第13讲 水运设备

第13讲水路运输设备主要讲授内容1、船舶的类型；2、船舶的主要性能和技术参数；3、提高船舶装载能力的基本途径。水路运输（waterwaytransport）：使用船舶(或其它水运工具)，在江、河、湖、海等水域运送货物的一种运输方式。引导案例据我国《2006水运行业发展统计公报》显示，2006年，全社会完成水路货运量24.87亿吨、货物周转量55485.75亿吨公里，水路货运量、货物周转量在综合运输中所占比重分别为12.0%和62.0%。其中，远洋运输完成货运量5.44亿吨、货物周转量42577.30亿吨公里，分别占全社会水路货运量、货物周转量的21.9%和76.7%。引导案例至2006年底，全国拥有水上运输船舶19.44万艘，净载重量11025.71万吨，比上年末增加847.06万吨；平均净载重量567.28吨，比上年末增加76.26吨；集装箱箱位92.79万TEU，比上年末增加12.06万TEU；船舶功率3906.84万千瓦，比上年末增加266.91万千瓦。水上运输船舶中，集装箱船2014艘，集装箱箱位84.86万TEU，分别比上年增加15艘和9.55万TEU。2006年水路集装箱运输量持续快速增长。全社会水路运输集装箱2329.74万TEU、货运量25774.68万吨，分别比上年增长20.1%和17.2%。其中远洋运输集装箱1502.44万TEU、货运量15300.30万吨，分别比上年增长7.6%和1.7%。1船舶的概念船舶船舶是指能航行或停泊于水域进行运输或作业工具，按不同的使用要求具有不同的技术性能、装备和结构型式。船舶的分类船舶的技术性能参数2货运船舶的类型（1）干散货船（2）杂货船（3）冷藏船（4）木材船（5）原油船（6）成品油船（7）集装箱船（8）滚装船（9）液化气船（10）载驳船（1）杂货船（GeneralCargoShip）又称普通货船、通用干货船、统货船，主要用于装载一般包装、袋装、箱装和桶装的件杂货物（图1）图1杂货船载重量在1～2万吨左右杂货船的特征1）载重量一般不会很大，远洋杂货船总载重量为10000吨～14000吨左右；近洋杂货船总载重量为5000吨左右；沿海杂货船总载重量为3000吨以下（由于货种多，货源不足，装卸速度慢，停港时间长，杂货船的载重量过大是不经济的）。2）为了理货方便，杂货船一般设有2～3层甲板。载重量为万吨级的杂货船，设有5～6个货舱。3）杂货船一般都装设有起货设备；4）大多数杂货船，每个货舱一个舱口，但少数杂货船根据装卸货物的需要，采用双个舱口。（2）干散货船（BulkCargoShip）图2散装货船用于装载无包装的大宗货物的船舶。（根据总载重量可分4个级别）好望角型散货船：总载重量为100000吨级以上；巴拿马型散货船：总载重量为60000吨级；轻便型散货船：总载重量DW为35000吨级～40000吨级；小型散货船：总载重量为20000吨级～27000吨级。世界上最大的散装货船，称为“博格斯坦”号散装货船，船长342.08米，宽63.5米，最大吃水23米，最大载重量364767吨。上海外高桥造船公司于2005年6月10日向台湾船东交付的“中华和平”号17.5万吨好望角型散货船，是中国自主开发建造的最大散货船，该船长289米，两柱间长279米，型宽45米，型深24.5米，设计吃水16.5米，航速15节。（3）冷藏船（RefrigeratedShip）冷藏并运输鱼、肉、果、疏等货物的船舶，总称为冷藏船。引起动物食品货物腐败的主要原因是微生物的作用；引起植物性食品货物腐败的主要原因是货物本身的呼吸作用。要防止货物在运输途中发生腐败，就必须有效地抑制这两种作用。因此，冷藏运输作为一种有效的手段，得到了极为广泛的应用。冷藏船（4）木材船（Timbership）木材船是专门用以装载木材或原木的船舶。这种船舱口大，舱内无梁柱及其它妨碍装卸的设备。船舱及甲板上均可装载木材。为防甲板上的木材被海浪冲出舷外，在船舷两侧一般设置不低于一米的舷墙。“白沙岭”木材船（5）原油船(crudeoilcarrier)专门用于载运原油的船舶，简称油船。由于原油运量巨大，油船载重量可达50多万吨，是船舶中的最大者原油船（6）成品油船(oilproductcarrier)专门载运柴油、汽油等石油制品的船舶。结构与原油船相似，但吨位较小。有很高的防火、防爆要求。成品油船（7）液化气船(liquefiedgascarrier)

