Проектирование судового контейнеровоза

Размещено на http://www.allbest.ru/

Нижегородский Государственный Технический Университет им. Р.Е. Алексеева

Факультет Морской и Авиационной техники

Кафедра: Кораблестроение и авиационная техника

Реферат

по дисциплине: Основы кораблестроения

на тему: Проектирование судового контейнеровоза

Выполнил:

Лукин С.Е.

Проверил:

Зуев В.А.

Нижний Новгород

1. Общие сведения о судах контейнеровозах и тенденции их развития

Особенности конструкции контейнеровозов.

По своей конструкции трюмы контейнеровоза имеют вертикальные направляющие (cell guides) для установки и крепления контейнеров. Общий коэффициент раскрытия палуб составляет 80-85%, что достигается за счет устройства парных или тройных крышек люков по ширине. Крышки трюмов понтонного типа позволяют удобно размещать контейнеры на палубе. Отсутствие грузового устройства и сдвинутая надстройка высвобождают всю палубу для размещения контейнеров. В последние годы на ряде судов при размещении контейнеров на палубе в 4-5 ярусов по высоте между рядами контейнеров делаются опорные стойки, предназначенные для крепления контейнеров, что придает большую устойчивость всему штабелю палубных контейнеров. Для защиты палубных контейнеров от воздействия морской волны на судах, где высота надводного борта не превышает 8 м. делается удлиненный полубак или специальный отбойный козырек. С точки зрения обеспечения безопасности мореплавания наиболее сложной проблемой для контейнеровозов является обеспечение соответствующей устойчивости судна при различных вариантах загрузки.

Общие сведения о контейнеровозах.

В группу специализированных судов входят контейнеровозы - специализированные сухогрузные суда, предназначенные для перевозки груза в контейнерах, стандартных емкостях многоразового использования. Масса контейнеров с грузом составляет 10-40 т.

Примерно 30% контейнеров от общего их количества перевозятся на крышках грузовых люков в несколько ярусов, они фиксируются с помощью палубных креплений.

Поэтому остойчивость судна и прочность верхней палубы рассчитываются из условий перевозки на люках нескольких ярусов груженых контейнеров.

Современные контейнеровозы.

На октябрь 2013 года самым большим контейнеровозом по тоннажу в мире считается контейнеровоз "M?rsk Mc-Kinney Moller", первый из серии, способный перевозить 18238TEU.

Список 5 контейнеровозов, которые являются самыми большими в составе флотов 3 крупнейших контейнерных линий:

1. «M?rsk Mc-Kinney Moller» Самый большой (по регистровому тоннажу) на данный момент контейнеровоз принадлежит Maersk Line;

2. «CMA CGM Marco Polo». Судно компании CMA-CGM способный перевозить до 16888TEU;

3. «Emma Maersk» занимает третью строчку рейтинга регистровой вместимостью 15500TEU;

4. «MSC Kalina» Вместимость контейнеровоза компании MSC составляет 14862TEU.

В текущей эксплуатации у всех транспортных компании мира находятся более 180 судов от 11000TEU до 13500TEU.

Перспективы развития контейнерного флота.

Начало проектирования судов ULCS было положено Регистром Ллойда совместно с компанией Ocean Shipping Consultants Ltd. в 1999 году. В сентябре 2005 г., новый проект судна вместимостью 13000 TEU был представлен регистром Germanischer Lloyd и корейскими верфями Hyundai Heavy Industries (HHI).

Конструктивными особенностями являлось наличие двух главных двигателей и двух гребных винтов.

Судно длиной 382 м., шириной 54,2 м., и осадкой 13,5 м. 6230 контейнеров в трюмах и 7210 на палубе. Два главных двигателя по 45000 kw, проектная скорость судна 25,5 узлов.

Исследования показывают, что в ближайшие 10 лет вместимость судов типа ULCS может достигнуть 18000 TEU, суда таких размеров будут иметь ширину около 60 метров и осадку до 21 м.

В настоящее время такие контейнеровозы не смогли бы пройти Суэцкий канал в ввиду больших измерений. По последним публикациям Maersk разместила заказ на корейских верфях Daewoo Industriez на постройку 20 судов вместимостью 18000 TEU, так называемый Triple-E vessels class Приемка первого намечена на август 2013 года.

