舵套管凸出船体以下设有导流罩。

优选的，机舱上方设有平台甲板,将机舱分为上部空间、下部空间， 上部空间设有LNG储罐专用舱、下部空间设有船舶驱动设备。

优选的，从主甲板通向以上各层甲板的梯道为每层甲板之间设置换步台。

本发明的优点是，

1、首部大方形系数与尾部W形流线型剖面相配合，使船体浮心前移，货舱长度增大，能够为最大化利用舱容提供了船体布置条件。

2、瘦削的双尾型线（指尾部W形流线型剖面）的优点在于可以使螺旋桨来流更为流畅，有利于提高推进效率，但是瘦削又给船体结构的长度和施工工艺带来不利影响，因此需要开发一种即满足优化型线要求，又不使船体结构强度减弱，尾管安装工艺又更为简单、经济的尾管与船体连接方法，这种安装方法有显著的应用前景。

3、《长江水的过闸集装箱船标准系列》之长江水系集—18长110m，船宽16.2m，现有船要装箱均在325TEU以下。本发明通过采取对货舱长度、首尾上层建筑缩短等优化措施，可以达到5列5层16排，装箱量达到361箱，增加36箱。较现在船型装箱量提高了11%；长江水系集—19总长110m，船宽17.2m,现有船型装箱量在363TEU以下，本发明通过对货舱长度、首尾上层建筑和总体的设计优化，可以达到5列6层（或者是5层高箱）16排，装箱量达到436TEU，增加73TEU，较现有船型装箱量提高20%。

4、在机舱上方设置平台甲板，利用本发明足够的型深，在平台甲板的平面设置LNG储罐专用舱和LNG系统专用舱，为LNG储罐占用空间和集装箱需要容积的矛盾提供了一种巧妙的解决方案。

5、机舱前壁距尾封板距离大于19米，由于机舱前壁距尾封板有较长距离，可以将主机和齿轮箱位较传统船型前移，这样可以将双尾型线设计成流线窄型，出流角度较小使型线更为流畅，可以使螺旋桨来流更为充分，有利于提高螺旋桨推进效率。

6、尾部设置较短的升高甲板，其上设置锚泊平台和利用甲板室顶蓬甲板作集装箱平台甲板。

7、本发明足够长的货舱也可以装载其他干散货品，使货舱甲板载荷更加均衡，便于货物重心纵向位置的调节，利于调节各种装载状态的浮态正浮。

8、首部上层建筑设计成大弧线的流线型，用以减小集装箱大的受风面积在迎风航行时带来的空气阻力。

9、 从主甲板通向各层甲板的梯道采用在各层。甲板之间设置换步台，各层甲板之间的梯道相互贯通，梯道上下层相互重叠，用以节约利用有限的甲板面积。

10、节能装置的应用，根据相关试验和研究成果，下述节能装置效果明显，投资又小,综合节能效果约为12%：

（1）尾部W形流线型剖面与高效螺旋桨相配合，节能6%；

（2）螺旋桨加装节能效涡鳍，节能3%

（3）舵叶加装节能舱球，节能1.5%

（4）舵杆.舵套管凸出船体部分加装导流罩，节能1.5%。

附图说明

图1为本发明主视图。

图2为本发明俯视图。

图3为本发明装载集中箱主视图。

图4为本发明装载集中箱俯视图。

图5为船体尾部横剖型线图

图6为船体尾部纵剖型线图。

图7为船体尾部水线面型线图。

图8为图1中P点放大图。

如图中，首部1、中横2、尾部3、下凸弧形隧道4、平台甲板5、LNG储罐专用舱6、船舶驱动设备7。

具体实施方式

如图1、2中，一种长江干线节能船体型线，船体型线是指船体甲板以下，优选的船体型线总长110m、宽16.2-17.2m、型深6-7.2m，所述船体型线由首部1、中横2、尾部3三部分组成，尾部3为W形流线型剖面,在所述尾部二则各在所述尾部双尾之间设有一个下凸弧形隧道下凸弧形隧道4（如图5、6、7），下凸型弧形隧道4之间纵向和横向型线均向外凸，所述下凸型弧形隧道4采用浅涡型过渡与双尾连接，螺旋桨与所述凸弧形隧道4两侧的双尾设有转动轴连接；

船首1为大方形系数肥大型首，船首1通过中横2与尾部3流线型连接，船体中部是大舯横剖面系数型线，舭部半径取较小值，具有较长的平行中体，首部是大方形系数型线，满载水线延伸至总长首端点，这种型线较传统船型排水量有较大提高，达到增加载货量和改善稳性的目的。

尾部型线为尾机型双V型尾（W形流线型剖面）优点在于：从船中过渡至尾轴出口处的型线整体过渡流畅，船侧和下凸弧线隧道流向螺旋桨的水流充分，可以避免水流流向螺旋桨产生不利干扰，同时在机舱段由于没有突凸、突凹的形状，更利于机舱布置和结构优化，能够在齿轮箱和主机安装位置给出优于如涡尾，双尾鳍、外八字双尾等尾部型线。船尾机舱布置较传统船型前移，利于布置较长轴系，较长轴系可以将双V型尾从船中舷侧尾轴出口处的水线生成得更加光顺，可以避免因为轴系较短而又要布置安装得下齿轮箱和主机形成的型线凸肩。

如图1、2中，一种长江水系集—18、长江水系集—19通过三峡船闸的节能标准船型体型线和集装箱船型，包括船体型线和总体布置，优选的船舶主尺度长江水系集—18为总长110米，船宽16.2米，型深5.6米至6.6米；长江水系集—19总长110米，船宽17.2米，型深5.6米至6.6米。

为长江水系集—19装载六层集装箱（或5层高柜集装箱）具有足够的排水量和稳性储备。中部和首部大方形系数的型线使船体浮心前移，能够最大化利用舱容，利于集装箱装箱布置。

如图6中，机舱上方设有平台甲板5,将机舱分为上部空间、下部空间， 上部空间设有LNG储罐专用舱6、下部空间设有船舶驱动设备7，机舱对应的主甲板设置两排集装箱装载平台，这样的布置合理的利用了甲板长度，使装箱量增加的同时，又解决了LNG储罐放置在传统船型上布置难的难题。

在距尾部封板向首较短距离设置机舱出入口，首部设置最短距离的升高甲板，较传统船型有较大幅度的减小,这样的布置具有最长货舱长度，实现了长江水系集—18、长江水系集—19装箱在货舱内达到16排，较传统船型15排增加一排，而且又适于装载长箱;提高了装箱量。

本长江水系集—18、长江水系集—19满足装载集装箱要求的强度和稳性，其结构亦按装载普通干散货物强度要求设计，适装普通干散货物（含铁矿石），二者不混装，适应范围广泛。

图3、4是该船装载集装箱示意图。