无压载水舱船舶的研究及发展

《无压载水舱船舶的研究及发展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、大连理工大学《船舶与海洋结构物先进设计技术》学院（系）：运载工程与力学学部专业：船舶海洋结构物设计制造学zl-:姓名：宋阴学号：21308037DalianUniversityofTechnology无压载水舱船舶的研究与发展船舶运输是全球物流链屮重要的一•环，人多数货物都是经过船舶转运的。现今的商船一般在底部均建有压载水舱，在空船航行的起航港将水舱装满海水，以保持船舶途屮的航行平衡；抵达目的港装载货物时，再将水舱的水排出。这种传统概念的压载水舱有2大缺陷：空船航行因水箱装满海水而加人重最，使船舶汕耗增加；水舱装载的海水排放出去，造成海洋污染。全球每年的压载水大约有100亿吨左右

2、。国际航行船舶压载水排放引发了外来生物入侵，被全球环保基金组织(GEF)列为海洋的四大危害Z-o目前对船舶压载水的处理方法有四种：压载水交换；不排放或最小量的排放压载水；向接收装置排放：应急和新的技术和处理。其次，采用新技术的压载水船舶处理系统也逐渐装船使用，进行压载水的无害化处理。目前世界范围内己经得到型式认可的压载水管理系统一共有4个，包括瑞典的PureBallast压载水管理系统和德国的SEDNA系统,美国NEI的压载水管理系统以及由韩国Techcross有限公司研发的Electro-CleenTM压载水管理系统。但这些压载水处理系统的使用存在一些问题：压载水处理系统的处理

3、能力侑限，有时不能及时处理全部的压载水；现在的处理系统对压载水的洁净度要求较高，对含泥沙量大、固体杂质多的压载水的处理显得力不从心，处理效果和处理能力显著下降；处理系统工作的稳定性还要经受更多的考验；压载水处理系统大多釆取物理和化学处理方式相结合的办法，容易在杀死压载水中生物的同时带来二次污染。船舶压载水是为了保证船舶航行吋稳定性而釆取的-•种手段，虽说这是必须的，但所带来的危害却也是巨人的，除了给海洋环境带来污染外，还会耗费人最的人力、物力。如何在不使用压载水的情况下确保船舶航行时的稳定性，这一课题无疑成为了各方研究人员现阶段的重点目标。就目前而言，较为人们所知的无压载水船舶理

4、念有三种，分别为美国密西根人学研发设计的贯通流系统船体(Through・FlowSystemHull)、日本造船研究中心(SRC)提出的无压载水船舶(NOBS)理念、荷兰代尔夫特大学试造的单一结构船体(Monomaran)。其屮，H本和荷兰的无压载水理念较相近，均是以改变船体浮性以达到无压载水目的。常疑給体日本N06S商兰-单一结构籍阳2:伶优吧体・NOBS船体体比较用贯通流系统船体美国贯通流系统船体可谓是目前各类无压载水船舶设计中最存创意的一•种，最早由密歇根大学于2001年提出其概念设计，并于2004年中请了专利，其实验假想对彖为远洋散货船。该项口的经费由美国大湖海事硏究所提

5、供，其口标就是既可阻止压载水中的非本土生物入侵又无需使用昂贵的杀菌设备。严格来讲，该型设计并不是“纯”无压载水船舶，而是采用“活水”以达到压载1=1的。具体来讲，就是在其水线下拥有一个由人型管道组成的管路网络，海水从船首进入，船尾排出，并形成稳定的流场。从某种意义上來说，这种船舶更像潜艇，部分船体是开放的，流动缓慢的海水始终充满了整个船底部以取代压载水的作用。由于采用的始终是当地海域的海水，因此不会造成外来物种入侵这一情况，从而满足IMO的相关规定。从结构上来讲,为了在稳定性、安全性、装载屋等方面同于典型远洋散货船，该型设计在船体结构方面需做出不少改变，如为了能布置足够的压载水管

6、路，内底就需要有所增高，如此一来，为了确保足够的装载最，船深必然也随之加人，见图4。因此，该型设计并不适合于旧船改造，而只适合于新船建造。主要性能参数为，水线长195.5X;最大船宽23.76米；至主甲板深16米，满载吃水10.7米；方形系数0.841米。成木方面，从最新的船模试验结果及计算机模拟试验来看，以1艘灵便型散货船为例，由于贯通流系统船体所用钢材稍多，因此船体建造成本也将有所上升，另外新系统屮管路、水闸等费用也将另计。不过由于传统压载系统和压载水处理系统将不再需要，因此总的來看成本将有所下降。贯通流系统船体示意图贯通流系统船体的最大缺点是增加了船舶航行中的阻力，进血降低

7、了船舶的动力效率。不过山于从船尾排出的水使进入螺旋桨的水流变得更平滑，从而可提高一些推进效率，但从最新的模拟试验结杲来看，效果并不明显。如假设该船运载谷物类货物往返美国五大湖至欧洲鹿特丹，船舶动力方而与灵便型散货船相比，需求降低保守估计为1.6%,回可节省燃汕费用约3.9万美元/年。另外，由于无需进行压载水处理，该方面的费用可节省约7.8万美元/年。总体来看，货物运输成本每吨可减少约1美元，经济性稍好。报道称，美国圣劳伦斯运河开发公司已在2008年3刀开始履行压载水管理方面的新规