一种运输轻质矿砂的新型矿砂船的制作方法

本实用新型涉及一种新型矿砂船，特别是一种运输轻质矿砂的新型矿砂船，属于船舶领域。

背景技术：

中国作为铝矾土进口大国，每年将有近亿吨优质铝矾土通过船运到达中国。运输企业主要采用散货船承担铝矾土的相关运输任务。目前，市场上承运铝矾土的最大载重吨散货船约21万吨左右。铝矾土作为大宗散装货物，承运船的吨位越大，经济性越好。但市场上还没有21万吨以上成熟的散货船船型设计。21万吨以上散装货物运输船均为的矿砂船，最大载重吨已达40万吨。因矿砂船相对于铝矾土的适货性差，目前还没有采用大型矿砂船承运铝矾土的案例。

采用传统矿砂船承运铝矾土主要问题是：几内亚出产铝矾土密度远小于铁矿砂密度；铁矿砂密度约在2.8-2.9t/m3,而几内亚产铝矾土平均密度约为1.5t/m3，根据矿砂密度设计的传统矿砂船的货舱舱容无法满足铝矾土装载的货舱舱容要求。如果采用矿砂船运输铝矾土，必须增大矿砂船货舱舱容。

限于矿砂船货舱的构造形式，增加货舱舱容可行方式有：一是增大船舶主尺度，如型深等尺寸；二是在保持同级别矿砂船主尺度不变的基础上，减小货舱双壳的宽度。但两种方式均存在一定不足：对于第一种增大货舱舱容的方式，主尺度增大意味着建造成本增加，经济性变差；对于第二种增大货舱舱容的方式，传统矿砂船所允许的双壳宽度b须大于min.(b/5,11.5m),意味着双壳宽度b不可能无限制的减小。据测算，以一艘载重吨为31万，船宽约为60m的矿砂船为例，即使采用传统矿砂船的双壳宽度最小值11.5m＝min.(b/5＝12m,11.5m)，此时的货舱舱容仍较难达到承运铝矾土的货舱舱容要求。

另外，均质装载作为矿砂船的典型的营运装载工况。满载时，中垂弯矩大，船肿变形大，是矿砂船的一大缺点(曾有40万矿砂船的设计，因船肿变形大导致货舱舱盖无法关闭的情况)。如何在保持矿砂船主尺度不变的前提下，设计出同等吨位，较大货舱舱容，并且中垂弯矩、船肿变形较小的新型矿砂船，成为采用矿砂船承运铝矾土所需要攻克的最大技术难点。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种运输轻质矿砂的新型矿砂船，增大货舱舱容。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种运输轻质矿砂的新型矿砂船，包含艏部货舱和若干个货舱，其特征在于：所述艏部货舱的两侧对称设置有艏部侧舷压载舱，艏部侧舷压载舱由艏部货舱内壳、防撞舱壁、后侧横舱壁和船体外壳组成，艏部货舱内壳设置折点，折点到船体外壳之间的距离为bm，并且1.8m≤bm≤b0，其中b0是传统矿砂船的双壳宽度的最小理论值，防撞舱壁和后侧横舱壁厚度加厚处理或者设置加强板。

进一步地，所述艏部货舱内壳和船体外壳分别沿着船体的长度方向设置，防撞舱壁和后侧横舱壁分别沿着船体的宽度方向设置，艏部货舱内壳、防撞舱壁、后侧横舱壁和船体外壳相互连接构成艏部侧舷压载舱。

进一步地，所述传统矿砂船的双壳宽度的最小理论值b0的大小由船宽b确定，具体地

进一步地，所述防撞舱壁位于艏部货舱内壳和船体外壳之间的部分的宽度为bf，并且1.8m≤bf≤b0。

进一步地，所述艏部货舱内壳与船体外壳之间的间距b，至少在折点和防撞舱壁之间的部分小于b0。

进一步地，所述矿砂船的底部设置有双层底。

进一步地，所述双层底由艏部货舱内底板、船体外底板和两侧的艏部货舱内壳组成，艏部货舱内底板、船体外底板分别沿水平方向设置，其中艏部货舱内底板位于船体外底板的上方，艏部货舱内壳由艏部货舱两侧向下延伸至船体外底板。

