第八章 水运设备

1. 第八章 水运设备 主要讲授内容 1、船舶的类型； 2、船舶的总体结构组成； 3、船舶的主要使用性能； 4、提高船舶装载能力的途径。

2. 1 船舶的概念 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 • 船舶的分类 • 船舶的技术性能参数

3. （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 2 船舶的分类

4. 图8-1 散装货船 （1）干散货船（又称散装货船） 用于装载无包装的大宗货物的船舶。（根据总载重量可分为4个级别）

5. 图8-2 杂货船 （2）杂货船 • 又称普通货船、通用干货船或统货船，主要用于装载一般包装、袋装、箱装和桶装的件杂货物（图9-3）

6. 图8-3冷藏船 （3）冷藏船 • 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。

7. 图8-4 木材船 （4）木材船 • 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。

8. 图8-5 原油船 （5）原油船 • 专门用于载运原油的船舶，简称油船。由于原油运量巨大，油船载重量亦可达50多万吨，是船舶中的最大者

9. 图8-6 成品油船 （6）成品油船 • 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。

10. 图8-7全集装箱船 （7）集装箱船 • 又称箱装船、货柜船或货箱船，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。 • 集装箱船可分为部分集装箱船、全集装箱船和可变换集装箱船三种。

11. 图8-8 滚装船 （8）滚装船 • 主要用来运送汽车和集装箱。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。

12. 图8-10液化天然气船 图8-9 液化石油气船 （9）液化气船 • 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（图8-9）、液化天然气（图8-10）、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。

13. 图8-11 拉西式载驳货船 （10）载驳船 • 专门载运货驳的船舶，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（子船）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。

14. 图8-12西比式载驳货船 （See一Bee Carrier） • 装船时，升降平台降到水下一定深度，顶推船将两只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。

15. 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。

16. 图8-13 主船体主要部位、舱室名称 1、首柱；2、球鼻首；3、锚链舱；4、首尖舱；5、水密舱壁；6、首楼甲板；7、首楼；8、甲板间舱；9、货舱；10、双层底；11、上甲板；12、下甲板；13、机舱；14-轴隧；15、尾尖舱；16、舵机舱；17、尾楼；18-尾楼甲板；19、艇甲板；20、驾驶甲板；21、罗经甲板；22、桅屋；23、舷侧；24平板龙骨；25、般部；26、梁拱

17. 3.1.1 部位名称 • 船首:船的前端,又称船头； • 船尾:船的后端； • 船中：中间部分； • 首部：船首弯曲部分； • 尾部：船尾弯曲部分。 • 首尾线或纵中线：经船首、船尾，将船体分成左右对称两部分的直线； • 左舷和右舷：从船尾向船首看，首尾线的左边叫左舷，右边叫右舷； • 正横：在最大船宽处垂直于首尾线的方向；

18. 3.1.1 部位名称 • 上甲板：位于主船体最上层的首尾统长甲板； • 舷弧：上甲板自船中向首尾逐渐翘起的垂直高度； • 下（层）甲板：上甲板以下的甲板统称为（lower deck）甲板； • 横舱壁：沿船长方向将船内空间分隔成若干舱室的竖壁称横舱壁，又称水密横舱壁（transverse watertight bulkhead），其中最前端的水密横舱壁称为防撞舱壁（collision bulkhead），又称首尖舱舱壁。 • 舷侧：两侧直立部分称舷侧。 • 平板龙骨：位于船底中心线的船底板； • 舷侧与船底交汇处的圆弧部分叫舭部； • 甲板在中间拱起的高度叫梁拱。

