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冰区油船技术的最新发展

IT圈 admin 25浏览 0评论

2024年5月8日发(作者:仲孙安春)

冰区油船技术的最新发展

(2012-01-19) 编辑发布:中国船舶在线 阅读次数:25次

【摘要】冰区船舶建造从国家来看,韩国可谓一枝独秀

世界冰区主要分布在南北极附近水域,包括波罗的海、北极水域和鄂霍次克海。在从

事冰区船舶设计和操作时,对于冰情的了解必不可少。目前世界气象组织将海冰分为第一

年冰和多年冰,其中第一年冰的特点是厚度不超过1.2米,冰强度低,多年冰的特点是厚

度可以达到3米以上,冰强度高。

目前,世界上的一些主要规范所适用的冰级范围不同,FSICR主要适用于第一年冰,

国际船级社协会(IACS)极地船舶规则适用于多年冰,俄罗斯海事局的冰级规则适用于非

北极海域的第一年冰和极地海域的多年冰。从技术上来看,冰级会对船体舷侧结构和舵布

置、推进器和轴系、装机功率等方面有一些具体的要求。就芬兰-瑞典冰级规则中的1A冰

级而言,船舶的结构能承受0.8米厚的第一年薄冰层载荷压力,装机功率能够支持船舶以

5节的航速在1米厚的碎冰航道上前行。

据LR统计,截至2011年10月,全球运营中的冰区油船船队(以芬兰-瑞典冰级符号

为统计标准)共有364艘、2129.85万载重吨,其中1A Super冰级油船有29艘、79.3万

载重吨,1A冰级油船有126艘、1041.2万载重吨,1B冰级油船有85艘、327.8万载重吨,

1C冰级油船有124艘、681.6万载重吨。

如果按照船型来分,以载重吨计,冰区原油船最多,达到945.5万顿;以艘数计,冰

区成品油船最多,达到195艘。如果以吨位量分析,阿芙拉型冰区油船不仅艘数最多,而

且总吨位也最大。

从冰区船舶建造国家来看,韩国可谓一枝独秀,建造量占世界冰区油船建造市场的

68.3%,其次是克罗地亚和日本,市场份额分别为10.0%和7.3%。从建造船厂来看,也可

以说明韩国在冰区油船建造市场的领导地位,世界前5大冰区油船建造厂有4家为韩国船

厂,分别是现代重工、三星重工、STX造船、大宇造船与海洋工程。

从冰区油船的船东来看,前12位航运公司均分布在欧洲,其中前三位分别是俄罗斯

的Sovcomflot公司和希腊的Delta Tankers公司与Tsakos航运&贸易公司。

俄罗斯北极西部地区的自然资源运输路线

各种冰区油船所占船队份额统计

AARC开发的采用双动技术的冰区油船

1A Super冰级油船“Mastera”号

AARC公司开发了一型用于波罗的海和伯朝拉河石油运输的10.6万载重吨油船,具备

芬兰-瑞典1A Super冰级符号,日本住友重工为Fortum油气公司建造了2艘该型油船,

分别是“Tempera”号和“Mastera”号。

该型船采用双动技术,球鼻艏能够在波罗的海薄冰环境下操作,破冰型船尾能够在波

罗的海严重冰情下独立操作。船尾安装有一个可以360°旋转的Azipod推进器,极大地

提高了油船的操纵性,并配备一个直径为7.6米的定距螺旋桨,采用“牵引”模式,在吊

舱转动时可以作为首部螺旋桨使用。船体结构按照40年的疲劳寿命设计,配备有一套监

控钢板疲劳程度的控制系统。在最大输出功率工况下,船首系柱拉力超过2000kN,船尾

系柱拉力超过1700kN。

通过冰模试验可知,该型船满足芬兰-瑞典1A Super冰级船舶在各种环境下操作的速

