中国油船研发史：超大型油船凯梦号成功建造

近年来，随着国际规则、规范的频繁更新，以及航运界对节能船舶的迫切需求，中国船舶及海洋工程设计研究院在国家工信部精品船型课题的支持下，对超大型油船船型进行了换代开发，研发出节能、安全、环保的新一代超大型油船船型，并接获了批量订单。中国船舶及海洋工程设计研究院为招商轮船度身设计的最新一代31.8万吨超大型油船，正是该型船换代开发的代表产品。

2013年2月4日，上海外高桥造船有限公司与招商轮船签订了5艘绿色节能船型31.8万吨超大型油船建造合同，首制船“凯梦”号31.8万吨超大型油船（见图5-35）于2014年底交付。由于该船型首制船的良好性能表现，上海外高桥造船有限公司与招商轮船追加签订了2艘建造合同。

该船总长约333米，型宽60米，型深 30.6米，设计吃水20.5米，结构吃水22.5米，载重量（结构吃水）31.8万吨。

31.8万吨超大型油船换代开发船型关键技术有以下三点：

（一）以能效设计为核心的总体设计

在EEDI规范生效及燃油价格不断上涨的背景下，现有船舶的总体设计思路较以往有所变化，对船舶的整体性能的平衡提出了更高的要求。EEDI指数及主机日油耗是目前用于衡量船舶能效水平最重要的两个指标。通过对EEDI及船舶主机日油耗的深入研究，探寻了其内部规律及改进方法，对改善能效设计指数、降低船舶油耗水平的途径进行论证分析，得出改善能效的方法主要有以下途径：线型水动力性能优化；节能装置应用；大直径螺旋桨优化；降低空船质量（降低方形系数）；主机单位油耗优化（主机选型、主机选点、负荷模式）。通过以上对改善能效设计指数、降低船舶油耗水平途径的论证分析，找出了具体的能效优化措施，并在船型优化中加以贯彻，使换代开发船型较原型船的能效水平有了大幅度的提升。

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图5-35　首制船“凯梦”号31.8万吨超大型油船

（二）以轻量化为核心的结构设计

以减轻结构质量为首要目标，通过满足CSR的描述性分析技术、基于整个货舱范围的舱段有限元分析技术、以及基于全船范围有限元模型的振动分析技术，对结构设计进行优化研究。从结构的整体布置到构件尺寸和材料的合理选取，多方面、多角度寻求优化空间；深入研究CSR要求，对决定构件尺寸的影响因素进行分析，得出优化设计思路；通过理论分析与多方案比较，在节省质量的同时兼顾工艺，得到优化的设计方案。重点对以下四个方面进行优化分析与设计，达到减轻结构质量的目的：① 构件布置；② 高强度钢应用；③ 船首底部砰击区结构；④ 甲板室及翼桥区域结构。通过以CSR为核心的结构设计关键技术研究，使换代开发船型在保证结构强度和振动性能的前提下，满足CSR的结构质量较母型船减轻约6.3%，为能效水平的提升提供保证，同时有效地较低了钢料成本。

（三）满足环保规范要求的系统优化

船舶的环境污染问题将成为未来影响船舶营运市场的重要因素。通过对以环保公约要求为核心的环保规范研究，在升级换代船型具体的技术设计中积极反映相关要求，增加必要的设备，并从总体上进行合理的布置和系统优化设计。对于尚未正式生效的环保规范或船级社的绿色护照和环保船级要求，提出合理的解决方案，掌握了超大型油船满足最新环保要求的解决途径。

31.8万吨超大型油船的主要技术亮点包括：国际上首次采用超大型油船直立船首，结合线型优化、节能装置应用、G型主机优化、大直径螺旋桨优化等多种节能手段，使能效指标达到国际先进水平；更高的载货能力，载重量318 500吨，货舱舱容358 000立方米；结构优化设计大幅降低空船质量，提升了船型的建造经济性和营运经济性；实船验证的全船振动噪声性能优异，满足最新的噪声标准；配置了压载水处理装置，同时创新设置了压载溢流舱，满足压载舱防泥沙沉积设计。

31.8万吨超大型油船在上海外高桥造船有限公司获得了7艘订单，已全部成功交付。以此为基础，中国船舶及海洋工程设计研究院进一步设计完成了满足HCSR的30万吨超大型油船，并获得金海重工股份有限公司（以下简称“金海重工”）2艘订单，取得了十分积极的经济效益及社会效益。