摘 要

近年来全球航运事业逐渐从金融危机中恢复，而集装箱船作为重要的运输船舶也广受关注，与此同时由于一带一路的推进我国与沿线国家贸易需求势必大增，因此作为船舶设计重要一环的动力装置设计显得尤为重要。

在这篇文章中，我将阐述450箱集装箱船的动力装置设计流程及方法，涉及了船体阻力、主机选型、机桨匹配、主要设备选型与计算、设备明细表、轮机说明书等方面。

在设计过程中使用的公式与方法来源于相关书籍与资料之中，首先需要根据给定的技术参数通过参考书籍的方法计算船体阻力，然后进行机桨初步匹配计算，根据计算结果进行主机选型，再进行机桨终结匹配计算，这样得到关于主机与螺旋桨的相关技术参数，再根据参考资料进行设备的计算与选型，完成设备明细表与轮机说明书的设计工作。通过以上环节将集装箱船动力装置设计基本完成，希望对以后集装箱船舶动力装置的设计提供一定的参考。

船舶动力装置设计是一个不断总结与改善的过程，相关设计需要随时根据相应条件的改变而不断完善。

关键词：集装箱船；动装设计；船舶设计；机舱布置

Abstract

In recent years, the global shipping industry has gradually recovered from the financial crisis, and container ships have also received a lot of attention as important transportation vessels. At the same time, as the Belt and Road promote the trade demand between China and the countries along the line. Therefore, the design of power plant as an important part of ship design is particularly important.

In this article, I will elaborate the design process and method of marine power plant of 450 containers container ship, involving hull resistance, main engine selection, machine paddle matching, main equipment selection and calculation, equipment schedule, turbine specification and so on. The formulas and methods used in the design process come from related books and materials. First of all, it is necessary to calculate hull resistance according to the method of reference books according to the given technical parameters, then calculate the initial matching of the paddle, carry out the selection of the main engine according to the calculation results, and then calculate the end matching of the paddle, then get the relevant technical parameters about the main engine and the propeller. Then calculate and select the equipment according to the reference materials, complete the design of equipment list and marine engineering manual. Through the above steps, the design steps of the container ship power plant are basically completed,it is hoped that it will provide some references for the design of container ship power plant in the future.