进一步地，所述双层底的内部两侧分别设置有一个小空舱，小空舱沿船体长度方向的一端设置在防撞舱壁上，小空舱沿船体长度方向的另一端位于b0线与艏部货舱内壳交点位置的后侧，小空舱沿船宽方向的宽度为a，并且a+b>b0，即小空舱的内侧侧壁位于b0线的内侧。

进一步地，所述小空舱由艏部货舱内壳、防撞舱壁、内侧侧壁、左侧侧壁、艏部货舱内底板和船体外底板组成。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：本实用新型的运输轻质矿砂的新型矿砂船减小了艏部侧舷压载舱局部的双壳宽度，使之小于理论最小值b0，从而在船体体积不变的前提下，增大了中间的货舱的容量，使矿砂船具有足够大的货舱舱容来运输铝矾土；同时由于增大的是艏部货舱容量，使船舶的艏部货物重量增大，从而与中间的货舱重量更加平衡，明显降低了中垂弯矩和船肿变形，改善船舶浮态，提升船舶的推进性能。

附图说明

图1是本实用新型的一种运输轻质矿砂的新型矿砂船的俯视图。

图2是本实用新型的一种运输轻质矿砂的新型矿砂船的a-a向剖视图。

具体实施方式

为了详细阐述本实用新型为达到预定技术目的而所采取的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清晰、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的部分实施例，而不是全部的实施例，并且，在不付出创造性劳动的前提下，本实用新型的实施例中的技术手段或技术特征可以替换，下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1和图2所示，本实用新型的一种运输轻质矿砂的新型矿砂船，包含艏部货舱1和若干个货舱2，艏部货舱1的两侧对称设置有艏部侧舷压载舱3，艏部侧舷压载舱3由艏部货舱内壳4、防撞舱壁5、后侧横舱壁6和船体外壳7组成，艏部货舱内壳4设置折点8，折点8到船体外壳7之间的距离为bm，并且1.8m≤bm≤b0，其中b0是传统矿砂船的双壳宽度的最小理论值，防撞舱壁5和后侧横舱壁6厚度加厚处理或者设置加强板。由于bm小于了理论最小值b0，使得船舶的破舱稳定性降低，因此本实施例中通过在艏部货舱内壳4设置折点8来加强艏部货舱内壳4的强度，同时对防撞舱壁5和后侧横舱壁6采用加厚20mm左右或者焊接加强板的方式进行加强，来保证船舶的破舱稳定性。通过减小艏部侧舷压载舱3的局部的宽度使之小于了理论最小值，从而在船体体积不变的前提下，增大了中间的货舱的容量，使矿砂船具有足够大的货舱舱容来运输铝矾土；同时由于增大的是艏部货舱容量，使船舶的艏部货物重量增大，从而与中间的货舱重量更加平衡，明显降低了中垂弯矩和船肿变形，提升船舶的推进性能。

艏部货舱内壳4和船体外壳7分别沿着船体的长度方向设置，防撞舱壁5和后侧横舱壁6分别沿着船体的宽度方向设置，艏部货舱内壳4、防撞舱壁5、后侧横舱壁6和船体外壳7相互连接构成艏部侧舷压载舱3。

传统矿砂船的双壳宽度的最小理论值b0的大小由船宽b确定，具体地

防撞舱壁5位于艏部货舱内壳4和船体外壳7之间的部分的宽度为bf，并且1.8m≤bf≤b0。

艏部货舱内壳4与船体外壳7之间的间距b，至少在折点8和防撞舱壁5之间的部分小于b0，即折点8到防撞舱壁5之间的部分的间距b都小于b0。

矿砂船的底部设置有双层底。双层底由艏部货舱内底板9、船体外底板10和两侧的艏部货舱内壳4组成，艏部货舱内底板9、船体外底板10分别沿水平方向设置，其中艏部货舱内底9板位于船体外底板10的上方，艏部货舱内壳4由艏部货舱1两侧向下延伸至船体外底板10。

