中国首艘不锈钢化学品船及其研发历程

化学品船（具体定义参见第二章“油船种类与典型特征”）是一种设计和建造难度较大的高技术、高附加值船型，自问世以来的60多年，经历了几代的发展，设计和建造水平有了很大提高。货舱区域采用双底、双壳结构，货舱数量逐渐增多，可装运的货品种类繁多，设有先进的货物隔离、货舱监测和控制、加热/冷却、透气、检测、报警系统，普遍采用深井泵装卸系统使营运性更加灵活。

我国上海海运局1984年率先从国外购入5艘3 000～7 000吨化学品船。

大连造船厂是国内第一家建造特涂化学品船的船厂。其为挪威船舶所有人建造的82 300吨化学品成品油船于1987年3月交船，其特涂工艺是引进的专利技术。

青山船厂是国内第一家建造不锈钢液货舱化学品船的船厂，其为比利时建造的第一艘不锈钢液货舱化学品船于2002年12月交船，其前期设计由国外承担，不锈钢舱采用了进口的双相不锈钢板材，由国外加工成型后在船厂安装。不锈钢的焊接工艺也由国外提供。

国内第一艘自行设计的特涂化学品船是由上船院完成的。1989年上船院为南京油运设计了4 000吨江海型化学品/成品油船，由青山船厂建造，首制船于1992年交付。

国内第一艘自行设计的不锈钢化学品船是由上船院完成的。2003年南京扬洋化工运贸有限公司与上船院签订了3 000吨不锈钢化学品船的设计合同，由重庆川东造船厂（现重庆川东船舶重工有限公司）建造，首制船于2006年交付。

表5-8列举了截至2020年我国设计和建造的部分不锈钢化学品船的主要技术参数、设计/建造/交船情况。

表5-8　我国设计、建造的典型不锈钢化学品船的主要技术参数、设计/建造/交船情况（截至2020年）

（续表）

（续表）

备注：部分数据来源于IHS船舶数据库（12.01版本）。

以下为我国研发的典型不锈钢化学品船。

（一）3 000吨不锈钢化学品船

2000年以前，不锈钢化学品船的设计、建造基本由日本、韩国船厂垄断，我国只是购买了少量国外淘汰的不锈钢化学品船以满足国内化学品运输市场的需求。

面对日益增长的化学品运输的需求，南京扬洋化工运贸有限公司决定试水不锈钢化学品船。根据运量的需求，该公司确定建造两艘载重量为3 000吨的不锈钢化学品船。

2003年10月，南京扬洋化工运贸有限公司与上船院签订3 000吨不锈钢化学品船的设计合同，入级CCS。2004年2月，南京扬洋化工运贸有限公司与重庆川东造船厂签订建造合同。

首制船“宁华417”号3 000吨不锈钢化学品船（见图5-39）于2006年2月交付。该船总长92.52米，型宽15.00米，型深7.40米，设计吃水 5.40米，结构吃水5.40米，载重量3 648.90吨。液货舱舱容4 040.0立方米。

图5-39　“宁华417”号3 000吨不锈钢化学品船

该船为钢质单甲板、双壳双底、单螺旋桨、中速柴油机推进的成品油/化学品船，可适载运闪点60摄氏度以下的成品油及IMOⅡ、Ⅲ类化学品，主要航行于中国沿海、日本、东南亚海域，并能进长江直至南京，属江海直达远海航区船。

3 000吨不锈钢化学品船的设计特点主要是：

（1）液货舱材料采用316L不锈钢。当时的«散装运输危险化学品船舶构造与设备规范»第17章中对有些货品必须用不锈钢液货舱承运有明确的规定，例如甲酸、硝酸铵溶液、聚硫酸铁溶液等。不锈钢货舱特别适用于承运强酸、强碱物质，货舱内基本没有任何结构构件，便于卸货后的有效洗舱，减少换装货品时对货物的污染，保证了承运化学品的纯度。

（2）液货舱内壳体线型的设计。由于该种船型吨位较小，边舱和双层底内空间狭小，而化学品船对于危险区域内的通行要求比较高，因此有必要设计一个合理的内壳体线型，在保证舱容最大化的前提下能够保证危险区域内有足够的通行空间和施工空间，并且使内壳体成为一个多面体形式，所有的内壳板均为平面板材。需要经过反复的尝试，才能做到既满足设计任务书要求的货舱舱容指标，又便于船厂的焊接施工。

（3）液货系统的设计。该船的液货区由一道中纵水密舱壁和7道横向水密舱壁隔成10个液货舱和1个污液舱。每个液货舱和污液舱配1台液压深潜泵。每一航次最多能承运5种不必用隔离舱隔离的化学品液货。装卸每种货品的液货管系彼此独立，互不相通，确保了装卸过程中货品的纯度。