度要求,在暖冬时可以先采用球鼻艏在芬兰湾中操作,只有在大范围的碎冰场或大型冰脊

环境下才先采用船尾前行。具体到冰模试验的各种环境中,获得了如下试验结果:在平冰

环境下,该型船在薄平冰条件下船尾速度超过2.5m/s,在0.8米厚的厚平冰条件下航速

超过2.5节,在满载输出功率条件下,船首的破冰能力约为0.3米厚的薄平冰;在试验水

池通道环境下,该型船的速度超过3.4 m/s,这高于芬兰-瑞典1A冰级非密集厚冰通道要

求,同时满足1A Super冰级密集厚冰通道要求2.5m/s,5节;在碎冰环境下,该型船能

够以超过3节的速度在碎冰场,有效厚度约为4米的冰区前行,当采用压载吃水前行时穿

透碎冰场的能力更大,能够在4.5米厚的碎冰场以1.8m/s的速度前行;在冰脊环境下,

船尾能够在最大厚度为6~7米的冰脊中恒速移动,采用压载吃水时能够在厚度约8米的

冰脊中移动。

该船总长252米,型宽44米,结构载重量为10.62万载重吨,航速15.1节,货舱

12个,货舱容积12.363万立方米。动力推进装置为2台6320kW的瓦锡兰9L38B型柴油

机,2台4220kW的瓦锡兰6L38B型柴油机;1台1860kW的瓦锡兰6L26A型柴油机,1个

16000kW的ABB Azipod推进装置;1个定距螺旋桨。

Stena Bulk公司开发的多型冰区油船

冰区油船“Stena Arctica”号

1A冰级B-Max型油船

瑞典Stena Bulk公司开发了多型冰区油船,包括1A冰级的B-Max型、1B冰级的P-Max

型、1A Super冰级的阿芙拉型和1A冰级的巴拿马型等。

Stena Bulk公司为Neste Oil公司设计的冰区油船“Stena Arctica”号用于普里莫

斯克到芬兰湾或欧洲的原油运输,该船由现代重工建造,总长249.79米,型宽44米,型

深22米,载重11.71万载重吨,航速15节,动力装置为16660kW的现代-B&W 7S60ME-C,

1个直径为7.382米的冰区加强螺旋桨。该船拥有1A Super冰级符号,能够以5节的速

度在冰块厚度1米且上部冰冻层厚度0.1米的通道上航行。“Stena Arctica”号的船长

和船宽比普通阿芙拉型油船大,采用重型加强双体结构,钢板重量比普通阿芙拉型油船多

10%,采用坚固的冰带和额外加强的肋骨,在恶劣环境中可以多提供50%的主机功率。通

过船型优化,该船在通过丹麦海峡时,能够比相同单位油耗船舶多装载6000吨的货物。

据了解,该船以14节速度航行时的油耗为50吨/天,而一艘普通阿芙拉型油船以相同航

速航行时的油耗为47吨/天。

Stena Bulk公司还开发了20~25万吨的拥有芬兰-瑞典1A冰级符号的B-Max型原油

船,比运营在波罗的海的普通阿芙拉型油船提高60~80%的货物容量。该公司开发的26.65

万载重吨的B-Max型油船,总长325.5米,型宽66米,设计吃水仅为15米,货舱容量为

31.1万立方米。该船具备六大特点:全方位保护、采用附加的预防措施、独特的操纵性、

双安全、一体化驾驶台控制系统、高载货量/浅吃水。

此外,Stena Bulk公司还开发了5.4万载重吨的P-Max型冰区油船,拥有1B冰级符

号(部分拥有1A冰级符号),用于在0.6米厚的中等冰况中操作。P-Max型油船总长182.9

米,型宽40米,吃水为11.3米,压载吃水时的航速为17.2节,装载时的航速为16.5节,