19. 3.1.2 舱室名称 • （1）首尖舱与尾尖舱：主船体最前端尖削部位的舱室称为首尖舱（forepeak tank）。最后端的称为尾尖舱（afterpeak tank）。首尾尖舱通常用作淡水舱或压载水舱。 • （2）机舱（engine room）：是安装主机、辅机、锅炉等设备的舱室。机舱在船中部的称为中机型船，又称三岛式船（three island skip）。在船尾部的称为尾机型船，在船中偏后的称为中尾机型船。 • （3）货舱（cargo hold）：用于装载货物的舱室。货舱和机舱由垂直于首尾线的水密舱壁分隔而成。普通货船的货舱还常用下层甲板分隔成上下两部分，上边的称甲板间舱（between deck），下边的称为底舱（lower hold）。 • （4）双层底舱（double bottom tank）：位于双层底内部的舱室，通常用作压载水舱、燃油舱、滑油舱。

20. 3.1.3 上层建筑各部位名称 • （1）首楼（forecastle）：位于船首部的船楼。其内部空间分成物料间、油漆间等。其顶层甲板称为首楼甲板。 • （2）尾楼（poop）：位于船尾部的船楼。它上面的甲板称为尾楼甲板。 • （3）桥楼（bridge）：位于船中部的船楼。尾机型船通常将桥楼与尾楼合并在一起。桥楼是船员生活及日常活动的场所。它由若干层甲板分隔而成。居住舱所在的甲板叫起居甲板（accommodation deck）。救生艇所在的甲板叫艇甲板（boat deck）。驾驶台所在的甲板叫驾驶甲板（bridge deck）。标准罗经所在的甲板称为罗经甲板（compass deck）。如果是平台，则称为罗经平台（compass platform）。罗经甲板是桥楼上露天的最高一层甲板，俗称猴岛（monkey island）。甲板室（deck house）：是指宽度与船宽相差较大的围蔽建筑物。最常见的是围在桅柱周围的甲板室，称之为桅室或桅屋（mast house）。它的上面通常布置起货机，称为起货机平台。

21. 3.2 船舶动力装置 • 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。

22. 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。

23. 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)。

24. 航行性能 重量性能 容积性能 4 船舶的主要性能 4.1 船舶的航行性能 • （1）浮性 • 是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。

25. 4 船舶的主要性能 • （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。

26. 4 船舶的主要性能 • （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，

27. 4 船舶的主要性能 • （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所产生的各种摇荡运动及抨击上浪、失速飞车和波浪弯矩等，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。 • 船在波浪中的运动有横摇、纵摇、首尾摇，垂荡(升沉)、横荡和纵荡六种。几种运动同时存在时便形成耦合运动，其中影响较大的是横摇、纵摇和垂荡。

28. 4 船舶的主要性能 • （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。

29. 4.2 船舶重量性能 • 船舶的重量性能是表示船舶能装载多少货物的能力。 • 4.2.1 总载重量 • 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)。

30. 4.2 船舶重量性能 • 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地排水量之差，其值为定值。

31. 4.2 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。

32. 4.2 船舶重量性能 • 4.2.2 净载重量 • 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)。

33. 4.2 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

34. 4.3 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。 • 4.3.1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（Crain space）和货舱包装舱容（Bale space）。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。

35. 4.3 船舶容积性能 舱容系数是表征船舶适宜装轻货还是重货的重要容积性能。舱容系数较大的船舶适用于装轻货，舱容系数较小的船舶适用于装重货。一般杂货船的舱容系数均在1.5m3／t以上，有的可达18~21m3／t。 • 4.3.2 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——船舶货舱的总容积（m3）； • NDW ——船舶净载重量（t）。 • 船舶净载重量是指船舶在设计吃水，按最大续航力配备燃油、淡水、供应品等状况下的数值，它是一个固定值。

36. 4.3 船舶容积性能 • 4.3.3 船舶登记吨位 • 船舶登记吨位是指按照《1969年国际船舶吨位丈量公约》或各国制定的丈量规范的规定，以容积为丈量单位的专门吨位。船舶登记吨位分总吨位和净吨位，均由船舶设计部门计算并列入船舶资料中。我国是指按照1992年并经1999年修正的《海船法定检验技术规则》中“丈量吨位”的规定确定船舶登记吨位的。

