Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Main dimensions selection methodology of the container vessels in the preliminary stage

Charchalis A., Krefft J.

Journal of KONES

|

2009

|

Vol. 16, No. 2

71-78

EN

TEU number which the container ship is designed for, directly influences the main hull dimensions that is displacement D, length L, breadth B, draught T, their combinations and block coefficient delta. The main dimensions have a great impact on developing the ships resistant performance. Thus, it is really fundamental to establish the correct dimensions of the hull during the design and ship building process. Estimating the shape of the ships hull, that comprises its main dimensions, is one of the basic tasks as part of the preliminary design stage. The most significant decisions determining ships performance, its duration and building costs are made at the beginning of the preliminary stage, before the contract is signed, when the costs are relatively low, up to 4.5% of total costs of technical and working stage. The results of the decision that has been made at the preliminary design stage are significant for the new building ship including its building costs and what is more important, for the ship owner, the ships operational costs. It is important to limit the total ship resistance, for instance, by lowering the wave ship resistance as much as possible, especially when the operational speed and TEU number carried by one vessel is increasing. That resistance depends on the operational speed expressed by Froude number. The resistance criteria and the existing hull dimensions limits, resulting from ships route, must be taken into consideration bearing in mind safety conditions such as ships stability and seaworthiness, when the main ships dimensions are being determined.

2

Electric power of contemporary container vessels in a preliminary stage

Charchalis A., Krefft J.

Journal of KONES

|

2009

|

Vol. 16, No. 3

77-84

EN

Permanent growth of sea trade demand has contributed to strong expansion of container carriers [5, 6]. The number of the biggest capacity container carriers is growing along with the number of container vessels at sea. The increasing demand for small feeders and feeders with higher trade capacity, meaning more TEU on board and higher en route speed resulting from higher number of large capacity container carriers that will call at a few main seaports, is predictable. Such a developing way of contemporary container vessels have led to the need of research-developing activities with references to design and ship building proces s, and new view at the electric matters. Approximations in use to determine the container vessels electric power are not accurate any more for the contemporary container carriers. Revision of the electric power relations and searching for the new mathematical models let determine with an essential approximation the electric power demand for contemporary vessels. The electric power calculations for the contemporary container carriers where the diesel and shaft generators have been used within whole range of container capacities, have been shown in the article. The electric power using multiple regression model has been calculated based on values collected in the container vessels data base. Different electric power relations have been determined for the container vessels with diesel and shaft generators and different for the ships with diesel generators only. Moreover, the diesel generators number and power have been discussed.

PL

Znaczący rozwój transportu morskiego doprowadził do silnego rozwoju statków przewożących kontenery [5, 6]. Wraz z progresywnie rosnącą liczbą nowych statków kontenerowych rośnie ich pojemność kontenerowa. Dla rozwoju dużych jednostek kontenerowych przewiduje się wzrost zapotrzebowania na tzw. szybkie dowozowe jednostki kontenerowe o większych niż dotychczas możliwościach przewozowych tj. większej liczbie kontenerów i większych prędkościach eksploatacyjnych. Taki kierunek rozwoju współczesnych kontenerowców doprowadził do potrzeby prowadzenia działań badawczo-rozwojowych w zakresie projektowania i budowy statków kontenerowych oraz konieczność innego spojrzenia na sprawy energetyczne tych jednostek. Stosowane do niedawna przybliżone zależności na określenie mocy elektrycznej kontenerowców coraz bardziej odbiegają od rzeczywistej mocy j instalowanej na współczesnych statkach kontenerowych. Weryfikacja zależności na dobór mocy elektrycznej oraz poszukiwanie nowych modeli matematycznych, pozwoli już we wstępnym etapie projektowania określić z dużym przybliżeniem zapotrzebowanie na moc elektryczną tych statków. W referacie przedstawiono ocenę mocy elektrycznej współczesnych statków kontenerowych dla całego zakresu stosowanych pojemności kontenerowych, w których do wytworzenia energii elektrycznej wykorzystuje się spalinowe zespoły prądotwórcze oraz prądnicę wałową. Moc ta została wyznaczona w oparciu o model regresji wielokrotnej na podstawie analizy parametrów zgromadzonych w formie bazy informacji o kontenerowcach. Przy wyznaczaniu zależności na moc elektryczną dokonano podziału na statki, w których do wytworzenia energii elektrycznej wykorzystywane były prądnice wałowe i spalinowe zespoły prądotwórcze oraz jednostki, w których moc elektryczna wytwarzana była tylko przez spalinowe zespoły prądotwórcze. Jako uzupełnienie rozpatrywanego zagadnienia przedstawiono kwestie, na które należy zwrócić uwagę dobierając liczbę i moc spalinowych zespołów prądotwórczych.