双层底的内部两侧分别设置有一个小空舱11，小空舱11沿船体长度方向的一端设置在防撞舱壁5上，小空舱11沿船体长度方向的另一端位于b0线与艏部货舱内壳交点位置的后侧，小空舱11沿船宽方向的宽度为a，并且a+b>b0，即小空舱11的内侧侧壁位于b0线的内侧。小空舱11由艏部货舱内壳4、防撞舱壁5、内侧侧壁12、左侧侧壁13、艏部货舱内底板9和船体外底板10组成。

计算破舱稳性时，需要考虑货舱，压载舱，及双层底同时破损的最严厉的条件，这时破损稳性往往不能满足规范要求；为保证艏部货舱区域破舱计算满足规范要求，本实施例在双层底两端分别增加一个水密小空舱区域，从而保证双层底区域均位于b0范围内，这样在计算破舱稳性时不需要再考虑双层底破损，即可满足规范要求。

下面通过具体实施例对本实用新型进一步进行说明。

减小艏部货舱1双壳将增大艏部货舱的货舱舱容，提高了艏部货舱1装货量，降低均质装载时的中垂弯矩，减小了船中变形，将艏部货舱区域内的双壳宽度范围采用5-11.5m以内，艏部货舱的双壳宽度值小于传统矿砂船双壳宽度后，通过增加额外的稳性和强度等校核计算，以保证船舶的安全性，传统矿砂船的双壳结构bc通常采用公式：

bc＝b0+△y，δy>0,以获得合适的货舱容积匹配铁矿砂高的货物密度，50m以上船宽时，δy常在1.8m左右。艏部货舱的双壳宽度b大于1.8米，且小于b0，即1.8米≤bm≤b0,其它双壳宽度接近b或者等于b0，即b≈b0。

其中：bc为传统矿砂船双壳宽度，b0为传统矿砂船的理论最小双壳宽度，其值与船宽b有关，根据公式：

最小值1.8m由施工最低要求决定。

艏部货舱需要增加的额外稳性和强度校核有：

根据illcreg.27校核破舱稳性时，横向破损范围需要达到min.(b/5,11.5m)，因此，艏部货舱区域破损时，需要同时考虑艏部压载舱和艏部货舱同时破损时的稳性，并校核艏部货舱进水时的进水结构强度。

以b＝60米为例：

实施例1，传统31万吨矿砂船案例：双壳宽度b在防撞舱壁一端bm＝12.8m，bf＝12.1m其他货舱双壳宽度b取ba＝16m时,货舱舱容约187,000m3，满载时铝矾土舱容利用119％。因此，货舱容积不足，差19％货舱容积，无法实现铝矾土满足运营。

实施例2，双壳宽度b在防撞舱壁一端bm＝11.5m，bf＝8.0m其他货舱双壳宽度b取ba＝11.5m时，货舱舱容可达到230,000m3，中垂弯矩下降约48％，满载时铝矾土舱容利用率约为90％。

实施例3，双壳宽度b在防撞舱壁一端bm＝5.0m，bf＝8.0m，其他货舱双壳宽度b取ba＝11.5m时，货舱舱容可达到233,000m3，中垂弯矩下降约58％，满载铝矾土舱容利用率约为88.9％。

实施例4，双壳宽度b在防撞舱壁bm＝1.8m，bf＝8.0m，其他货舱双壳宽度b取ba＝11.5m时，货舱舱容可达到235,000m3，中垂弯矩下降约68％，满载铝矾土舱容利用率约为88.1％。

综上所述采用该新型双壳构造宽度的矿砂船，设计上可满足承运铝矾土的货舱舱容要求，并且中垂弯矩有显著下降。该船体采用该新型双壳构造宽度的设计的矿砂船具有足够大的货舱舱容来运输铝矾土，并且能够明显降低中垂弯矩和船肿变形。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质，在本实用新型的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围之内。