20000DWT化学品船初步设计【开题报告】

开题报告
船舶与海洋工程
20000DWT化学品船初步设计
一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义
尽管化学品船属于世界船队中的小船种，但随着世界经济的发展，各国的出口产品正在从初级产品，逐步向工业制成品或高附加值产品转化。

化学品船作为一种要求严格的危险液货船，由于技术要求更加严格等因素，促进了化学品船需求量的增加。

通观化学品船的发展历史及对现状进行分析 ,化学品船发展趋势的主要特点有以下几点。

1、“两头大、中间小”的趋势越来越明显。

2万～3万吨级中型化学品船日渐萎缩 ,定单持续减少。

3万吨级以上化学品船不断增加 ,小型化学品船仍然占相当重要地位。

2、大型化问题。

虽然化学品船也表现出大型化的趋势 ,但并不明显 ,这主要是由于单一品种的化学品货物难以形成稳定的大批量 ,因而大型化学品船的大型化受到比较大的限制。

同时 ,小型化学品船的大型化使得1万到2万吨级船近几年比较兴旺。

3、货舱类型。

货舱类型由原来的普通钢板型到后来广泛使用防腐蚀涂层 ,再到现在越来越多地被使用不锈钢型货舱 ,以致于有些小型化学品船的货舱全部采用不锈钢。

另外 ,也有一些小型化学品船采用不锈钢包覆型货舱。

4、货舱材质。

目前 ,用于化学品船货舱围壁结构的钢板材料主要有 3 种 ,即普通碳钢加特殊涂层 ,整体式不锈钢 ,碳钢/不锈钢复合板。

普通碳钢加特殊涂层货舱的优点是可以显著地降低造价 ,且除少数与涂层不间容的化学品外 ,可装载的货品种类繁多;缺点是特殊涂层在营运中容易遇到损害 ,影响营运效益。

整体式不锈钢货舱的优点是载运货品种类广泛 ,且无特殊涂层可能在营运中遇到损害之忧 ,除少数与不锈钢不间容的化学品外 ,绝大多数化学品均可载运;缺点是对运输、仓储、焊接、加工以及生产管理等各环节均有严格要求 ,因此初始造价很高。

碳钢/不锈钢复合式货舱与整体式不锈钢货舱相比 ,优点是能降低造价 ,但施工工艺复杂 ,为此 ,复合板往往仅用于平直结构件区域。

在现有的化学品船船队中 ,采用特殊涂层货舱的化学品船 ,占化学品船总量的70 %以上 ,而且随着新的适应性更强的涂料投入使用之后 ,普通碳钢加特殊
涂层的货舱型式将更加占据主流位置。

5、货舱数量。

相对于油类货物来讲 ,化学品的产量和销量比较小 ,导致化学品运输批量不大。

为适应化学品种类繁多的特点 ,近期建造的大吨位化学品船 ,其货舱数多达 30～40 个 ,有的甚至达到 50 多个 ,从而增强了其运输的灵活性和承揽货运的能力。

另一方面 ,因其船体钢材用量和货舱设备数量增加 ,在减少相应载重量的同时 ,船舶造价也随之提高。

6、使用年限延长。

由于以美元/载重吨计 ,化学品船造价可为 VLCC的3～10倍 ,一船约为5～6 倍 ,因此船东们一直有延长化学品船使用年限的强烈要求。

7、成品油/化学品船。

由于化学品运费高于成品油 ,其运费又比较坚挺 ,因此许多船东在订造新一代成品油船时明确要求能装载IMO Ⅲ类化学品。

但它一般没有不锈钢型货舱 ,仅设涂层型货舱。

经过有关化学品船航运市场、船队状况及影响化学品船市场的因素等进行综合分析，可以认为，随着世界经济的进一步好转，世界化学品船市场将有所好转，新船需求量将进一步增大。

化学品船是一种设计建造难度大的高技术、高附加值船型,大型多功能化学品船的兴起更是近 20年的事情 ,其相关资料非常有限,通过多方努力收集到国外 400 多条化学品船资料,对化学品船的技术掌握已达到了一定的水准 ,但在化学品船的技术研究和开发方面仍需加强和提高。

因此船舶设计者必须持认真、慎重的态度。

要不断学习和创新，采用先进技术，吸取各种新的技术和科研成果，扩大知识面，提高自身艺术修养，推陈出新，才能设计出一艘好船。

而且船舶设计在造船过程中起着关键性的作用 ,当前有三项重要任务。

一是为当前船舶生产提供优质服务,既要提高设计质量 ,又要加快设计进度 ,搞好生产设计。

二是革新现有船型,在提高船的功能、方便维修保养等方面下功夫。

三是勇于承造高科技船舶和自主开发新船型。

在我国每年都会有很多的化学品船进行建造，在这些船舶中真正具有中国自主知识产权的船舶的比例很小，而且国产船舶和国外的进口的化学品船的差距较大。

这就要求我国加大这方面的投入力度建造出具有中国特色的化学品船。

同时对船舶设备的国产化上也要下一定的功夫，中国的造船和外国先进水平的巨大差距更多的体现在船舶的设备上国产水平低上。

因此我国的船舶设计人员应该自立于开发出化学品船。

初步设计是船舶设计的第一阶段，在这个阶段要决定船舶的总体布局和总体性能，是绝对不能出大问题的。

如果这一阶段设计质量没有保证，后果是不堪设想的。

设计人
员必须兢兢业业地搞好工作，切不可粗心大意。

具体来讲，基本设计的质量体现在合同保证条款中，即船的载重量、航速、油耗等;以及船的总体性能如:稳性、抗沉性、强度、刚度、震动、噪声、船容、适居性、适航性等;各种设备的选型及容量大小的决定;各种舱室的合理布置等等。

