特别关注｜15000TEU氨动力集装箱船设计细节揭秘

来源：中国船检

这是一艘由塞斯潘（Seaspan）与芬兰船舶设计公司Foreship和马士基·麦克-凯尼·穆勒零碳航运中心合作开发的15000TEU型氨双燃料集装箱船。根据相关数据，基于特定航线（远东-中东-西北欧、远东-北美西海岸/南美西海岸）进行船舶设计。

这艘15000TEU型集装箱船的动力和推进概念基于氨双燃料二冲程主发动机。考虑的主发动机为MAN 7G90ME-C10.5或WinGD 8X92DF-2.0。四台氨双燃料辅助发电机组管理船上的电力负荷。具体来说，两台4.1MW发电机组和两台2.7MW发电机组。考虑的辅助发动机基于Himsen DF H35DF发动机。

该船概念设计还包括一个氨燃料辅助锅炉，用于船上热量需求和蒸发气体的管理。由于氨的燃烧特性，氨燃料概念设计的法规和环境性能的一个关键考虑因素是氨双燃料发动机所需的引燃燃料的预期百分比。以低硫燃料油进行分析，主发动机引燃燃料为8%，辅助发电机组为20%。由于氨双燃料发动机仍在开发中，还会进一步根据发动机制造商的目标和液化石油气双燃料发动机的经验来估计引燃燃料需求。当然可进行进一步分析，因为使用生物燃料作为引燃燃料可以进一步减少排放，并改善氨燃料船舶的监管性能。

为了最大限度地减少燃料消耗和排放，基于16节速度，安装3MW的轴发电机将提高船舶总效率，并减少大约2吨/天的氨消耗。然而在将轴发电机纳入设计之前，需要考虑相关额外资本支出。7.5MV的高压岸电是一个选项。岸电系统允许船舶连接到合适的岸上电源，并在港口实现零排放。

氨作为燃料需要比燃油更大的储罐容积，这通常是净容积的3倍以上。与传统燃料或其他替代燃料相比，氨燃料的储存要求带来了独特的挑战，但这些挑战在概念设计研究中得到了解决。

选择的氨储罐解决方案是IMO B型储罐，这是一个满足12000海里航行需要的11500立方米氨储罐。因燃料储存要求而产生的集装箱箱位成本(单位TEU的推进功率<kW/TEU>)被用作评估设计安排适用性的主要指标。作为此项评估的一部分，设计方对住宿区的位置进行改变，以确定是否可以实现最佳的“住宿-储罐”组合。将起居舱室前移动意味着减少集装箱舱位损失，同时还确保救生艇可以安全升降，并且燃料补给站的相对位置为燃料补给船提供了足够的平行船体长度。

储罐位置经过多次迭代，考虑并分析了两个主要位置：住宿区下，和机舱前部。

设计最终选择了“住宿区下”。因为它生成了最佳的集装箱装载量，并且住宿区提供了更好的保护以防止储罐渗透。通过调节储罐长度，还可以确保储罐有足够容积（21000立方米）来满足18500海里续航所需要的燃料。这种情况可将其延伸到起居舱尾部的集装箱舱。

油箱的几何形状和结构也是设计重点。

最初使用基于最大化储罐宽度方法。另一种方法根据IGF规则，将储罐的几何形状按B/5标准设计。维持B/5标准是HAZID研讨会的一项重要建议，该研讨会确定，由于碰撞或冲击导致氨储罐破裂非常严重，需要采取适当的缓解措施。虽然这种罐的几何形状需要稍微长一点，但仍有可能将罐完全定位在起居舱室下面，而不会损失任何额外的集装箱槽。此外，氨储存罐外侧的空间用于低硫燃料油储存，这确保了所有主要的燃料储存罐都位于起居舱室下面。

在氨储罐周围包括一个围堰。下图提供了前部居住区下方的燃料储罐区剖面图，以及储罐几何形状和配置的更多细节。

该船的氨燃料储罐配有两台深井泵（一台备用），以便将液氨输送到燃料准备室（FPR）的主、辅发动机燃油供给系统。燃料罐连接模块（TCS）是围绕氨储罐连接件和储罐阀门的空间，还包含深井泵电动机，以及一个专用区域，以便于抽出深井泵头进行维护和修理。位于氨罐正上方的TCS具有气密性和液密性，可防止潜在的液氨和气氨泄漏，它被归类为危险区域，可通过气闸从起居舱室的开放式甲板尾部进入，并配备有合适的逃生装置。

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