总体设计理念和船舶与海洋工程实践探究
时间：2020-12-18 12:04:11 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：船舶与海洋工程是一项复杂且系统的工程，更是关系经济发展的重要工程。其总体设计在于体现经济性、功能性、安全性等多方面性能，以至于当前船舶与海洋工程设计面临的主要问题在于基于何种设计理念和应用哪种方法以及工具而达到预期经济目标或更高层次经济效益。科学合理的设计思路结合服务对象目标中的核心技术，再运用强大功能的设计工具必然能达到事半功倍效果，得出高性价比设计方案，对船舶与海洋工程实践有着重要的现实意义。对此，本文则以船舶与海洋工程总体设计方法为切入点，结合设计目标和相关案例分析其主要方式，望给予相关工作人员提供参考。
关键词：船舶与海洋工程；总体设计理念；实践
船舶是我国经济贸易发展不可缺少的组成，有着悠久的发展历史。海洋工程和船舶工程相比也起步较晚，从20世纪中叶开始，因不断开发的海洋资源才有所崛起，但其发展则有着强猛的势头。该工程主要目的在于为了很好地服务对象为海上能源终端和油气开采而形成的如钻井平台、勘测船、铺管船、钻井船、起重船、半潜运输船、油田模块等具有特殊功能产品。因而也决定海洋工程设计和实践的标准为能更好地满足在生命周期内持续地服务于海上油田，总体设计也应参考上述理念，由此一来才能提高船舶设计水平，满足船东和船厂需求。
1船舶与海洋工程总体设计理念
船舶与海洋工程作为一项复杂工程，总体设计要求达到的安全性指标和各项功能性应属于相互制约和相互影响的关系，如果单独满足某项指标或参数可能较为容易，然而想要寻求满足所有设计要求方案不仅较为困难，有时可以称之为无法做到的事情。80年代计算机技术也实现快速普及，船舶与海洋工程也开始应用计算机辅助设计系统和多目标优化理论，也在此过程中开始发展船舶专家设计系统，无疑为总体设计提供了更多的生命力和灵活性。
2实例分析
2.1实例背景
近年来，随着我国经济水平的不断提升，自然而然地带动了贸易发展，船舶作为发展贸易不可缺少的途径，国家也针对海运业排放污染情况提出相应的法律法规政策对其实施限制，以至于很多航运企业开始创设设计和寻找可替代排放污染物的燃料以及采取有效经营方式减少对环境污染，也可达到提高航运公司经济效益目的。在船只上运用天然气作为推进电站和动力燃料可有效满足排放要求。燃用气体燃料可其他石油燃料相比具有显著的环保优势，其中LNG作为船舶动力和电站燃料有望减少CO2排放，SOx和颗粒排放在此过程中也会有所降低。国际海事组织在2004年提议制定以燃气为船舶燃料的国际法规，明确规定燃用LNG的动力装置的具体安装和区域布置，保证其可信任性、可靠性、安全性等整体性能方面可以达到与传统燃用燃油用力裝置相持平状态，在一定程度上也会扩大成本优势。
2.2集装箱船船型设计
一般集装箱船型设计通过有效调整船宽，减少燃用天然气和压载水提高能效。某船舶企业全新开发的集装箱船为了大幅度提高能效则选择增加船宽形式，将原有的船宽从34.8m扩展到37.3m左右，其主机功率和载重量则和原先相同，同时有利于提高船舶能效。通常集装箱可以承受的载荷为9t/TEU～12tTEU，假设船舶在极限吃水状态下其承受载荷为10t/TEU，则需要将船宽扩展到37.m后才能有效减少所需压载水，这种设计方式在于可以更好地节约用于处理压载水能源，尤其在保证相同载荷和航速的基础上运用较大船宽设计比原先的设计更能体现节能效果。
2.3邮轮船型设计
航运事业在未来发展中可以在油轮船装置燃用液化天然气或无压载水装置达到提高能效目的。挪威船级社在2010年发布一艘新概念轮船样式，从外观看采用V型船体和布置货舱，实现零压载水，也减少船型湿表面积，使方形系数得到降低。与此同时该油轮主机为高压双燃料低速机型，燃料为液化天然气，船用轻柴油为主要引燃燃料并作为货油泵生产蒸汽。该油轮和传统油轮相比具有显著的环保性，能减少二氧化碳排出量，无需运用压载水，不仅有效消除挥发性有机化合物的货油蒸汽排放且还能对其反复利用，减少能源消耗量为15%～25%左右，该船型氮氧化合物减排可超过70%～80%左右。
2.4三桩腿自升式钻井平台设计
该平台设计对平衡艺术十分注重，三桩腿在自升式钻进平台设计中属于常见形式，安全性是该设计的首要标准，在于保证钻进平台结构可靠性和安全性，更能保证工作人员和生产安全、同时该平台还要求先进性和实用性，充分考虑海上作业需求，力求方便生活和生产，通过运用先进技术使技术性能指标可以达到预期效果和世界先进水平，最重要在于能较好地适用于广泛的水域，不仅具备较强的作业能力，还能兼顾工艺性和经济性。此外设计过程中应充分考虑海上施工特点制作船舶与海洋工程建造和维护方案，降低工作人员劳动强度的同时进一步提高劳动生产率。自升式钻进平台和常规船舶设计不同的点在于前者具备不同的环境条件、作业水深、钻深、抬升能力、空船重量、拖航稳性、可变载荷、站立稳性等重要评价，正是这些指标会对钻进平台的桩腿桩靴尺寸、桩腿间距、主尺度的等外形参数形成直接影响，但仍然不会改变螺旋式设计理念，因为自升式钻井平台是不同指标和参数之间的统一体，在设计中可以达到良好的平衡效果。
3结语
总而言之，随着经济水平的大幅度提升和社会快速发展，船舶与海洋工程实践也应紧随时代发展步伐优化设计，结合实际情况选择较为合适的设计方法，再运用全新总体设计理念对船舶与海洋工程项目进行设计，不仅是船舶与海洋工程总设计师应具备的专业素质，也在于提高设计质量，更好地满足船东与船厂需求，从而获得更为显著的经济效益。
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（作者单位：江苏亚星锚链股份有限公司）
