1、毕业论文 - 本科 毕业论文 (设计 ) 题 目： 3000DWT浅海油船方案设计 学 院： 学生姓名： 专 业： 船舶与海洋工程 班 级： 指导教师： 起 止 日期： 毕业论文 - 目 录 摘要 . III 1.绪论 . 1 1.1 本课题研究的背景及意义 . 1 1.2 国内外研究发展 . 2 1.3 本论文主要的工作 . 4 2.主尺度确定 . 5 3.型线图绘制 . 9 4.部分性能计算 . 10 4.1 静水力计算 . 10 4.2 静水力曲线图 . 11 5.结构设计 . 13 5.1 设计船结构要求 . 13 5.1.1 船体基本结构 . 13 5.1.2 规范与要求 . 13
2、5.1.3 主尺度 . 13 5.2 主要构件尺寸 . 13 5.3 主要构件汇总 . 24 5.4 中剖面模数计算 . 25 5.5 总强度校核 . 26 5.6 横剖面图 . 26 6.螺旋桨计算 . 27 6.1 船舶主要参数 . 27 6.2 船体阻力与有效功率计算 . 28 6.3 推进因子的决定 . 32 6.4 可以达到最大航速的 计算 . 32 6.5 空泡校核 . 34 6.6 强度校核 . 36 6.7 螺距修正 . 38 6.8 重量及惯性矩计算 . 38 6.8.1 螺旋桨总重 . 38 6.8.2 螺旋桨总惯性矩 . 38 6.9 敞水性征曲线 . 39 6.10 系
3、柱特性 . 40 6.11 螺旋桨计算总结 . 40 毕业论文 - 7.总布置设计 . 41 7.1 船型及用途 . 41 7.2 总布置概况 . 42 8.结论 . 46 致谢 . 48 附表一 . 50 毕业论文 - 3000DWT 浅海油船方案设计 摘要 本文为 3000吨沿海油船设计，以钢质海船入级规范 2006，船舶设计原理等文献为参考进行设计。在设计过程中综合考虑了船舶的快速性、操纵性、经济性等性能。 本文内容主要包括以下几个部分 : 一、主尺度确定 根据母型船资料初步确定主尺度，经过重力与浮力平衡进行校核。 二、型线设计 包括船的水线半宽图、横剖面图、侧视图，从而得到设计船的型线
4、图。 三、性能计算 包括静水力曲线等相关曲线的绘制，以满足任务书及规范的要求。 四、螺旋桨设计 设计螺旋桨的直径及其他参数 ，保证船、机、桨三者的配合，以提高设计船的整体性能。 五、结构设计 本船全船为纵骨架式，参照相应规范计算船体各处构件的相关参数如剖面模数，总纵弯曲等，选取构件，以保证结构设计合理船身结构稳定。 六、总布置设计 按照规范要求并参考母型船进行总布置设计，区划船舶主体和上层建筑，布置船舶舱室和设备。 关键词 ：油船；主尺度确定；性能计算；螺旋桨设计；船体结构设计 毕业论文 - The Design of Tanker of 3000DWT Oil Tanker Abstract
5、 This topic of dissertation is the design of tanker of 3000ton oil tanker.Take The Standard of Steel Quality Sea-going Ship into Class whit Calculation , the principle of shipdesign etc. as references for design. During the design process, consider the ships speed,maneuverability, economy,performanc
6、e, etc. Graduation Project includes the following sections: First, determine main dimensions.Taking the balance of gravity and buoyancyto further determine the principal dimensions. Second,through drawing the design of ships water line half-width plan, midship section ,outboard profile , get the des
7、ign of ship-based moulded plan . Third, including Hydrostatic curves transversal stability curve, static and dynamic stability curve of the drawn curve, etc.,to meet misson requirement and Calculation. Fouth, propeller design -determine the diameter and other parameter of the propellers to ensure th
8、atships, aircraft, propeller with three in order to improve the overall performance of the design of the ship. Fifth, structural design - the boat ship-wide framework for the longitudinal type, calculated by referenceto the hull of the corresponding norms of the relevant parameters in various compon
