|
据统计,自1995年以来,大型集装箱运输船舶的型号已经增大42%,增势不减。预计单船运力超过4000标准箱的集装箱船在今后2-3年内将增加50%以上。基中单船运力超过8000标准箱的集装箱船已经在泛太平洋航线和欧—亚航线上出现,而单船运力达到10200标准箱的集装箱船也正在韩国三星重工船厂紧锣密鼓地建造。不少造船专家认为,根据目前造船所使用的厚度90毫米钢板和相应的船用主机功率等技术材料和动力设备功能,正在建造的单船运力10200标准箱的超大型集装箱船是一个限度。从设计技术角度来看,单船运力远远超过10200标准箱的所谓“超巨无霸”集装箱船的建造是不成问题的。
据英国伦敦“海军造船技术”的一篇署名文章报道,德国船级社和韩国现代重工已决定联合开发、设计和建造单船运力达到13000标准箱的集装箱船。目前已经进入电子文件设计规程中的模型力实验阶段。该新型巨无霸型集装箱船拥有双推进器,驾驶台和船员生活区的位置前移,更加靠近船头,一方面可以达到国际海事组织“国际海上人命安全公约”的规定,另一方面又可以减少压舱水和船体所受到的压力和拉力,增加船体强度和集装箱运载量;其运力当然明显超过由Bureau Veritas和Knud E Hansen于2001年建造的单船运力12500标准箱的集装箱船。
13000标准箱的集装箱船型长为382米,型宽为54.20米,吃水为13.50米,船速接近25.5节,船甲板以下可配载6230标准箱,分为10层,每层19列;船甲板以上则可以载运7210标准箱,分为21列。
从经济角度看,集装箱船舶型号和单船运力扩大的真正制约因素被认为是船舶的驱动力系统,直至最近,规模最大的12缸船用发动机输出的最大功率为69000kW,足以为单船运力8000标准箱、船速25节的集装箱船舶提供驱动力。集装箱船舶制造商现在千方百计制造功率更大的船用发动机,以便为单船运力超过10000标准箱的集装箱船舶提供相应的动力。不少造船专家指出,功率远远超过69000kW船用发动机在设计水平和技术材料上肯定没有问题,但是“超巨无霸”船用发动机出世后,相应尺寸的螺旋桨在实际运转中产生的一系列问题却成为遏制“超巨无霸”集装箱船舶经济规模优化的瓶颈。迄今,船速为25节、单船运力10000标准箱的集装箱船舶所需要的14缸、功率80000kW轴向船用发动机已经在德国奥格斯保-纽伦堡机械厂Wartsila MAN B&W造船厂问世,在废热回收装置的配合下,其输出功率可以达到90000kW。功率如此巨大的船用发动机可以安装在单船运力11000标准箱的集装箱船舶上,但是安装单螺旋桨在一定程度上还是限制“超巨无霸”集装箱船舶优势的发挥。
从传统的单螺旋桨改为双螺旋桨的最佳效益是两只螺旋桨的动力来自两台独立发动机的主机,尽管安装两只螺旋桨的造船成本显著增加,由于触水面积的扩大、船壳效应的降低和螺旋桨效率的增长等三大综合因素产生结果,其动力消耗却比单螺旋桨船舶减少3%。从规模经济上讲,可以大幅度降低船舶的经营成本。据测算估计,双螺旋桨可以提高船舶驱动力效率11%。除了上述所讲的单螺旋桨和双螺旋桨,还有一种不少造船专家早就开发和研制的所谓逆向螺旋桨,根据初步设计和试验,安装逆向螺旋桨的船舶所节约的动力消耗超过10%,如果再进一步改进设计,制造工艺更加完美,其效率将会进一步提高。最近几年制造的大型逆向旋螺旋桨已经成功地安装在集装箱船舶上,通过行星齿轮驱动装置等机械系统,把单主机的驱动力传递到两只螺旋桨。但是不少造船专家指出,对于一艘超大型集装箱船而言,更有必要通过与主机动力相结合的电气传动装置、各路废热回收系统,结合主机强大功率的附加动力被输送到逆向螺旋桨,以进一步增加船舶主机的驱动力和船舶动力的经济效益。逆向螺旋桨技术目前已经发展到把电动反旋螺旋桨安装在紧靠主机驱动螺旋桨后面,前后螺旋桨的动力可以相辅相成,从而大幅度提高船舶的驱动力。逆向螺旋桨与14缸发动机直接驱动的前部螺旋桨相配合,可以把输出功率提高到105MW,如此强大的驱动力足以用于单船运力13000标准箱的集装箱船舶。另外一种可以用来提高超大型和巨无霸集装箱船驱动力效率的技术就是唇效舵,其主要特点是在推进器之后的舵肩上设置一个球状物,舵叶的拖曳随边上也可以安装一块活板,进一步提高舵所产生的升力。单螺旋桨集装箱船舶采用唇效舵技术设备可以提高推动力效率3%-7%,双螺旋桨集装箱则可以提高2%-5%。此外,唇效舵技术设备的应用可以减低降低螺旋桨运转所产生的压力造成重型集装箱船舶船体的脉冲震动,从而进一步确保集装箱远洋运输的安全和稳定。
由德国和韩国联合开发设计如此宏伟的巨无霸型的现代化集装箱船的柴油机动力设备、联动装置和推进器关键部位技术已经获得攻关突破,初步研究评估表明,该巨无霸型现代化集装箱船舶的Sulzer和Man B&W技术柴油发动机14缸2×45000kW双主机和双推进器的运营功率和效益明显高于单主机,其直径9.5米,重量达到110吨的推进器叶片尺寸与单船运力4000标准箱船舶的推进器相似,其优势是运转稳定安全,推力大。据初步实验测算,由于采用双烟筒等先进过滤装置的该型号的船用柴油发动机的废气排放量符合国际海事组织的环境保护废气排放限量规定。
韩国现代重工造船厂相信,该巨无霸型集装箱船的建造周期不超过10个月,目前正在等待买方前往洽谈。根据目前国际造船市场的走势,单船运力达到13000标准箱的集装箱船舶有可能要延期到2009年方能正式问世。
|