专门运输液化气体的船舶。所运输的液化气体有液化石油气、液化天然气、氨水、乙烯、液氯等。这些液货的沸点低，多为易燃、易爆的危险品，有的还有剧毒和强腐蚀性。因此液化气运输船货舱结构复杂，造价高昂。液化天然气船(liquefiednaturalgascarrier)液化石油气船(liquefiedpetroleumgascarrier)

（8）液体化学品船

(liquidchemicaltanker)

专门运输有毒、易挥发、属于危险品的液体化学品的船舶，这类船舶出于安全考虑，货舱区域均采用双壳结构，货舱与其他舱室间采用隔离空舱进行分隔。货舱必须有透气系统和温度控制系统，有的还设有惰性气体保护系统。货舱与泵舱须布置足够大的出入口，保证任何时候都能顺利通行。根据所运货品的危害性大小，分为I、II、III级，I级属危害性最大的，其货舱容积必须小于1250m3；II级则必须小于3000m3；III级是用于危险性较小的货品。“白杨号”液体化学品船（9）集装箱船(Containership)又称箱装船、货柜船、货箱船，是一种专门载运集装箱的船舶。其全部或大部分船舱用来装载集装箱，往往在甲板或舱盖上也可堆放集装箱。集装箱船的货舱口宽而长，货舱的尺寸按载箱的要求规格化。装卸效率高，大大缩短了停港时间。集装箱船的类型1）部分集装箱船（PartialContainerShip）。仅以船的中央部位作为集装箱的专用舱位，其他舱位仍装普通杂货。2）全集装箱船（FullContainerShip）。指专门用以装运集袋箱的船舶。舱内可堆放三至九层集装箱，甲板上还可堆放三至四层集装箱。3）可变换集装箱船（ConvertibleContainerShip）。其货舱内装载集装箱的结构为可拆装式的。因此，它既可装运集装箱，必要时也可装运普通杂货。全集装箱船天津港集装箱码头有限公司简介（10）滚装船

（Roll-onroll-offship）主要用来运送汽车和集装箱的船舶。这种船本身无须装卸设备，一般在船侧或船的首、尾有开口斜坡连接码头，装卸货物时，汽车或集装箱（装在拖车上的）直接开进或开出船舱。这种船的优点是不依赖码头上的装卸设备，装卸速度快，可加速船舶周转。滚装船（11）载驳船

（BargeCarrier）载驳货船专门装载特制箱型驳船的船舶，又称母子船运输过程：将货物先装载于统一规格的方型货驳（驳船）上，再将货驳装上载驳船（母船）上，载驳船将货驳运抵目的港后，将货驳卸至水面，再由拖船或推船分送各自目的地。载驳船的特点是不需码头和堆场，装卸效率高，便于海-河联运。拉希式载驳货船四种典型的载驳货船（1）普通载驳货船

又称拉西式载驳货船（LighterAboardShip简称LASH）。它与全集装箱船一样，也是一种分格结构的船，舱内设有许多驳格，每一驳格内可装4层驳船，甲板上可堆装2层。四种典型的载驳货船（2）海蜂式载驳货船又称西比式载驳货船（See一BeeCarrier)。其特点是没有舱口，舱内设有三层全通甲板，驳船的装卸靠船尾设置的升降平台和小车水平滚动装卸驳船。

装船时，升降平台降到水下一定深度，顶推船将驳船推上平台并固定，然后升到各层甲板的高度，再用拖车沿轨道送至指定位置的支座上安放。四种典型的载驳货船（3）双体载驳货船又称巴卡恃载驳货船（BargeAboardCatama-ran称简BACAT）。这种船为双体结构，首部封闭而尾部分开，依靠升降平台和甲板上的滚轮装卸驳船。