9、ents such as section modulus and so on, select the components to ensure the reasonable structure design. Sixth, general arrangement design - in accordance with the calculation requirements with reference to the type ship to carry out the design of general arrangement, the main divisions and the supe
10、rstructureof ships, ship compartment layout and equipment. Key Words： tanker ； principle dimension ； function calculation ； propeller design；structure design毕业论文 - 1.绪论 1.1 本课题研究的背景及意义 石油海上运输出现于 19 世纪中叶。 1861 年，人们第一次用普通货船将桶装成品油从美国运到英国。 25 年后的 1886 年，英国船厂设计建造出世界第一艘 3020 载重吨的专用油船“ Gluckallf号。进入 20 世纪，
11、油船得到广泛应用 。 1906 年世界油船保有量达到 100 万载重吨。此后油船规模迅速扩大， 1935 年，世界油船保有量增至 1350 万载重吨。二次大战后，特别是从 20 世纪 60 年代起，在油船大型化过程中，油船吨位急速增长， 1977 年 12 月达到 3 36 亿载重吨的最高记录。 20 世纪 90 年代世界石油需求量是每年增长 1 200 万桶， 2001 年 2002 年国际经济不景气，再加上当时的石油输出国组织（ OPEC）决定减少产量 2.5%，世界石油需求量的增长率停顿了。但是到 2003 年世界石油年总需求量又上升了 100 万桶 ，其中中国的石油需求量大增， 20
12、世纪 70 年代和 80 年代，中国是一个石油输出国，但是经过 20 年的改革开放和年均 8%左右的经济发展速度，中国的石油产量已经无法自给自足，更无法出口，开始大量进口石油。 2002 年中国进口原油 120 万桶，到 2007 年前将以每年递增 200 万桶的速度进口石油，每年中国进口石油提高的幅度是 19%。由于石油产业的不断发展，随之发展的便是各类油船。 中国石油资源分布极不合理，已探明的可采资源大都集中在西北地区以及海上大陆架附近，而东北及东部如大庆、胜利油田等大都已经开采了年 ，年产量已呈明显递减趋势。因此，发展浅海地区油田的开采已成为将来的趋势了。位于山东渤海湾地区的中国石化胜利
13、油田，是中国最早开展滩浅海石油开发的油田之一，其滩浅海地区勘探面积约平方公里，已发现大王北、英雄滩、老河口、飞雁滩、桩西、孤东、新滩个大、中型油田。为了能够更好的配合浅海油田的开采及运输，对于相关浅海油船的研究是非常重要的。 油船是一种不仅安全性要求很高，而且防污染要求也很高的船。它所 装载的是液体燃料，易燃易爆，流动挥发，因此要求油船有严格的防火设施。船体结构上要求油舱与尖舱、机舱、泵舱之间有 隔离舱，且机舱设于船尾部，以保证防火安全 。除此之外，随着海上油田开采的发展，原油泄漏事故也频繁发生。这对于海洋环境来说是极大的破坏，因此， 防止油船对海洋污染 也成为了 世界各国普遍关注的大问题 。
14、对于一般油船来说，不仅要求满足一般的稳性要求，还要对油舱防撞性能和由于自由液面而引起的稳性破舱稳性进行校核，只有这两种稳毕业论文 - 性都得到满足，才可以投入使用。 当今世界，油船的载重量两极化趋势很明显，作为远途运输大型油船以其成本优势活跃在各大海域，小型油船又以及方便快捷深受船东们的喜爱，小型油船主要用于分流，及用于从大型油船分流 原油或是成品油运往石油的消费地。本次设计的油船载油量是 3000 吨，航行的海区是东黄渤海，载重吨相对于大型油船来讲十分的不起眼，但在小型油船之中，其实用性还是很明显的。 3000T 油船属于小型灵便型油船，由于对航道、运河及港口有较强的适应性，营运方便灵活，因
15、而被称为“灵便型”。灵便型油船大小港口都能进出，在近海海域、低净空桥梁和港口吃水限制等方面受限较少，既能靠泊海洋钻井平台，又能适应近远洋航运，具有很高的经济性和很强的实用性，被大量应用于二程原油中转、进口原油减载、内河沿线港口码头原油运输，近海钻井平台 油运等等。 2000 年一 2009 年，全球灵便型油轮规模一直保持稳步上升趋势。尽管世界油轮船队呈大型化的发展趋势， 20 万载重吨以上的特大型油轮是各船队的主力船型，但是统计数据显示，灵便型油船并没有因为特大型油轮的增多而出现大面积淘汰的现象，它与大型油船之间是互补的关系。灵便型油船因为经济性高、适应性强等众多优点，生存空间依然非常广阔。