В ближайшие несколько лет, на период с 2010 по 2014 года, ожидается вхождении в сервис 88 контейнеровозов E-class, что по прогнозам экспертов кардинальным образом изменит линейку использования судов на азиатско-европейских сервисах, переключив флот судов 6000-10000TEU, на порты США, которые в данный момент не способны принять судно более 9600TEU.

На период 2011-2014 года, ожидаемый лист на ввод в сервис контейнеровозов более 13000TEU выглядит следующим образом:

1. MSC - 23 судов, период ввода в сервис 2010-2011 года;

2. COSCOn - 18 судов, период ввода в сервис 2011-2013 года;

3. Hanjin - 9 судов, период ввода в сервис 2012 год;

4. Maersk Line - 9 судов, период ввода в сервис 2012-2013 года;

5. UASC - 9 судов, период ввода в сервис 2013-2014 года;

6. CSCL - 8 судов, период ввода в сервис 2012-2013 года;

7. HMM - 5 судов, период ввода в сервис 2012 год;

8. CMA CGM - 5 судов, период ввода в сервис 2011 год.

Крупнейшие контейнерные операторы.

1. A.P. Moller-Maersk Group Maersk Line - Дания;

2. MSC - Mediterranean Shipping Company S.A. - США;

3. CMA CGM - Compagnie Generale Maritime (CGM) and Compagnie Maritimed'Affretement (CMA);

4. COSCO - China Ocean Shipping Company;

5. CSCL - China Shipping Container Lines Co., Ltd;

6. HAPAG LLOYD;

7. Neptune Orient Lines (NOL Group)/APL;

8. HMM - Hyindai Merchant Marine;

9. HANJIN - Hanjin Container Logistic;

10. UASC - United Arabian Shipping Company.

2. Сведения и характеристики перевозимых грузов (контейнеры)

Рассматриваемое судно предназначено для перевозки контейнеров c размерами 6,06 * 2,44 * 2,44 м.

Мmax = 21 т.

Относится к классу специализированных судов для перевозки генеральных грузов.

Контейнер представляет собой прочную защитную оболочку в виде закрывающегося водонепроницаемого ящика для генеральных грузов, размещенных внутри его, и является крупной стандартной грузовой единицей (рисунок 1).

Рисунок 1. - Внешний вид контейнеровозов:

Между собой по длине, ширине и высоте контейнеры можно соединять специальными фитингами (рисунок 2) и устанавливать их на специальные опоры (рисунок 3).

Рисунок 2. - Соединительные устройства для крепления контейнеров между собой при отсутствии направляющих:

Рисунок 3. - Поперечное сечение контейнеровоза и схема расположения и крепления контейнеров на палубе, на втором дне и между собой:

Индексы соединительных устройств соответствуют рисунку 2. В верхней части рисунка. Отдельно показана схема крепления верхнего ряда контейнеров на верхней палубе. Контейнеры погружают и выгружают специальными захватами (спредерами) портальных кранов, которые входят в отверстия на углах контейнеров. Контейнер поднимают с площадки порта или с железнодорожной платформы и устанавливают на судно.

Все контейнеры закрыты, запломбированы, и на пути к потребителю их содержимое никогда не перегружается.

Ускорение грузовых операций на контейнерных судах приводит к резкому сокращению стояночного времени в портах.

Контейнеризация создает предпосылки стандартизации конструктивных типов судов, отдельных конструкций, портового оборудования, складских помещений, транспортных средств, а также тары и методов упаковки грузов в контейнерах.

Все это повышает рентабельность флота. В современной практике встречаются несколько типов контейнеровозов:

- контейнеровозы с высоким надводным бортом, у которых все контейнеры размещены только внутри судна;

- контейнеровозы со специальным оборудованием для размещения контейнеров во всех трюмах и на верхней палубе;

- комбинированные контейнеровозы, на которых часть трюмов занята массовыми грузами.

Грузовые операции на контейнеровозах обычно производят с помощью береговых кранов, однако встречаются суда, имеющие на борту мощные краны. Конструктивные особенности контейнеровозов связаны с условиями перевозки грузов и ускорением грузовых операций.

Для этого прежде всего необходимо иметь полное раскрытие палубы, минимальные под палубные карманы, и специальные направляющие каркасы в трюмах.

Ширина люков обычно составляет 80-85% ширины судна. Контейнеровозы всегда однопалубные, а комбинированные контейнеровозы - двухпалубные.