比大部分沿海油船都快。货舱容积7.03万立方米,货舱数10个,能够比相似长度、吃水

相同的油船提高30%的货物装载能力。该型船安装有双动力推进装置,双机双桨双舵,进

一步提高了船舶的冗余度。采用一体化驾驶台控制系统,具有360°的视角。

现代重工建造的环保冰区油船

冰区油船“Moskovsky Prospect”号

2010年,现代三湖重工交付给Sovcomflot公司一艘阿芙拉型冰区油船“Moskovsky

Prospect”号,该船将与其他3艘姐妹船投入到波罗的海和俄罗斯远东地区运营。

“Moskovsky Prospect”号采用双壳结构,具有DNV的“Arctic”、“Deice-C”、“Winterized

Cold”(-20℃、-30℃)船级符号,冰级符号为1B。除了采用特殊的冰级技术外,该船

还采用了一些最新的环保技术,比如燃油舱保护、涂层保护性能标准、满足欧洲港口和加

利福尼亚水域要求(主机、柴油发电机、船用汽油锅炉的使用),并满足共同结构规范要

求。船上可以居住30名船员,居住在机舱上方的甲板室,远离主机和烟囱以减少可能的

噪声和振动影响,同时为了提供船员舒适度,该船还配有一个游泳池、桑拿室和卫星TV

等。

该船总长249.99米,型宽44米,载重11.39万载重吨,航速15节,货舱14个,货

舱容积约13万立方米,动力推进装置1台功率为14280kW的MAN B&W 6S60MC-C8型柴油

机;1个直径为7.2米的定距螺旋桨。

>> 专家提示

从冰区油船航运公司来看,北极周边国家一方面拥有丰富的油气资源,另一方面拥有

丰富的冰区油气运输经验,其国内的大型航运公司和能源公司都是近年来冰区油船的订造

者,比如Sovcomflot公司。因此在寻找未来冰区船舶的客户时,可以从北极周边国家的

大型航运公司入手。

从冰区油船的建造国家和船厂来看,中国的冰区油船建造单从规模上看就远逊于韩

国,未来在冰区油船建造市场仍需努力。

从上述列举的几型冰区油船来看,俄罗斯北极地区、波罗的海都是冰区油船的主要运

输路线。需要说明的是,除了上述地区,北极其它海域的油船运输也值得关注。

从双动技术的开发来看,船首与船尾均能破冰、使用吊舱推进等特点极好地平衡了敞

水性能和破冰性能,为冰区船舶开创了新的操作方式,其创新思路值得我们学习。

未来规范规则对冰区船舶的要求或许会越来越高,因此对规范的跟踪与解读,将会极

大地影响冰区船舶的设计,比如IMO最初制定的是有关北极冰区船舶的规则,到了2009

年就将范围扩大到包括南极在内的所有极地区域。

受规则规范等因素的影响,冰区油船除了冰区能力外,未来可能还会同时关注环保性、

船员的舒适性等,这可以从现代重工建造的“Moskovsky Prospect”号油船可见一斑。

这些经典的冰区油船均为新建,此外还存在船舶冬化等业务,比如非冰级船舶改装为

冰级船舶、冰级符号升级等,因此这种业务也值得关注。

据某些科学家分析,北极最早将在21世纪30年代末期出现大多数年份的夏末不冻现

象,这样北极水域将成为一条比较重要的油气运输通道,不过北极通道目前处于开发初期,

而且北极水域的变化无法提前预测,因此目前制定全方位的北极冰区油船船型开发尚不大

现实。倒是从目前在营的冰区油船船队来看,该市场具有一定的规模,现有航线可以作为

现阶段的目标,因此研读世界现有的先进冰区油船船型并进行优化,或许是未来一段时间

冰区船型开发的有效策略。

2024年5月8日发(作者:仲孙安春)