3

Determination methodology of the amount of steam produced in the exhaust gas boiler for the contemporary container vessels in a preliminary stage

Charchalis A., Krefft J.

Journal of KONES

|

2009

|

Vol. 16, No. 4

29-36

EN

The number of the TEU containers significantly increased in the last twenty years not only in a global scale but also transferred by a single container vessel. The typical Panamax was designed to carry 4 000 TEU in the eighties while nowadays its TEU capacity increased up to 5 500 TEU. Moreover, thefirst container carrier with a capacity of 11 000 TEU in New Panamax class was launched in 2006. The main engines with a power up to 100 000 kW are installed to propel such a huge seagoing vessels, capable to carry thousands of containers. Heavy fuel oil with a lowest combustion quantities up to 700 cSt for 50°C are used in the contemporary container vessels low speed engines. The steam demand to heat up such fuels in transfer, purification and preparation for the combustion process is enormous. Considering relatively high main engines power values there is a chance to recover a big amount of heat wasted in the exhaust gases through correct power and capacity selection of the exhaust gas boiler. The correct choice of the exhaust gas boiler lets fulfill the heat purposes of the container ships and additionally gives a steam toturbine driven alternator. There is a demand to calculate the energy resources of the container vessels because of the trends in increasing speed, TEU capacity and heavy fuel oil grades used in contemporary ships. The suggested methodology to calculate the amount of steam that is possible to produce in the exhaust gas boiler for the contemporary container carrier s is one of the analyzed elements. This methodology can be the main asset as a support of taking design decisions in energy and economy aspects of the ship in a preliminary stage when there is not to many known parameters. It is so important as the ejfects of the design decisions in a preliminary stage have significant matter for the building and operation costs of the future container vessels.

PL

W ostatnim dwudziestoleciu liczba przewożonych kontenerów TEU znacznie wzrosła nie tylko w skali globalnej, ale również jednorazowo. W latach osiemdziesiątych typowy Panamax mógł przewieźć jednorazowo 4 000 TEU, podczas gdy obecnie jego zdolność przewozowa osiągnęła poziom 5 500 TEU. Co więcej, w roku 2006 został oddany do eksploatacji pierwszy statek kontenerowy z serii Suezmax o największej pojemności ładunkowej 11 000 TEU. Do napędu tak dużych jednostek morskich, zdolnych przewieźć jednorazowo tysiące kontenerów, instalowane są silniki o mocach dochodzących do 100 000 kW. Silniki te są zaprojektowane do spalania najgorszych jakościowo paliw pozostałościowych, o lepkości kinematycznej 700cSt (50°C). Zapotrzebowanie energii cieplnej do podgrzania tych paliw w procesie transportu, oczyszczania i przygotowania do spalania wymaga ogromnych ilości pary. Z uwagi na stosunkowo duże wartości mocy silników napędu głównego współczesnych statków kontenerowych istnieje możliwość odzyskania dużych ilości energii z entalpii spalin, poprzez odpowiedni dobór mocy i wydajności kotłów utylizacyjnych. Właściwy dobór kotła utylizacyjnego pozwoli na zrealizowanie celów grzewczych statku kontenerowego i pokryje zapotrzebowanie na energię elektryczną statku kontenerowego w czasie podróży morskiej. Z uwagi na rosnącą prędkość i pojemność ładunkową współczesnych statków kontenerowych oraz stosowane paliwa pozostałościowe istnieje potrzeba analizy zasobów energetycznych kontenerowców. Jednym z elementów tej analizy jest proponowana metodyka oceny ilości możliwej do wyprodukowania pary w kotle utylizacyjnym dla współczesnych statków kontenerowych. Metodyka ta może stanowić źródło wsparcia w podejmowaniu decyzji projektowych w zakresie energetyki i ekonomiki statku we wstępnym etapie projektowania, kiedy dysponuje się niewielką liczbą informacji. Jest to o tyle ważne, że skutki decyzji podjętych w etapie wstępnym mają istotne znaczenie dla kosztów budowy i eksploatacji przyszłej jednostki.