3 000吨不锈钢化学品船是国内首艘自主设计、建造的不锈钢化学品船，填补了我国在不锈钢化学品船设计、建造领域的空白。该船的成功营运为上船院赢得了大量的不锈钢化学品船的设计订单；也为重庆川东造船厂赢得了生机，其后几年该厂承接了10多艘不锈钢化学品船的建造合同，成为当时国内特种船舶建造基地。

（二）9 000吨不锈钢化学品船

2007年，伴随着不锈钢化学品船市场的蓬勃发展，作为国际化学品运输的顶尖公司，国内规模最大的专业液体化工品航运经营实体之一，中化国际敏锐地意识到不锈钢化学品船航运市场的商机。尽管该公司在2005年已建造10余艘3 600吨的不锈钢化学品船，但仍觉得还有必要扩大不锈钢化学品船船队的规模，进一步增加运力。当年，中化国际决定订造两艘载重量为9 000吨的不锈钢化学品船，并委托上船院进行设计。

中化国际根据公司化学品船营运的经验，在新造船的设计中提出了更加贴近营运实际的要求：每一液货舱需具备独立的液货装卸系统并配置独立的管系；船舶能载运环氧丙烷等蒸汽压力高的液货；船舶部分货舱须能承运甲苯二异氰酸酯等易与水起反应的液货；船舶须能承运硫酸等重密度的液货。

9 000吨不锈钢化学品船为钢质单甲板、双壳双底、单螺旋桨、中速柴油机推进的成品油/化学品船，适合载运闪点60摄氏度以下的成品油及IMOⅡ、Ⅲ类化学品。该船主要航行于中国沿海、日本、东南亚海域，属于无限航区船舶。

9 000吨不锈钢化学品船是当时国内自主设计、建造的最大载重量的不锈钢化学品船，使我国在不锈钢化学品船的设计和建造方面又取得了新的突破。随着该船的成功设计与建造，国外船舶所有人也以该船为母型船与川东造船厂签订了一批9 000吨不锈钢化学品船的建造订单。

2007年5月，中化国际（控股）股份有限公司（以下简称“中化国际”）与重庆川东造船厂签订了9 000吨不锈钢化学品船的建造合同，入CCS级。2007年5月底，重庆川东造船厂与上船院签订了该船的设计合同。

首制船“中化重庆”号 9 000吨不锈钢化学品船（见图5-40）于 2010年1月交付，总长115.74米，型宽 18.60米，型深 10.00米，设计和结构吃水均为7.80米，载重量为9 167吨。液货舱舱容为9 703.4立方米。

图5-40　“中化重庆”号9 000吨不锈钢化学品船

9 000吨不锈钢化学品船的设计特点主要有：

（1）液货舱材料采用2205双相不锈钢。在当时市场行情下，2205双相不锈钢的单价高于316L不锈钢的单价，船舶所有人最初提出采用316L不锈钢的建议。根据设计单位的核算，由于316L不锈钢强度低于2205双相不锈钢的强度，若采用316L不锈钢，则舱壁板要增加到20毫米厚左右，一方面给船厂加工、施工带来难度，另一方面不锈钢总用量增加，不锈钢的总价并没有相应减少，而且还损失了载重量，因此最终决定采用 2205双相不锈钢货舱的建造方案。(www.xing528.com)

（2）液货系统的设计。该船的液货区由一道中纵水密舱壁和7道横向水密舱壁分隔成12个（6对）液货舱，其中最后1对液货舱兼做污液舱。

（3）该船能承运环氧丙烷等特殊货品。化学品船队中能承运环氧丙烷的船极少，而近来随着该货品在工业生产中的用量越来越多，船舶所有人对新造船能承运该货品的需求也越来越强烈。承运环氧丙烷的化学品船需满足«散装运输危险化学品船舶构造与设备规范»第15章第15.8条的设计要求。由于船舶在货舱设置冷却系统成本投入较大，因此通常会考虑提高货舱舱顶设计蒸发气压力大于0.06兆帕。

9 000吨不锈钢化学品船作为当时我国自主设计和建造的最大载重量的不锈钢化学品船，由于该船吃水较小，载货量适中，特别适宜在东南亚沿海国家从事化学品运输，经济效益十分可观。

（三）7 800吨不锈钢化学品船

7 800吨化学品船是重庆川东造船厂为中海海盛船务股份有限公司建造，共2艘，中国船舶及海洋工程设计研究院承担详细设计。中国船舶及海洋工程设计研究院于2010年开始详细设计，首制船于2013年交付。