冰区油船技术的最新发展

(2012-01-19) 编辑发布:中国船舶在线 阅读次数:25次

【摘要】冰区船舶建造从国家来看,韩国可谓一枝独秀

世界冰区主要分布在南北极附近水域,包括波罗的海、北极水域和鄂霍次克海。在从

事冰区船舶设计和操作时,对于冰情的了解必不可少。目前世界气象组织将海冰分为第一

年冰和多年冰,其中第一年冰的特点是厚度不超过1.2米,冰强度低,多年冰的特点是厚

度可以达到3米以上,冰强度高。

目前,世界上的一些主要规范所适用的冰级范围不同,FSICR主要适用于第一年冰,

国际船级社协会(IACS)极地船舶规则适用于多年冰,俄罗斯海事局的冰级规则适用于非

北极海域的第一年冰和极地海域的多年冰。从技术上来看,冰级会对船体舷侧结构和舵布

置、推进器和轴系、装机功率等方面有一些具体的要求。就芬兰-瑞典冰级规则中的1A冰

级而言,船舶的结构能承受0.8米厚的第一年薄冰层载荷压力,装机功率能够支持船舶以

5节的航速在1米厚的碎冰航道上前行。

据LR统计,截至2011年10月,全球运营中的冰区油船船队(以芬兰-瑞典冰级符号

为统计标准)共有364艘、2129.85万载重吨,其中1A Super冰级油船有29艘、79.3万

载重吨,1A冰级油船有126艘、1041.2万载重吨,1B冰级油船有85艘、327.8万载重吨,

1C冰级油船有124艘、681.6万载重吨。

如果按照船型来分,以载重吨计,冰区原油船最多,达到945.5万顿;以艘数计,冰

区成品油船最多,达到195艘。如果以吨位量分析,阿芙拉型冰区油船不仅艘数最多,而

且总吨位也最大。

从冰区船舶建造国家来看,韩国可谓一枝独秀,建造量占世界冰区油船建造市场的

68.3%,其次是克罗地亚和日本,市场份额分别为10.0%和7.3%。从建造船厂来看,也可

以说明韩国在冰区油船建造市场的领导地位,世界前5大冰区油船建造厂有4家为韩国船

厂,分别是现代重工、三星重工、STX造船、大宇造船与海洋工程。

从冰区油船的船东来看,前12位航运公司均分布在欧洲,其中前三位分别是俄罗斯

的Sovcomflot公司和希腊的Delta Tankers公司与Tsakos航运&贸易公司。

俄罗斯北极西部地区的自然资源运输路线

各种冰区油船所占船队份额统计

AARC开发的采用双动技术的冰区油船

1A Super冰级油船“Mastera”号

AARC公司开发了一型用于波罗的海和伯朝拉河石油运输的10.6万载重吨油船,具备

芬兰-瑞典1A Super冰级符号,日本住友重工为Fortum油气公司建造了2艘该型油船,

分别是“Tempera”号和“Mastera”号。

该型船采用双动技术,球鼻艏能够在波罗的海薄冰环境下操作,破冰型船尾能够在波

罗的海严重冰情下独立操作。船尾安装有一个可以360°旋转的Azipod推进器,极大地

提高了油船的操纵性,并配备一个直径为7.6米的定距螺旋桨,采用“牵引”模式,在吊

舱转动时可以作为首部螺旋桨使用。船体结构按照40年的疲劳寿命设计,配备有一套监

控钢板疲劳程度的控制系统。在最大输出功率工况下,船首系柱拉力超过2000kN,船尾

系柱拉力超过1700kN。

通过冰模试验可知,该型船满足芬兰-瑞典1A Super冰级船舶在各种环境下操作的速

度要求,在暖冬时可以先采用球鼻艏在芬兰湾中操作,只有在大范围的碎冰场或大型冰脊

环境下才先采用船尾前行。具体到冰模试验的各种环境中,获得了如下试验结果:在平冰

环境下,该型船在薄平冰条件下船尾速度超过2.5m/s,在0.8米厚的厚平冰条件下航速

超过2.5节,在满载输出功率条件下,船首的破冰能力约为0.3米厚的薄平冰;在试验水

池通道环境下,该型船的速度超过3.4 m/s,这高于芬兰-瑞典1A冰级非密集厚冰通道要

求,同时满足1A Super冰级密集厚冰通道要求2.5m/s,5节;在碎冰环境下,该型船能

够以超过3节的速度在碎冰场,有效厚度约为4米的冰区前行,当采用压载吃水前行时穿

透碎冰场的能力更大,能够在4.5米厚的碎冰场以1.8m/s的速度前行;在冰脊环境下,

船尾能够在最大厚度为6~7米的冰脊中恒速移动,采用压载吃水时能够在厚度约8米的

冰脊中移动。

该船总长252米,型宽44米,结构载重量为10.62万载重吨,航速15.1节,货舱

12个,货舱容积12.363万立方米。动力推进装置为2台6320kW的瓦锡兰9L38B型柴油

机,2台4220kW的瓦锡兰6L38B型柴油机;1台1860kW的瓦锡兰6L26A型柴油机,1个

16000kW的ABB Azipod推进装置;1个定距螺旋桨。

Stena Bulk公司开发的多型冰区油船

冰区油船“Stena Arctica”号

1A冰级B-Max型油船

瑞典Stena Bulk公司开发了多型冰区油船,包括1A冰级的B-Max型、1B冰级的P-Max

型、1A Super冰级的阿芙拉型和1A冰级的巴拿马型等。

Stena Bulk公司为Neste Oil公司设计的冰区油船“Stena Arctica”号用于普里莫

斯克到芬兰湾或欧洲的原油运输,该船由现代重工建造,总长249.79米,型宽44米,型