4

Main dimensions selection methodology of the container vessels in a preliminary stage

Charchalis A., Kreft J.

Journal of KONES

|

2008

|

Vol. 15, No. 4

89-97

EN

TEU number, which the container ship is designed for, directly influences the main hull dimensions that are displacement D, length L, breadth B, draught T, their combinations and block coefficient 8. The main dimensions have a great impact on developing the ships resistant performance. Any change in one of the main dimensions causes change in the value of the block coefficient 8 and influences the ship total resistance. Thus, it is really fundamental to establish the correct dimensions of the hull during the design and ship building process. Estimating the shape of the ships hull, that comprises its main dimensions, is one of the basic tasks as part of the preliminary design stage. The most significant decisions determining ships performance, its duration and building costs are made at the beginning of the preliminary stage, before the contract is signed, when the costs are relatively low, up to 4.5% of total costs of technical and working stage. The results of the decision that has been made at the preliminary design stage are significant for the new building ship including its building costs and what is more important, for the ship owner, the ships operational costs. It is important to limit the total ship resistance, for instance, by lowering the wave ship resistance as much as possible, especially when the operational speed and TEU number carried by one vessel is increasing. That resistance depends on the operational speed expressed by Froude number Fn. The resistance criteria and the existing hull dimensions limits, resulting from ships route, must be taken into consideration bearing in mind safety conditions such as ships stability and seaworthiness, when the main ships dimensions are being determined. The main dimensions and their relations concerned with the TEU number of the contemporary container carriers have been presented in the article along with selection methodology of ships main dimensions.

PL

Liczba kontenerów TEU (Twenty foot Equivalent Units) dla której zaprojektowany jest kontenerowiec bezpośrednio wpływa na główne wymiary kadłuba statku, w tym wyporność D, długość L, szerokość B, zanurzenie T, ich kombinacje i współczynnik pełnotliwości kadłuba 8. Główne wymiary mają duży wpływ na opór statku i rozwój jego osiągów. Jakakolwiek zmiana w każdym z głównych wymiarów powoduje zmianę współczynnika pełnotliwości kadłuba 8 i wpływa na całkowity opór statku. A zatem jest sprawą zasadniczą ustalenie właściwych wymiarów kadłuba w procesie projektowania i budowy statku. Oszacowanie kształtu kadłuba statku, na który składają się jego główne wymiary jest jednym z podstawowych zadań części wstępnej projektu. Najbardziej znaczące decyzje określające osiągi statku, czas budowy i jej koszty są podejmowane na początku etapu wstępnego, przed podpisaniem kontraktu, gdy koszty są jeszcze niskie, dochodzące do 4.5% całkowitych kosztów projektowych i wykonawczych. Rezultaty tej decyzji podjętej w fazie projektu wstępnego są znaczące dla nowobudowanego statku, wliczając w to koszty jego budowy i, co jest ważniejsze dla właściciela statku, jego koszty eksploatacyjne. Ważnym jest by ograniczyć opór całkowity kadłuba, przykładowo, przez ograniczenie oporu falowego kadłuba jak tylko jest to możliwe, szczególnie gdy prędkość eksploatacyjna i liczba TEU kontenerów zabieranych przez jeden statek rosną. Opór ten jest zależny od prędkości eksploatacyjnej, wyrażonej liczbą Frouda Fn. Kryterium oporu i istniejące ograniczenia w wielkości kadłuba wynikające z tras rejsów muszą być rozważone przy określaniu głównych wymiarów statku, biorąc pod uwagę warunki bezpieczeństwa takie jak stateczność statku i jego dzielność morska. Główne wymiary i zależności pomiędzy nimi dotyczące liczby TEU współczesnych kontenerowców zostały przedstawione w artykule, wspólnie z metodologią wyboru głównych wymiarów statku.