该船采用2205不锈钢整体式液货舱，各舱均设有独立装卸系统、可装运高温度（75摄氏度）及高密度（1.54吨/立方米）货品的新型化学品船。该船为单机、单桨、单甲板，带有艏楼和艉楼，可散装运输动/植物油、IMOⅡ类和Ⅲ类化学品和MARPOL 73/78附则Ⅰ中的石油产品的Ⅱ型化学品船舶。该船符合中国船级社«散装运输危险品船舶构造与设备规范»关于Ⅱ型船的要求。该船设整体式重力液货舱，控制式透气系统。

7 800吨不锈钢化学品船（见图5-41）通过 7道水/油密横舱壁和 1道油密纵舱壁把货舱区划分为5对液货舱和1对污油水舱，每舱各配备一台电动深井泵，通过独立的管系可实现同时载运12种货品。该船主要航行于中国沿海、东南亚、东北亚等近海海区以及美国水域、巴拿马运河、苏伊士运河等无限航区，属国际航行船舶。

图5-41　7 800吨不锈钢化学品船

该船总长122.0米，型宽 17.5米，型深 9.4米，设计吃水 6.5米，结构吃水6.8米，货舱舱容 9 000立方米，载重量（设计吃水/结构吃水）7 300/7 800吨。该船入CCS级。

7 800吨不锈钢化学品船的关键技术有：

（1）主尺度的选择。通过搜集国内外同类船舶的资料认为适合该船的主尺度范围为：两柱间长100～110米；型宽 17.5～18.8米；型深8～10.4米。经初步核算，认为该船的型宽取18.3米较为合适，既有利于机舱布置又易于实现舱容指标。由于受到用户修船坞最大船宽的限制，最终型宽选取为 17.5米。在船宽约束条件下，欲达到载重量和舱容指标要求，可以通过增加型深或船长来实现。通过反复计算，综合平衡各项参数后，在满足最小干舷的条件下将型深确定为9.4米。最终的两柱间长适当增大到115.0米。

（2）线型设计与优化。为了增大货舱容积，提高船舶经济性，该船的方形系数较大。该船采用计算流体力学技术与传统经验设计相结合的方法，通过对比选优确定了该船的线型。该船线型设计除重点考虑快速性外，也关注了船的浮态。为了避免装载工况出现大纵倾，在满足快速性最佳浮心纵向位置的基础上，针对可能的空船重心纵向位置进行了敏感度分析，通过多种工况的配载，确保在各种装载工况下均具有较好的浮态，提高营运灵活性。

7 800吨化学品船是满足最新 IBC规则、SOLAS 1974、MARPOL 73/78的双相不锈钢化学品船。适装的货品多达700余种，首制船于2013年5月顺利交付，同年6月完成了第一次载运任务。与国内外同等吨位的IMOⅡ类化学品船相比，该船亮点是快速性指标较好、油耗较低。

（四）41 000吨不锈钢化学品船

41 000吨不锈钢化学品船（见图5-42）的船舶所有人为海南中化船务有限责任公司。该船由上船院设计，江苏韩通集团建造，共建造8艘。首制船于2016年6月交付，该系列船的最后一艘于2017年12月交付。该船的设计和建造，荣获了2019年中国船舶工业集团有限公司科学技术进步奖二等奖。其首制船入选英国皇家造船师工程学会«Significant Ships of 2016»优秀船型。

图5-42　41 000吨不锈钢化学品船

该船总长182.80米，型宽32.00米，型深15.70米，设计吃水 9.50米，结构吃水11.10米，载重量（结构吃水）约40 900吨。货舱容积43 600立方米，货舱材质为双相不锈钢（ASTMS 31803），货舱数量 30个，可同时装载货物种类30种。

该船设计特点主要有：

（1）最大的Ⅰ型不锈钢化学品船。截至目前，该船依然是具备Ⅰ型化学品符号的最大不锈钢化学品船，其复杂的分舱，完善的货物系统，灵活的营运能力，将使得该船长期居于先进化学品船的行列。

（2）更灵活地装载更多种类的化学品。该船具有不锈钢货物维护系统，高达99.9%的氮气纯度，三种货舱加热方式和独创的货舱冷却系统，高达0.6巴（1巴＝105帕）压力的货舱透气系统，最大 1.85吨/立方米的货物密度，完善的货舱隔离系统和货舱舱容分布，6根相互独立的蒸发气管线，船上可以制备超纯的去离子洗舱水和满足DNV ETC96的洗舱阴影面积，等等。使得该船可以装载IBC Code（2012年修正案）第 17章 752种货品中的 712种、全部 18章的46种货品以及MARPOL 73/78附则中除原油、沥青等特殊货品外的全部油品，远超绝大多数同类型船舶。