На контейнеровозах могут быть одиночные, сдвоенные и строенные люки. Устройство сдвоенных и строенных люков позволяет уменьшить размеры отдельных люковых крышек и общую массу закрытий. При сдвоенных и строенных люках появляется несколько рядов продольных комингсов, которые делают непрерывными, они опираются на пиллерсы и используются как прочные продольные связи. Для увеличения степени участия в общем продольном изгибе целесообразно, чтобы крайние продольные комингсы являлись продолжением двойных бортов или под палубных коридоров (см. рисунок 3).

Промежуточные непрерывные продольные комингсы в трюмах надежно опирались на систему направляющих для контейнеров и поперечные переборки.

Отношения главных измерений контейнеровозов несколько отличаются от аналогичных характеристик обычных сухогрузных судов и танкеров. Например, отношение ширины к осадке, большее, чем у других типов судов, обеспечивает достаточную остойчивость при перевозке большого числа контейнеров на палубе. Отношение высоты борта к осадке также берут большим с целью уменьшения заполнения верхней палубы, где размещены контейнеры.

Для защиты контейнеров при движении судна против волны целесообразно иметь достаточно высокий бак с развалом и высокий волноотбойник (рисунок 4). Верхняя палуба не должна иметь погиби, так как наличие их затруднит установку контейнеров.

Рисунок 4. - Волноотбойник на баке контейнеровоза:

Прочность международных контейнеров допускает их установку по высоте в шесть ярусов. В настоящее время контейнеры в трюме обычно устанавливают в пять-шесть ярусов, а на палубе в три-четыре яруса (см. рисунок 3).

Люковые крышки верхней палубы контейнеровозов должны быть рассчитаны на сосредоточенные нагрузки, действующие по углам контейнеров.

Для увеличения грузоподъемности контейнеровозов целесообразно одновременно с контейнерами перевозить в междудонных и междубортных отсеках вино, пищевые масла, патоку и т. п.

Жилые надстройки и ходовая рубка контейнеровозов образуют одну общую надстройку. Однако есть контейнеровозы, имеющие надстройку с ходовым мостиком в кормовой части бака (см. рисунок 1).

Такая надстройка хорошо защищает контейнеры, но располагается в районе действия больших динамических усилий, что затрудняет работу навигационной аппаратуры.

Усилия от контейнеров во время качки через стержни направляющего каркаса передаются на борта и поперечные переборки в виде сосредоточенных усилий.

Жесткость каркаса можно увеличить установкой диагональных раскосов (рисунок 5).

Обеспечение местной прочности и жесткости бортовых перекрытий контейнеровозов, осложняемое большой податливостью верхней их кромки у палубы, ослабленной большими люками, достигается путем установки рамных поперечных коробчатых конструкций между люками и посередине люков. Стержни направляющего каркаса образуют ячеистую рамную конструкцию, и их выполняют из равнобоких угольников от 100 * 100 * 10 - 16 мм., и до 150 * 150 - 16 мм.

Рисунок 5. - Направляющий каркас повышенной жесткости в трюме контейнеровоза:

Стержни доводят до настила второго дна, который в этих местах подкрепляется снизу днищевыми стрингерами с поперечными брикетами, а сверху на настил под стойки привариваются короткие квадратные накладки.

Минимальный зазор между контейнерами направляющими определяется необходимостью подъема и установки контейнеров при крене до 5°, максимальный зазор - необходимостью совпадения угловых конструкций при установке контейнеров один на другой. Обычно зазор по концам контейнеров составляет около 19 мм., а сбоку - 12 мм. на каждую сторону. Для удобства заводки контейнеров в направляющие у самого верха решетки делают раструбы длиной 200 мм. и шириной 150 мм.

Люковые крышки контейнеровозов во время грузовых операций кранами можно убирать на берег. Они рассчитываются на сосредоточенные усилия, передаваемые по углам контейнеров. Обычно их приходится делать в виде рамных конструкций. Масса отдельных секций крышек не должна превышать максимальной массы контейнера, перевозимого на данном судне, а размеры их согласуются с размерами стандартного контейнера, для того чтобы можно было снимать и устанавливать их с помощью той же рамы (спредера), которая используется для контейнеров. В настоящее время предпочтение отдается контейнеровозам без грузовых устройств на борту. Это улучшает остойчивость судов, снижает стоимость их постройки и количество необходимого балласта.