（4）浮坞式载驳货船又称巴可型载驳货船，系采用母船沉入一定水深，用浮坞船方式将驳船浮进浮出，并可多层装载驳船。3船舶的组成船舶由船体、动力装置、船舶舾装、其他装置和设备等组成。3.1船体船体由主船体和上层建筑两部分组成。主船体又称船舶主体，指上甲板以下的船体，由船壳（船底及船侧）和上甲板围成的具有特定形状的空心体，是保证船舶具有良好航行性能的关键结构。上层建筑是指上甲板以上的部分，由左、右侧壁，前后端壁和各层甲板围成。其内部主要用于布置各种用途的舱室，如工作舱室、生活舱室、贮藏舱室、仪器设备舱室等。3.2船舶动力装置和电气装备推进装置——主机经减速装置、传动轴系以驱动推进器(螺旋桨是主要的型式)；为推进装置的运行服务的辅助机械设备和系统，如燃油泵、滑油泵、冷却水水泵、加热器、过滤器、冷却器等；船舶电站，它为船舶的甲板机械、机舱内的辅助机械和船上照明等提供电力；其他辅助机械和设备，如锅炉、压气机、船舶各系统的泵、起重机械设备、维修机床等。通常把主机(及锅炉)以外的机械统称为辅机。区配电板3.3船舶舾装包括舱室内装结构(内壁、天花板、地板等)、家具和生活设施(炊事、卫生等)、涂装和油漆、门窗、梯和栏杆、桅杆、舱口盖等。3.4其他装置和设备除推进装置外，还有锚设备与系泊设备；舵设备与操舵装置；救生设备；消防设备；船内外通信设备；照明设备；信号设备；导航设备；起货设备；通风、空调和冷藏设备；海水和生活用淡水系统；压载水系统；液体舱的测深系统和透气系统；舱底水疏干系统；船舶电气设备；其他特殊设备(依船舶的特殊需要而定)。4、船舶的主尺度表示船体外形大小的主要尺度，通常包括船长、船宽、船深、吃水和干舷。船舶主尺度是计算船舶各种性能参数、衡量船舶大小、核收各种费用以及检查船舶能否通过船闸、运河等限制航道的依据。船舶主尺度示意图（1）船长（L）通常使用的船长有三种，即总长（LOA）、垂线间长（LPP）和设计水线长（LWL）。总长（LOA）指船首最前端至船尾最后端之间的水平距离；垂线间长（LPP）是首垂线和尾垂线之间的水平距离（首垂线是通过设计水线和首柱前缘交点的垂线；尾垂线是通过尾柱后缘和设计水线交点的垂线。对于没有尾柱的船，尾垂线一般取舵杆中心线）；设计水线长（LWL）是沿设计水线从首柱前缘至尾柱后缘之间的水平距离。