16、改革开放以来，中国经济建设已进入了一个平衡、持续和高速发展的阶段，经济的高速发展带来了对石油的快速增长，尽管 20 世纪末，中国原油生产已列入世界总排名的前八位，并成为世界 第四大原油加工国和第三大能源消费国，但巨大的消费量仍使国产石油供不应求，中国石油进出口逐年有较大幅度的增加是不可避免的。发展国有油船船队更显其必要性和重要性。 发展小型油船也就是十分必要的了，充分利用小型油船的灵活性，作为配给之用是十分必要的，这也更加彰显此次设计的长远意义，更加的凸显出小型油船的设计建造是多么的重要。 1.2 国内外研究发展 灵便型油船的良好发展趋势表明，进行该类型船舶设计的研究有着重要意义。其中，对灵便
17、型油轮进行快速并且有效的初步设计和研究是非常有必要的，这是进行灵便型油船后续设计成败的关 键之所在。为此，我查阅了各类关于油船设计的专业文献，重点关注了油船尺度回归分析、船舶尺度优化方法的研究，以及型线设计方法。 在油船尺度及船型论证方面， 1976 年，上海船舶运输科学研究所与上海交通大学合作开发了“标准经济船型论证与主尺度分析程序”。马坤、常会青、田本涛等人介绍了沿海成品油毕业论文 - 油运市场对油船的需求情况以及沿海港口对成品油船设计的限制条件，探讨规范的变化对成品油船结构的影响并对现有成品油船技术状况及存在的问题进行分析，总结了现有油船船型的特点。大连理工大学研究生张付喜通过对货源、港
18、口、航道等自然条件 的分析得出结论：0.25 万吨 -5 万吨的成品油船适合于我国沿海成品油运输，并利用大量数据作为设计和分析的基础，应用 Visual Basic语言来编写沿海成品油船技术经济论证程序，完成沿海成品油船技术经济论证的任务。 在优化方法方面，无约束优化问题的梯度很难求得，这种情况在物理、化学、经济、工程中会经常遇到，此时不用求梯度的算法是最佳选择。步长加速法是 Hookes 和 Jeeves 在上世纪六十年代提出的、解决非线性无约束问题的一种免梯度算法。在该方法提出的早期，由于传统的步长加速法收敛速度慢，且收敛性没得到 证明，而被人们所忽视。 1991 年， Torczon 首
19、次证明了这种算法的收敛性，这种算法再次引起了人们的注意。在改善收敛速度，减少计算量方面，除了把步 长法应用于并行机，国内学者彭叶辉提出每次不成功迭代后，充分利用已有迭代点的信息，构造近似下降方向，产生新的迭代点。在此基础上，他又提出和构造了模矢搜索和遗传算法的混合优化算法。在模矢搜索方法的搜索步上，用一个类似于遗传算法的方法产生一个有限点集。 2006年，吴绪权提出在模矢搜索的第二阶段尝试一维搜索，以达到加快收敛速度的目的，并提出了构造多个初始点的方法。 从技术上看，环保对于油船越来越重要，防污染要求越来越高。另外，船舶设计水平的提高，设计软件 (如强度有限元分析、疲劳分析 )的普及，使得油船
20、的结构及节点更合理、重量更轻、寿命更长，在大型油船的设计上更是如此，提高了船舶使用的经济性。 被称为“哥伦布鸡蛋”的油船设计方案受到了造船界的重视，该方案是在普通油舱高度的中央加装一层水平甲板，将货油舱分为上下两舱，油经过围井装到下舱，而上油舱的翼舱用来装压载水。在正常营运时，水平甲板处于水线以下，万一搁浅或与其他船舶相撞，油也不会外溢。据称，这种方案与双层壳体相比更简单、 更安全。 E3 油船是欧洲船厂为了适应市场需要，由法国大西洋船厂、德国荷瓦兹 -德意志造船公司、西班牙造船公司和意大利芬坎蒂尼公司等五大公司联合开发的所谓欧洲的符合生态要求的经济型 E3VLCC 船。 E3 油船概念中的环
21、保 E 就是防止因碰撞而漏油，在经济 E 这点上，其独到之处是少用高强度钢，一般情况下高强度钢的用量只有 20%-25%左右。在功率和航速设计上做了一系列优化和设备选型，另外还采用了补偿导管等一系列节能装置，这一切从各个方面都保证了船舶具有良好的经济性。 毕业论文 - 超大型油船（简称 VLCC）是远距离运输原油经济效益最佳的船 型，也是当今国际原油运输市场必备的主力船型。从 2003 年我国政府批准了“战略石油储备计划”以后，对 VLCC的需求非常迫切。目前，国际 VLCC 市场的设计技术基本被日本和韩国垄断。在上海市科委的支持下， 708 研究所与江南造船（集团）有限责任公司等紧密结合，开
22、展 VL CC 的自主研发，以 30 万吨级超大型油船作为研究平台，重点突破其设计上的关键技术，掌握了超大型油船的设计方法，形成了一批具有自主知识产权的核心技术。 龙穴 造 VLCC 是完全由我国自行研发、建造的第一艘超大型油轮，填补了我国在超大型油轮研发领域的空白。 1.3 本论文主要的工作 1) 确定船舶主尺度 2) 型线设计 3) 部分性能计算 4）结构设计 5） 螺旋桨设计 6）总布置图设计 毕业论文 - 2.主尺度确定 2.1 主尺度初步估算 母型 船主尺度： 总长 LOA 65.07m 垂线间长 LPP 59.50m 型宽 B 10.80m 型深 D 5.00m 设计吃水 d 4.
23、00m 排水量 1500.18t 排水体积 1262.14t 母型船船型系数： 方形系数 bC 0.6807 菱形系数 pC 0.6917 横剖面系数 MC 0.9840 水线面系数 WC 0.7904 根据母型船求载重量系数： 18.150010000 0WD0.667 设计船载重量系数与母型船载重量系数相等，则设计船的排水量 1 为： 667.03 0 0011 WD4497.75t 用母型船换算法可以估算出设计船的 OAL 、 ppL 、 B、 D、 d 可用排水量或载重量来换算。 3/1010 )/(OAOA LL 91.65m 3/1010 )/(PPPP LL 83.38 m 3/1010 )/(BB 14.36m 3/1010 )/(DD 7.86m