深22米,载重11.71万载重吨,航速15节,动力装置为16660kW的现代-B&W 7S60ME-C,

1个直径为7.382米的冰区加强螺旋桨。该船拥有1A Super冰级符号,能够以5节的速

度在冰块厚度1米且上部冰冻层厚度0.1米的通道上航行。“Stena Arctica”号的船长

和船宽比普通阿芙拉型油船大,采用重型加强双体结构,钢板重量比普通阿芙拉型油船多

10%,采用坚固的冰带和额外加强的肋骨,在恶劣环境中可以多提供50%的主机功率。通

过船型优化,该船在通过丹麦海峡时,能够比相同单位油耗船舶多装载6000吨的货物。

据了解,该船以14节速度航行时的油耗为50吨/天,而一艘普通阿芙拉型油船以相同航

速航行时的油耗为47吨/天。

Stena Bulk公司还开发了20~25万吨的拥有芬兰-瑞典1A冰级符号的B-Max型原油

船,比运营在波罗的海的普通阿芙拉型油船提高60~80%的货物容量。该公司开发的26.65

万载重吨的B-Max型油船,总长325.5米,型宽66米,设计吃水仅为15米,货舱容量为

31.1万立方米。该船具备六大特点:全方位保护、采用附加的预防措施、独特的操纵性、

双安全、一体化驾驶台控制系统、高载货量/浅吃水。

此外,Stena Bulk公司还开发了5.4万载重吨的P-Max型冰区油船,拥有1B冰级符

号(部分拥有1A冰级符号),用于在0.6米厚的中等冰况中操作。P-Max型油船总长182.9

米,型宽40米,吃水为11.3米,压载吃水时的航速为17.2节,装载时的航速为16.5节,

比大部分沿海油船都快。货舱容积7.03万立方米,货舱数10个,能够比相似长度、吃水

相同的油船提高30%的货物装载能力。该型船安装有双动力推进装置,双机双桨双舵,进

一步提高了船舶的冗余度。采用一体化驾驶台控制系统,具有360°的视角。

现代重工建造的环保冰区油船

冰区油船“Moskovsky Prospect”号

2010年,现代三湖重工交付给Sovcomflot公司一艘阿芙拉型冰区油船“Moskovsky

Prospect”号,该船将与其他3艘姐妹船投入到波罗的海和俄罗斯远东地区运营。

“Moskovsky Prospect”号采用双壳结构,具有DNV的“Arctic”、“Deice-C”、“Winterized

Cold”(-20℃、-30℃)船级符号,冰级符号为1B。除了采用特殊的冰级技术外,该船

还采用了一些最新的环保技术,比如燃油舱保护、涂层保护性能标准、满足欧洲港口和加

利福尼亚水域要求(主机、柴油发电机、船用汽油锅炉的使用),并满足共同结构规范要

求。船上可以居住30名船员,居住在机舱上方的甲板室,远离主机和烟囱以减少可能的

噪声和振动影响,同时为了提供船员舒适度,该船还配有一个游泳池、桑拿室和卫星TV

等。

该船总长249.99米,型宽44米,载重11.39万载重吨,航速15节,货舱14个,货

舱容积约13万立方米,动力推进装置1台功率为14280kW的MAN B&W 6S60MC-C8型柴油

机;1个直径为7.2米的定距螺旋桨。

>> 专家提示

从冰区油船航运公司来看,北极周边国家一方面拥有丰富的油气资源,另一方面拥有

丰富的冰区油气运输经验,其国内的大型航运公司和能源公司都是近年来冰区油船的订造

者,比如Sovcomflot公司。因此在寻找未来冰区船舶的客户时,可以从北极周边国家的

大型航运公司入手。

从冰区油船的建造国家和船厂来看,中国的冰区油船建造单从规模上看就远逊于韩

国,未来在冰区油船建造市场仍需努力。

从上述列举的几型冰区油船来看,俄罗斯北极地区、波罗的海都是冰区油船的主要运

输路线。需要说明的是,除了上述地区,北极其它海域的油船运输也值得关注。

从双动技术的开发来看,船首与船尾均能破冰、使用吊舱推进等特点极好地平衡了敞

水性能和破冰性能,为冰区船舶开创了新的操作方式,其创新思路值得我们学习。

未来规范规则对冰区船舶的要求或许会越来越高,因此对规范的跟踪与解读,将会极

大地影响冰区船舶的设计,比如IMO最初制定的是有关北极冰区船舶的规则,到了2009

年就将范围扩大到包括南极在内的所有极地区域。

受规则规范等因素的影响,冰区油船除了冰区能力外,未来可能还会同时关注环保性、

船员的舒适性等,这可以从现代重工建造的“Moskovsky Prospect”号油船可见一斑。

这些经典的冰区油船均为新建,此外还存在船舶冬化等业务,比如非冰级船舶改装为

冰级船舶、冰级符号升级等,因此这种业务也值得关注。

据某些科学家分析,北极最早将在21世纪30年代末期出现大多数年份的夏末不冻现

象,这样北极水域将成为一条比较重要的油气运输通道,不过北极通道目前处于开发初期,

而且北极水域的变化无法提前预测,因此目前制定全方位的北极冰区油船船型开发尚不大

现实。倒是从目前在营的冰区油船船队来看,该市场具有一定的规模,现有航线可以作为

现阶段的目标,因此研读世界现有的先进冰区油船船型并进行优化,或许是未来一段时间

冰区船型开发的有效策略。

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