Key Words: container ship；power plant design；ship design；engine room layout

目 录

摘要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1研究的背景、目的和意义 1

1.2国内外研究现状 1

1.3课题研究内容、预期目标 1

第2章 船体阻力计算 2

2.1给定技术参数 2

2.2 船体摩擦阻力的计算 2

2.3 剩余阻力的计算 3

2.4 附体阻力与空气阻力计算 4

2.5 船舶总阻力的计算 4

2.6船舶有效功率计算 4

第3章 机桨匹配设计 5

3.1 螺旋桨直径D的估算 5

3.2 进速的计算 5

3.3 船身效率的计算 6

3.4初步机桨匹配计算 6

3.5 主机功率计算 8

3.6 主机选型 8

3.7机桨终结匹配 9

第4章 船舶电站及锅炉 12

4.1船舶电站 12

4.2废气/燃油组合锅炉 13

第5章 船舶管路系统主要设备的估算与选型 14

5.1 燃油系统 14

5.1.1 船舶主机燃油消耗量 14

5.1.2 船舶辅机耗油量 14

5.1.3 锅炉燃油消耗量 14

5.1.4 油舱容积 15

5.1.5 主机日用油柜容积 15

5.1.6 辅机日用油柜容积 16

5.1.7 应急发电机组轻柴油日用柜 16

5.1.8 锅炉日用油柜容积 16

5.1.9油渣柜容积 17

5.1.10 污油柜容积 17

5.1.11 沉淀柜容积 17

5.1.12燃油供给泵 17

5.1.13 燃油输送泵 18

5.1.14 燃油分油机 19

5.1.15 柴油分油机 19

5.2 滑油系统 19

5.2.1 储油舱 19

5.2.2 滑油循环泵（主滑油泵） 20

5.2.3主机滑油循环柜容积 21

5.2.4 滑油沉淀柜容积 21

5.2.5 污油柜 21

5.2.6 油渣柜 21

5.2.7 滑油输送泵 22

5.2.8 滑油分油机 22

5.3 冷却系统 22

5.3.1 膨胀水箱 22

5.3.2 冷却水泵 23

5.3.3冷却器 24

5.4 压缩空气系统 24

5.4.1 空气瓶 24

5.4.2空压机 25

5.5 舱底水系统 25

5.5.1 总管内径 25

5.5.2 支管内径 26

5.5.3 泵的排量 26

5.5.4 舱底油水分离器 26

5.6压载水系统 27

5.7. 消防系统 27

5.7.1 消防泵 27

5.7.2 二氧化碳消防 28

5.8 供水系统 28

5.8.1 淡水压力水柜容积 28

5.8.2淡水压力水柜的供水泵 29

5.8.3 辅锅炉给水泵 29

5.8.4 海水压力水柜 29

5.9 机舱通风系统 31

第6章 设备明细表 33

第7章 轮机说明书 38

7.1 动力装置 38

7.1.1 概述 38

7.1.2 动力管系 39

7.2 船舶系统 43

7.2.1概述 43

7.2.2 船舶舱底压载消防管系 44

7.2.3全船舱底压载管系 44

7.2.4机舱供水系统 44

7.2.5疏排水及污水处理管系 45

7.2.6全船空气测量注入管系 46

结束语 47

参考文献 48

致谢 49

第1章 绪论

1.1 研究的背景、目的和意义

近几年来，面对国家一带一路战略的实施、国际贸易保护主义的抬头等背景，短途运输的支线集装箱或迎来了新的发展机遇^[1]。伴随着海上丝绸之路的发展，行业的发展将迎来新的高峰，作为船舶设计与建造的重要一环，船舶动力装置设计也有了新的机遇。我的设计题目是450箱集装箱船动装设计，希望通过此次设计过程能更好的掌握船舶动装设计的相关流程与标准，锤炼自己的文献查找与应用能力，提高解决问题的能力，为毕业工作积累一定的工作经验。

1.2 国内外研究现状

在船舶发展的进程之中，船舶设计计算机化是一个重大进展，对计算机技术的应用也成为了国内外无数研究人员的研究方向。

Joo Hock ANG^[3]与 Huang F^[4]的研究是关于计算机软件在在船舶设计建造中的应用，通过计算流体力学与计算机辅助设计等手段进行船舶设计与优化。与此同时Campana E F^[5]则是研究在船舶设计过程中利用算法对其进行优化。由此可见众多研究人员均在研究更好的将计算机技术的发展应用在船舶设计的过程之中，以不断的优化船舶设计流程。目前国内的刘英良^[6]等人的研究也在进行之中，但是主要技术还是处于引进阶段，自主创新仍待加强。

在船舶设计过程中动力装置形式的发展也在不断进步之中。国外的Hansen J F^[7]研究了电力推进的历史与未来发展趋势，电力推进因其低排放、高自动化等特点而成为了未来船舶推进动力装置的主要选项之一，与此同时还有诸如双燃料、核动力等形式的动力装置处于发展应用阶段。

1.3 课题研究内容、预期目标

本次设计主要完成的任务有：主推进装置选型分析、动力装置设备计算、主要设备选型、绘制船舶机舱平面布置图与俯视图、绘制船舶管系原理图。

本次设计预计目标是基本完成集装箱船的动装设计，对整体流程有清晰明确的认知,对相关问题能提出对应的解决办法，通过本次设计提高自己对大学四年所学习知识的应用能力。

第2章 船体阻力计算

船舶在航行时将产生阻力，阻力的形式主要有三种：摩擦阻力、形状阻力和兴波阻力，其余形式的阻力相对上述三种形式的阻力比较小^[8]。

2.1 给定技术参数

船舶总长：121 m；垂线间长：110 m；型宽：19.2 m；型深：9.2 m；设计吃水：6.9 m；排水体积：10937.7 m³；续航力：5000 海里；设计航速：15 kn；人数：25人。

2.2 船体摩擦阻力的计算

根据朱树文《船舶动力装置原理与设计》^[8]308页的公式与数据：