摘要：為了解決河道、湖泊、水庫等內河水域水生植物、垃圾的清理問題，設計了一種36 m水面漂浮物轉運船。對該水面漂浮物轉運船的船型和主要量度、貨艙、輪機系統、電氣系統等進行了詳細設計，并對其穩(wěn)定性進行了校核。該水面漂浮物轉運船具備有濾水功能的貨艙，采用吊機、側向輸送機構卸載漂浮物，提高了垃圾裝載量和裝卸效率。

關鍵詞：漂浮物轉運船;艙室布置;貨艙設計;穩(wěn)性核算

0 引言

近年來，隨著長江流域經濟帶貿易活動日益頻繁，特別是主要流域城市重慶、武漢等地的長江段均出現了大量漂浮垃圾。目前水域垃圾收集效率最高的船型為全輸送帶式水面清潔船，該類船型可收集各種水域漂浮物（包括水草等），可連續(xù)作業(yè)，具備垃圾收集、存儲、卸載一體化功能。然而，水面清潔船的裝載量有限，對于汛期漂浮物高發(fā)時段，一般需要采用漂浮物運輸船配合作業(yè)。國內早期的漂浮物運輸船均由駁船改裝而成，不具備自動化裝卸功能，需要依靠岸上碼頭吊機卸載漂浮物?；诖?，本文針對大規(guī)模水域垃圾水上運輸的實際情況，開發(fā)設計了一種36 m水面漂浮物轉運船。

1 船型和主要量度設計

36 m水面漂浮物轉運船為接駁轉運水面清潔船上收集的垃圾的專用工程船，滿載靠岸后通過輸送帶和吊機兩種方式進行卸載作業(yè)。本船主要由船體、作業(yè)功能裝置、上層建筑、輪機系統、電氣系統等五大部分組成，全面參照中國船級社（CCS）發(fā)布的《鋼質內河船舶建造規(guī)范（2016）》、中國海事局發(fā)布的《內河船舶法定檢驗技術規(guī)則》，對上述部分進行了模塊化設計。船型為單甲板、單底、橫骨架式;船體全部為鋼質焊接結構，采用雙體對稱線型尾機艙，雙機雙槳推進。船體主要結構參數如表1所示。

1.1? ? 船體艙室布置設計

（1）艉至Fr5：全封閉舵機艙。

（2）Fr5至Fr10：全封閉艉空艙。

（3）Fr10至Fr26：機艙，布置了推進發(fā)動機、齒輪箱、推進軸系、前端輸出系統;艙段后方設隔離燃油柜;艙段前部設1臺主發(fā)電機組、1臺備用發(fā)電機組。

（4）Fr26至Fr58：左右兩側為一道邊空艙、兩道邊壓載水艙，中部為貨艙，貨艙內布置垃圾儲存艙和運輸艙。

（5）Fr58至Fr63：空艙。

（6）Fr63至Fr67：錨鏈艙，設錨鏈箱和吊機支座。

（7）Fr67至艏：全封閉艏空艙。

1.2? ? 主甲板布置設計

36 m水面漂浮物轉運船的總布置圖如圖1所示，從船體艙室、主甲板兩個方面介紹布置情況。船舶首部設置1臺全回轉吊機，吊重約3 t。吊機吊重3 t時，其起吊半徑為10 m，吊機吊重1.5 t時，其起吊半徑為16 m，可將其他人工清潔船上的垃圾通過吊機轉運到本船上進行卸載轉運。船舶中部設置貨艙，依次為存儲艙、輸送艙和側向輸送機構;船舶尾部有兩層甲板室，第一層為機艙棚，第二層為甲板室。

2 貨艙設計

垃圾儲存艙主要用來存儲其他船舶輸送至本船的垃圾，采用工程塑料勾齒鏈軸式組合輸送帶，帶面間隙能在整個清掃打撈過程中保證漂浮物充分濾水。儲存艙截面為倒梯形上開口形式，底部凈寬3.2 m，上端凈寬6 m，對接運輸艙坡度為45°，輸送帶線速度為20 m/min，總有效倉容約200 m3。儲存艙底部距船體內底板0.6 m，并通過邊空艙與貨艙的密閉艙門進入貨艙檢修空間，方便清理和沖洗殘余垃圾及污水。側向輸送機構采用雙節(jié)伸縮式電動輸送機，輸送帶有效寬度約為1 000 mm，工作速度為60 m/min，輸送機伸展后最大長度達14 m，可將輸送帶伸出船舶右舷5 m以外，將漂浮物輸出至岸上對接轉運車上。Fr26至Fr58貨艙段剖面結構如圖2所示。

3 穩(wěn)性核算

本船根據《內河船舶法定檢驗技術規(guī)則（2011）》第5篇第8章第2節(jié)的穩(wěn)性基本要求，以內河A級航區(qū)要求為準，計算初穩(wěn)性高度和復原力臂曲線特征值、風壓穩(wěn)性衡準數、回航靜傾角;以第3節(jié)的穩(wěn)性特殊要求中的旋轉吊臂式起重船為例，計算吊臂伸出舷外的傾側力矩。為計算簡便，采用內河船舶完整穩(wěn)性計算程序（2016）計算，穩(wěn)性計算工況如表2所示。

4 輪機系統設計

本船采用2臺濰柴WD10C312-18柴油機作為主機，功率為230 kW，匹配杭齒HC201船用齒輪箱;采用1臺90 kW柴油發(fā)電機組向吊機和貨艙輸送帶供電，另采用1臺40 kW發(fā)電機組向全船其他用電設備供電。艙底水系統、壓載水系統、消防系統共用1組一備一用的5.5 kW艙底壓載泵，其中一路通至貨艙底部用于漂浮物濾水排放。4個壓載艙內各布置1組雙排截止閥箱，用于壓載艙的注排水。根據規(guī)范要求，還設置了機艙通風系統和防污染系統等。

5 電氣系統設計

本船采用3種電制：（1）動力系統采用AC380 V、50 Hz、三相三線制;（2）照明系統采用AC220 V、單相雙線制;（3）監(jiān)控報警系統、航行燈、信號燈、應急照明系統、通信和導航系統、作業(yè)系統采用DC24 V、雙線制。駕駛室設集中控制臺，按照規(guī)范要求配置主配電板、充放電板、助航分電箱、照明分電箱等。

6 結語

該36 m水面漂浮物轉運船具備以下設計特點和創(chuàng)新點：

（1）轉運船靠岸卸載漂浮物時，可根據水域環(huán)境和碼頭情況采用兩種方案卸載，即液壓吊機卸載、側向輸送機構卸載，這兩種卸載方案的作業(yè)適應性高。

（2）采用倒梯形上開口形式的垃圾輸送艙沉入甲板的設計方案，大大提高了有效倉容;輸送艙工程塑料勾齒鏈軸式組合輸送帶能保證漂浮物的濾水排放;貨艙內設計的檢修空間，可以方便機械裝置的檢修和垃圾碎屑的清理。

[參考文獻]

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收稿日期：2020-03-29

作者簡介：吳培松（1974—），男，江蘇蘇州人，工程師，從事全自動水面清潔船的設計和建造工作。