3. Особенности водного пути

Рисунок 6. - Район эксплуатации проектируемого судна:

Линия Владивосток - порты Юго-Восточной Азии. Удачное расположение Владивостокского морского торгового порта в Азиатско-тихоокеанском регионе обуславливает географию грузопотоков порта. Основные направления перевалки грузов, осуществляются в Южную Корею, Японию, Китай и Тайвань, Таиланд и Вьетнам. Поскольку судно имеет 1 ограниченный район плавания оно может эксплуатироваться в морских районах на волнении с максимальной допустимой высотой волны 3% обеспеченности 8,5 м., с удалением от места убежища не более 200 миль и с допустимым расстоянием между местами убежища не более 400 миль.

Водный путь: 2-Владивосток, 3-Иокогама, 4-Пусан, 5-Шанхай, 6-Банкок.

Тихий океан - самый большой по площади и глубине океан на Земле, простирается приблизительно на 15,8 тысячи км. с севера на юг и на 19,5 тысяч км. с востока на запад.

Площадь с морями - 179,7 млн. км?, средняя глубина - 3984 м., объём воды - 723,7 млн. км? (без морей соответственно: 165,2 млн. км?, 4282 м. и 707,6 млн. км?). Наибольшая глубина Тихого океана (и всего Мирового океана) - 10 994 м. (в Марианском жёлобе). Лёд на юге Тихого океана образуется в антарктических районах, а на севере - только в Беринговом, Охотском и частично в Японском морях.

Корейский пролив - пролив между Корейским полуостровом и островами Японского архипелага. Соединяет Японское и Восточно-Китайское моря. Длина пролива - 324 км., наименьшая ширина - 180 км., наименьшая глубина на фарватере - 73 м.

Южно - Китайское море.

Площадь - 3537289 км?, максимальная глубина - 5560 м., Температура воды на поверхности в феврале от 20°С на севере до 27°С на юге, в августе достигает 28-29°С по всей площади. Соленость воды - 32-34 ‰. Летом и осенью частые тайфуны. Приливы неправильные, суточные и полусуточные, до 4 м.

4. Характеристики судна-прототипа С-16 Контейнеровоз дедвейтом 4220 тонн

Таблица - Класс регистра: GL + 100A5, E1, G, MC, E1, AUT:

5. Архитектурно-конструктивный тип судна прототипа

Однопалубный одновинтовой теплоход с баком и ютом, наклонным форштевнем с машинным отделением и надстройкой в кормовой части. С пятью водонепроницаемыми переборками, выгораживающими ахтерпик и форпик, доходящими до главной палубы.

Размещение груза (контейнеров) происходит как в трюме, так и на палубе. В форпике установлено подруливающие устройство, для обеспечения управляемости судна на малых ходах.

Рисунок 7. - Общий вид судна-прототипа:

6. Анализ технического задания

Требование правил регистра предъявляемых проектируемому судну.

Класс судна - Ice 2 R1 AUT2.

КМ - судно самоходное - символ класса.

Ice2 - категория образующая группу судов неарктического плавания. Судно может эксплуатироваться в битом разреженном льду неарктических морей толщиной 35 см. контейнеровоз палубный морской

Одно деление на отсеки. Судно может оставаться на плаву при затоплении одного любого отсека.

AUT2 - автоматизированные с ДАУ, с постоянной вахтой в центральном посту управления и обслуживанием МО.

Заключение

Влияние условий эксплуатации на характеристики проектируемого судна. Проектируемое судно - контейнеровоз с размещением груза (контейнеров международного класса) в грузовых трюмах корпуса судна и на палубе, с двойным дном и двойными бортами в районе грузовых отсеков и машинного отделения, с одновальной дизель-редукторной силовой установкой. Габаритные размеры проектируемого судна не ограничены требованиями заданного района плавания.

Литература

1. В.А. Зуев, Н.В. Калинина, Ю.И. Рабазов «Выбор основных характеристик морских транспортных судов на начальной стадии проектирования». Нижний Новгород 2007 г.

2. Надточий Г.Л. «География морского судостроения». Москва 1985 г.

3. Логачев С.И. «Мировое судостроение». СПб 2007 г.

4. Правила классификации и постройки морских судов. Морской регистр судостроения. СПб 2008 г.

Размещено на Allbest.ru