还要为下阶段的设计以及建造、交船打下良好的基础。

由于船舶是复杂的工程建筑物，在同一空间布置了很多设备，牵涉到许多专业，为了避免矛盾，必须协调各个专业。

总布置图、各分布置图都需经有关专业进行协调。

一是协调同一区域内各专业的划分，二是协调各区域之间的联系，只有加强协调才能避免矛盾，避免返工。

总体专业的主要工作是进行性能计算，重点在各种装载情况的纵倾和稳性计算。

首先需要空船重量重心计算。

技术设计阶段的重量计算与基本设计阶段不同，它是在各种专业设计图纸基础上汇总精确计算的结果。

对设计人员来说，搜集资料是一项基本工作，也是你设计质量保证的一个重要方面。

资料搜集之后，更重要的是要对资料进行加工，做成一系列有用的公式、图表，这对你今后工作会有更大帮助。

有时候你设计的船型找不到相近的型船，但如你有同类型的船的数据，你就可以从同类船的数据中得出你所需要的数据来。

在统计数据分析基础上得出的结果比较可靠，不会犯大的错误，比只用母型船得到的更为可靠。

另外，船舶航行性能优良与否 ,很大程度上取决于其线型 ,因而船体线型设计就成为船舶设计的关键环节但是 ,现有的手工线型设计方法 ,无论是改进母型 ,还是自行绘制 ,都需要付出大量繁琐的手工劳动 ,且设计周期长 ,线型的精度也常常人为地受到影响用计算机模拟线型设计 ,减轻手工劳动 ,加快设计速度 ,无疑是非常有意义的本文充分考虑计算机辅助设计的特点 ,对线型设计的手工实施过程作了适当改进 ,成功地而且很方便地模拟了实际设计过程在数值方法方面 ,本文的工作可归结为三类问题型值点单相光顺处理问题某类型线的插值拟合问题以及横剖线、水线、纵剖线的光顺协调三相光顺问题关于这三类问题。

在这次的毕业设计中我所设计的是20000DWT化学品船。

我希望通过这次的设计对化学品船的设计和运用上有一个比较整体的认识，并且通过分析、研究、计算、绘图等工作，从选择船舶的主要参数、确定船体型线、动力装置，估算和计算各项性能。

在该船设计过程中,结合了化学品船本身的特点,在设计的各阶段尽量在满足规范,相关法则及任务书要求的基础上,注重了船体结构,空间,性能间的相互关系,在有限的空间尽量作出合理布局，对局部结构设置进行了创新，尽量把化学品船的性能优势发挥到比较高的水平上来。

在本次的船舶设计中要满足的基本要求主要是：1.适用、经济。

保证新船的适用
性是设计中处理各种矛盾时首先要考虑的因素。

提高船舶的经济性是设计工作的重要目标。

2.安全、可靠。

安全性是船舶的一项基本质量指标。

船舶设计者必须严格遵守法规和规范的规定，满足法规和规范的要求，这是保证船舶安全的最基本的措施。

3.先进、美观。

采用先进技术和装备可以改善性能，提高船舶质量和经济效益。

设计工作者要不断学习和创新，吸取各种新的技术和科研成果，扩大知识面，提高自身的艺术修养，推陈出新，才能设计出一艘好船。

二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：
对化学品船主要要素的决定、总布置、主机选型、船体型线、主要性能等方面进行细致的工作，通过计算、绘图。

必要的的模型试验及分析论证等技术手段，得出决定全船技术形态的方案，并且在船体基本结构，主要舾装设备、机舱布置、电力负荷等方面开展初步设计。

主要解决的问题的是基于任务书的要求，从总体、性能和结构三部分着手进行设计，其中包括对主尺度的确定，总布置设计，总体性能计算和结构构件布置和构件尺寸的计算
三、研究步骤、方法及措施：
先选择船舶的主要参数、确定船体型线、动力装置进行总体设计，得到总布置图、型线图、中剖面结构图等相关技术文件，然后估算和计算各项性能。

四、参考文献
[1] 中国船级社，《钢质海船入级规范》（2006）；
[2] 应业炬编著，《船舶快速性》，人民交通出版社,2007年7月；
[3] 吴仁员、谢祚水、李治彬合编，《船舶结构》（第三版），国防工业出版社；
[4] 王世连、刘寅东主编，《船舶设计原理》，大连理工大学出版社第2版，大连，
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[5] 蔡岭梅、王行权、杨万柏主编，《船舶静力学》，人民交通出版社，第一版，北
京，1995年11月；。