摘要：为了解决河道、湖泊、水库等内河水域水生植物、垃圾的清理问题，设计了一种36 m水面漂浮物转运船。对该水面漂浮物转运船的船型和主要量度、货舱、轮机系统、电气系统等进行了详细设计，并对其稳定性进行了校核。该水面漂浮物转运船具备有滤水功能的货舱，采用吊机、侧向输送机构卸载漂浮物，提高了垃圾装载量和装卸效率。

关键词：漂浮物转运船;舱室布置;货舱设计;稳性核算

0 引言

近年来，随着长江流域经济带贸易活动日益频繁，特别是主要流域城市重庆、武汉等地的长江段均出现了大量漂浮垃圾。目前水域垃圾收集效率最高的船型为全输送带式水面清洁船，该类船型可收集各种水域漂浮物（包括水草等），可连续作业，具备垃圾收集、存储、卸载一体化功能。然而，水面清洁船的装载量有限，对于汛期漂浮物高发时段，一般需要采用漂浮物运输船配合作业。国内早期的漂浮物运输船均由驳船改装而成，不具备自动化装卸功能，需要依靠岸上码头吊机卸载漂浮物。基于此，本文针对大规模水域垃圾水上运输的实际情况，开发设计了一种36 m水面漂浮物转运船。

1 船型和主要量度设计

36 m水面漂浮物转运船为接驳转运水面清洁船上收集的垃圾的专用工程船，满载靠岸后通过输送带和吊机两种方式进行卸载作业。本船主要由船体、作业功能装置、上层建筑、轮机系统、电气系统等五大部分组成，全面参照中国船级社（CCS）发布的《钢质内河船舶建造规范（2016）》、中国海事局发布的《内河船舶法定检验技术规则》，对上述部分进行了模块化设计。船型为单甲板、单底、横骨架式;船体全部为钢质焊接结构，采用双体对称线型尾机舱，双机双桨推进。船体主要结构参数如表1所示。

1.1    船体舱室布置设计

（1）艉至Fr5：全封闭舵机舱。

（2）Fr5至Fr10：全封闭艉空舱。

（3）Fr10至Fr26：机舱，布置了推进发动机、齿轮箱、推进轴系、前端输出系统;舱段后方设隔离燃油柜;舱段前部设1台主发电机组、1台备用发电机组。

（4）Fr26至Fr58：左右两侧为一道边空舱、两道边压载水舱，中部为货舱，货舱内布置垃圾储存舱和运输舱。

（5）Fr58至Fr63：空舱。

（6）Fr63至Fr67：锚链舱，设锚链箱和吊机支座。

（7）Fr67至艏：全封闭艏空舱。

1.2    主甲板布置设计

36 m水面漂浮物转运船的总布置图如图1所示，从船体舱室、主甲板两个方面介绍布置情况。船舶首部设置1台全回转吊机，吊重约3 t。吊机吊重3 t时，其起吊半径为10 m，吊机吊重1.5 t时，其起吊半径为16 m，可将其他人工清洁船上的垃圾通过吊机转运到本船上进行卸载转运。船舶中部设置货舱，依次为存储舱、输送舱和侧向输送机构;船舶尾部有两层甲板室，第一层为机舱棚，第二层为甲板室。

2 货舱设计

垃圾储存舱主要用来存储其他船舶输送至本船的垃圾，采用工程塑料勾齿链轴式组合输送带，带面间隙能在整个清扫打捞过程中保证漂浮物充分滤水。储存舱截面为倒梯形上开口形式，底部净宽3.2 m，上端净宽6 m，对接运输舱坡度为45°，输送带线速度为20 m/min，总有效仓容约200 m3。储存舱底部距船体内底板0.6 m，并通过边空舱与货舱的密闭舱门进入货舱检修空间，方便清理和冲洗残余垃圾及污水。侧向输送机构采用双节伸缩式电动输送机，输送带有效宽度约为1 000 mm，工作速度为60 m/min，输送机伸展后最大长度达14 m，可将输送带伸出船舶右舷5 m以外，将漂浮物输出至岸上对接转运车上。Fr26至Fr58货舱段剖面结构如图2所示。

3 稳性核算

本船根据《内河船舶法定检验技术规则（2011）》第5篇第8章第2节的稳性基本要求，以内河A级航区要求为准，计算初稳性高度和复原力臂曲线特征值、风压稳性衡准数、回航静倾角;以第3节的稳性特殊要求中的旋转吊臂式起重船为例，计算吊臂伸出舷外的倾侧力矩。为计算简便，采用内河船舶完整稳性计算程序（2016）计算，稳性计算工况如表2所示。

4 轮机系统设计

本船采用2台潍柴WD10C312-18柴油机作为主机，功率为230 kW，匹配杭齿HC201船用齿轮箱;采用1台90 kW柴油发电机组向吊机和货舱输送带供电，另采用1台40 kW发电机组向全船其他用电设备供电。舱底水系统、压载水系统、消防系统共用1组一备一用的5.5 kW舱底压载泵，其中一路通至货舱底部用于漂浮物滤水排放。4个压载舱内各布置1组双排截止阀箱，用于压载舱的注排水。根据规范要求，还设置了机舱通风系统和防污染系统等。

5 电气系统设计

本船采用3种电制：（1）动力系统采用AC380 V、50 Hz、三相三线制;（2）照明系统采用AC220 V、单相双线制;（3）监控报警系统、航行灯、信号灯、应急照明系统、通信和导航系统、作业系统采用DC24 V、双线制。驾驶室设集中控制台，按照规范要求配置主配电板、充放电板、助航分电箱、照明分电箱等。

6 结语

该36 m水面漂浮物转运船具备以下设计特点和创新点：

（1）转运船靠岸卸载漂浮物时，可根据水域环境和码头情况采用两种方案卸载，即液压吊机卸载、侧向输送机构卸载，这两种卸载方案的作业适应性高。

（2）采用倒梯形上开口形式的垃圾输送舱沉入甲板的设计方案，大大提高了有效仓容;输送舱工程塑料勾齿链轴式组合输送带能保证漂浮物的滤水排放;货舱内设计的检修空间，可以方便机械装置的检修和垃圾碎屑的清理。

[参考文献]

[1] 赵璐，杨晋慧，王燮仁.漂浮物清扫船综述[J].环境卫生工程，2016，24（3）：44-46.

[2] 蒋琼珠.连续运输机[M].北京：人民交通出版社，1986.

[3] 中华人民共和国海事局.内河船舶法定檢验技术规则[M].北京：人民交通出版社，2011.

收稿日期：2020-03-29

作者简介：吴培松（1974—），男，江苏苏州人，工程师，从事全自动水面清洁船的设计和建造工作。