船舶主尺度示意图（2）船宽：设计水线面的最大宽度B称为型宽。Bmax为最大船宽，Br为登记宽度，是船体最宽处的宽度。3）型深（D）型深D是船体中横剖面上从龙骨基线到上甲板边线最低点的垂直距离。4）吃水（T）吃水（T）是龙骨基线至设计水线的垂直高度，在有设计纵倾时，首尾吃水不同，则取首吃水（沿首垂线量取的吃水）和尾吃水（沿尾垂线量取的吃水）的平均值；5）干舷（F）干舷（F）指船浮于静止水面时自船舷最低处至水面的垂直距离。5船舶的主要性能和技术参数（1）浮性指船在各种装载情况下，能浮于水中并保持一定的首、尾吃水和干舷的能力。根据船舶的重力和浮力的平衡条件，船舶的浮性关系到装载能力和航行的安全。浮性、稳性、抗沉性、快速性、耐波性、操纵性和经济性等。航行性能重量性能容积性能5.1船舶的航行性能5船舶的主要性能和技术参数（2）稳性是指船舶受外力作用离开平衡位置而倾斜，当外力消失后，船能回复到原平衡位置的能力。稳性是与船舶安全密切相关的一项重要性能。有关规范规定了各类船舶应具备的稳性标准，所有船舶必须达到规定的指标要求。为使船舶具有良好的稳性，可采取措施降低船舶的重心，减小上层建筑受风面积等措施。5、船舶的主要性能和技术参数（3）抗沉性船舶破损浸水后仍保持一定浮态和稳性的能力。即指船体水下部分如发生破损，船舱淹水后仍能浮于水面而不沉和不倾覆的能力。船舶的抗沉性主要是依靠它留有足够的储备浮力和水密分舱来保证的。干舷高度大，则表示储备浮力大，干舷大还意味着船可以倾斜的角度大，船舶的抗沉性就好。为保障海上航行安全，航行于国际航线的船舶对抗沉性的要求必须符合《国际海上人命安全公约》的规定，衡量标准。船舶在任何一舱破损进水后，仍能满足抗沉性要求的称为一舱制；相邻两舱破损进水后，仍能满足抗沉性要求的称为两舱制；相邻三舱破损进水后，仍能满足抗沉性要求的称为三舱制。一般货船通常达到一舱制的要求，5船舶的主要性能和技术参数（4）快速性是指船舶主要以较小的功率消耗而得到较高航速的性能。（5）耐波性指船舶在风浪中遭受由于外力干扰后，仍具有足够的稳性和船体结构强度，并能保持一定的航速安全航行的性能。耐波性不仅影响船上乘员的舒适和安全，还影响船舶安全和营运效益等，因而日益受到重视。5船舶的主要性能和技术参数（6）船舶的操纵性指船舶能按照驾驶者的意愿保持或改变航速、航向的性能。（7）经济性是指船舶投资效益的大小。5.2船舶的重量性能船舶的重量性能是表示船舶能装载多少货物的能力。5.2.1总载重量（Deadweight）总载重量是指船舶在任意吃水状况下所能装载的最大重量，为货物或旅客，燃料、淡水、船员和行李、供应品和备品等航次储备量及船舶常数的总和。其值等于该吃水下的船舶排水量与船舶空载排水量之差：DW＝Δx一Δ0式中：DW为总载重量(t)；Δx为船舶夏季满载排水量(t)；Δ0为船舶空船排水量(t)。5.2船舶的重量性能船舶常数（Constant）是指船舶经过一段时间营运后的实际空船重量与船舶新出厂时的空船重量的差值。总载重量是随船舶排水量的变化而变化的，与航行区域和航行季节有关。在实际应用和船舶资料中，总载重量一般指夏季船舶满载排水量与船舶空船排水量之差，其值为定值。5.2船舶重量性能船舶排水量（Displacement）是用船体自由浮于静水中保持静态平衡时所排开同体积水的的重量。空船排水量：指船舶的空船重量，为船体、船机、锅炉、各种设备、锅炉中的燃料和水、冷凝器中的淡水等重量的总和。新船空船排水量是一定值，数据可查船舶资料。满载排水量：是指船的空船排水量加上全部可变载荷（货物或旅客，航次所需的燃料、淡水、压舱水、食物、船员和行李、供应品、备品及船舶常数）后的重量。通常指夏季满载排水量。5.2船舶重量性能（weightperformance）

5.2.2净载重量（Netdeadweight，简称NDW）船舶净载重量是指船舶在设计吃水，按最大续航里程备足燃油、淡水、供应品等状况下的载重量，它是指船舶在具体航次中所能装载货物的最大重量，与航次总储备量和船舶常数有关。NDW=DW－ΣG－C式中：NDW——净载重量(t)；ΣG——航次总储备量(t)；C——船舶常数(t)。5.2船舶重量性能总载重量表示船舶载重能力的大小，净载重量表示船舶载货能力的大小。船舶重量性能间的相互关系满载排水量空船排水量总载重量净载重量航次储备量船舶常数5.3船舶容积性能

船舶的装载能力除受船舶的载重性能限制外，还受船舶容积性能的限制。船舶容积性能是表示船舶装载多少体积货物的能力，其计量单位为立方米（m3）。具体内容有：舱柜容积及舱容系数、船舶登记吨位等。5.3.1舱柜容积指船舶各液、货舱的总容积或其中任一液、货舱的单舱容积。货舱容积包括货舱散装舱容（Crainspace）和货舱包装舱容（Balespace）。船舶出厂时，一般都附有详细的各货舱散装舱容、包装舱容和相应的舱容中心位置资料。5.3船舶容积性能5.3.2舱容系数是船舶载货性能的重要指标，指船舶货舱的总容积与船舶净载重量之比，即每一净载重吨所占有的货舱容积。ω=V／NDW式中：ω——舱容系数（m3／t）；V——船舶