（3）更大的载重量/港口适应性。该船载重量大，在11.1米吃水下的载重量甚至超过船体分舱更简单的大型MR船型；载重量和纵倾按照多个有吃水限制的目标港口进行了优化设计，使得该船可以在尽可能多地装货的同时保证合适的纵倾，确保了该船的技术优势得以充分发挥。

（4）更经济的营运成本。体现在该船具有更低的油耗，更方便的纵倾调整能力，更完善的热量利用系统，更方便的港口操纵能力，更佳的货舱分布和更灵活的货物系统。其中油耗，是基于更大的载重量和空船质量，较高转速主机和不使用导管等节能装置的情况下得到的，20.4吨的主机日油耗，使得该船的营运成本低于船舶所有人最初的预期，在实际的市场竞争中也具有较大的优势。

41 000吨不锈钢化学品船是上船院自行研发设计、具有完全自主知识产权的一款精品船型，是目前已知最大的Ⅰ型不锈钢化学品船，具有集适货能力强，装载灵活，货舱环境控制能力强，低油耗、高营运灵活性、设备可靠性高，维护保养便利，盈利能力强等特点；该型船是我国自主设计和建造大型不锈钢化学品船的开端，也标志着我国在大型不锈钢化学品/油船船型的设计和建造上，开始赶超国际先进设计水平。

（五）49 000吨不锈钢化学品船

49 000吨不锈钢化学品船（见图5-43）是目前已知全球最大的双相不锈钢化学品船，是集货舱环境控制能力强等特点于一身的精品船型，也是为船舶所有人量身定制，满足其战略定位不断升级和船队结构调整的规划、适应国际大宗液体化学品的生产、消费及运输的变化趋势、适应危险化学品法规和国际规则变化而定制的新一代不锈钢化学品船。该船首制船“宝•奥利安”号入选英国皇家造船师工程学会Significant Ships of 2019优秀船型，以及欧洲航运界“Tanker Ship of the Year”（2019年）的称号，被誉为树立了新的里程碑式的船型。

图5-43　49 000吨不锈钢化学品船

该船由上船院进行开发和详细设计，沪东中华集团进行生产设计和建造，船舶所有人为挪威船舶所有人欧德菲尔。该船于2016年8月签订4艘船的建造合同，首制船于 2019年 8月交付；全系列4艘船于 2020年初已全部交船。

该船的总长182.88米，型宽32.20米，型深19.80米，设计吃水11.00米，结构吃水13.20米，载重量（结构吃水）约49 120吨。货舱容积 55 186立方米，货舱材质为双相不锈钢2205，货舱数量33个，可同时装载货物种类33种。

该船设计特点主要有：

（1）载重量最大的不锈钢化学品船。截至目前，该船仍是载重量最大的不锈钢化学品船，其载重量，货舱容积等指标，以及该船具备的各种功能，都已超越或者达到了现有同类型不锈钢化学品船的水准。

（2）极度优化的技术指标。船舶所有人欧德菲尔历经多年的考察，研究了造船技术的极限，结合其特定的航运特点，与上船院共同确定了目标船型极度苛刻的船型技术指标。主要体现为：载重量要求高而目标油耗低；兼顾快速性、操纵性、耐波性和船舶纵倾控制要求的线型设计要求等。

（3）更加灵活的装载。鉴于船舶所有人，对装载灵活性要求极高：在各舱舱容方面，按照船舶所有人预计揽货种类和揽货量，划分了从500多立方米到3 000立方米多达近20种不同容积的货舱；在货物系统方面，应符合相当严格的与货物装载有关的消防、透气、惰化、蒸发气控制等方面的要求，能够装载更多的货品。

（4）更先进的自动化系统。该船拥有最先进的油船控制报警管理中央集中控制自动化系统。配有最先进的油船配电管理系统，所使用的K-Power低压配电板都使用新一代的功率管理技术。K-Power低压配电板是第一台基于工业4.0和物联网（internet of things，IoT）设计的数字化配电板，具有高度的可扩展性。

（5）更节能，更环保。该船在全船中央集中控制里配置了船舶能效管理系统；可以对船舶航行状态、油耗、排放等状况进行实时监测；对船舶当前航行状态是否合理，能效、排放等是否过高做出评估。

49 000吨系列不锈钢化学品船具有低油耗，低维护成本，超强适货性，大载重量，大舱容等显著优点，非常适合各种大宗液体化学品的长途运输。该型船首批共签订了4艘订单，2019年8月26日，首制船“宝•奥利安”号交付给欧德菲尔公司后，经过几个航次的营运，各项指标得到了验证，总体性能得到了船舶所有人的高度认可，性能优异，受到市场的追捧和认可。

本系列船的顺利交付，证明了我国在大型不锈钢化学品船的自主设计和建造上又攀登到了一个新的高峰，也标志着我国在这种船型的设计和建造上达到了领先的地位。