37. 4.3 船舶容积性能 • 1）总吨位 • 总吨位是按照《1969年国际船舶吨位丈量公约》或各国制定的丈量规范丈量确定的船舶总容积。主要用途： • （1） 表明船舶建造规模的大小及作为航运界统计船舶吨位之用； • （2） 作为计算船舶净吨位的基准； • （3） 作为计算海事赔偿及船舶某些港口使费的基准； • （4）作为船舶等级划分计算船舶建造、买卖、租赁的基准。

38. 4.3 船舶容积性能 • 2）净吨位（NT） • 净吨位是按照《1969年国际船舶吨位丈量公约》或各国制定的丈量规范确定的船舶用作载货、载客的有效容积。其主要用途是： • 作为计算船舶各种港口使费或税金的基准如港务费、引航费、灯塔费、码头费、进坞费及船舶吨税等。船舶吨位证书中的总吨位和净吨位的数值应采用整数，不计小数点以下的数值，只填写数字，后面没有单位“吨”。

39. 4.3 船舶容积性能 • 3）运河吨位 • 船舶按运河当局制定的船舶吨位丈量规范而量取的吨位。船舶过运河时必须具有运河当局颁发的运河吨位证书，该证书长期有效，运河当局据此征收通过运河的费用。运河吨位主要有：苏伊士运河吨位和巴拿马运河吨位。同一船舶运河吨位一般都比该船总吨位大。

40. 5 提高船舶装载能力的基本途径 • 5.1 提高船舶的载重能力 • 1)根据航线上的限制水深或航次所应使用的载重线正确确定总载重量DW； • 2)确定合理的燃料、淡水补给方案尽可能减少航次储备量ΣG； • 3)清除船上垃圾、废料和污物，减小船舶常数C。 • 4)确定船舶的净载重量NDW，NDW=DW－ΣG－C。

41. 提高船舶装载能力的基本途径 • 5.2 轻重货物合理搭配 • 当货源充足时，船舶能否达到满舱满载，取决于货物的组成，即取决于船舶舱容系数ω与所运货物的加权平均积载因数SF之间的关系。货物积载因数简称SF，是指货物所具有的平均量尺体积与货物的重量之比，单位为（m3/t），量尺体积是指货物的最大外形尺寸之长、宽、高的乘积。 • 积载因数小于舱容系数，称为重货，反之为轻货。 • 在为船舶分配货载时，应注意轻、重货的合理搭配，尽量做到满舱满载。

42. 提高船舶装载能力的基本途径 • 5.3 合理确定货位及提高堆装质量，减少亏舱 • 除了货种轻重搭配外，实际工作中还要根据货物特点合理选择舱位。如将笨重大件货尽量装在体积较大、形状规则的舱室，并配备一些小件货填空位；狭窄的舱位应堆装体积小的货或软包货，不在二层舱柜等高度不大的舱位堆积包装尺寸很大的货件，避免增加操作难度以致上边出现剩余空位无法装货而浪费舱容。装货质量的高低直接影响到舱容的利用程度，因此，要使装卸工人与船方密切配合，按照积载图的要求使货物在舱内紧密堆装，尽量减少亏舱损失。

43. 5 提高船舶装载能力的基本途径 • 5.4 利用特殊舱室和舱面甲板装载货物 • 当舱容紧张，而载重能力又未得到充分利用的情况下，可考虑利用特殊舱室和舱面甲板装载货物。如当深舱和冷藏舱没有得到利用时，可考虑把一些小包装、重量轻、易于搬运的货物装在这些舱室里。另外，当有可供在甲板上积载的货物，如重大件、坚固包装的桶装货，在征得货物托运人同意的条件下，应尽量利用舱面甲板装载。这些措施也是充分利用船舶装载能力不可忽视的有效办法。

44. 作业思考题 • 1、货运船舶的种类有哪些？ • 2、简述船舶的主要结构组成。 • 3、试述船舶的主要性能有哪些？重量性能中各重量参数之间的关系如何？ • 4、何谓吨位？总吨位、净吨位的作用是什么？ • 5、简述提高船舶装载能力的基本途径。