考虑到国际石油运输市场形势的变化，特别是近年来中国进口原油来源构成的变化，即西非、南美原油进口量逐年增大，西非、南美原油黏温特性与超大型油船传统装载的中东原油显著不同，货舱必须设置蒸汽加温管线。另一个显著变化是西非、南美比中东到中国运距更加遥远，货舱舱容增大具有更好的经济性。32万载重吨超大型油船船舶所有人明确目标航线要考虑西非及南美，因此货舱舱容取36万立方米（折合220万桶）。一般超大型油船货舱舱容为200万桶±5%，即最大210万桶。但随着油价上涨和运价波动，船舶所有人会希望多装货，所以舱容及载重量增大是当时的趋势。32万载重吨超大型油船就是在此需求的背景下，针对中国长航南京油运股份有限公司的特定市场需求而度身开发，该型船订单共两艘（分别为“凯桂”号和“凯粤”号），该两艘船详细设计于2010年7月正式启动，2014年建成交付使用。

32万吨超大型油船“凯桂”号总长333米，型宽60米，型深30.5米，设计吃水20.5米，结构吃水22.5米，载重量（结构吃水）320 800吨，货舱舱容360 000立方米。该船入BV级。

该船在设计过程中遇到了一些技术难题，经过设计团队努力均得到了圆满解决。主要包括以下几个方面：

（1）满载吃水浮态问题。由于该船舱容很大，导致装载计算中满载出港和满载到港有轻微艏倾，这对于新设计船的浮态来讲是不理想的。最后通过两个途径解决这个问题：适当修改线型，满载吃水时的浮心位置前移；满足36万立方米的舱容前提下，适当调整货舱前端壁位置。调整后的满载出港略带艉倾，满载到港基本平浮，达到了调整满载浮态的目的。

（2）压载水舱的分舱优化。压载水舱的分舱好坏，直接影响到全船的设计总纵强度，进而影响到结构质量及载重量指标。传统超大型油船均为5对压载水舱设计，该船创新地设置了6对压载水舱。压载出港保持第六舱空，中途时才开始对第六舱加压载水，UR-S11强度校核工况则可以在中途开始计算，这就大大减小了最大中拱弯矩。此外，设置6对压载水舱在满载到港时，使用的第六舱更靠近燃油舱，对满载到港的浮态也有改善。

（3）节能装置的采用。当时，日、韩各船厂均采用各种节能装置来改善船舶的能效水平，且形成了各自的标准配置，而国内建造的超大型油船则没有这方面的应用。中国船舶及海洋工程设计研究院在超大型原油船节能装置的应用上在国内率先进行了探索，在该船的设计中设置了螺旋桨前置节能导管，并在荷兰瓦格宁根水池进行了船模试验，节能效果良好。船模试验结果显示，节能导管可提高航速约0.2节，节能约4%。

（4）结构优化理念的贯彻。针对结构优化，该船主要在高强度钢材料、货舱区结构设计、艏/艉结构等方面采取了相应措施，减轻了结构质量。

320 000载重吨超大型油船是当时市场需求下的典型产品，36万立方米的货舱舱容是已知超大型油船中舱容最大的，320 800吨载重量也是国内已知超大型油船中载重量最大，特别是货舱设置加热盘管，为船舶所有人超远航线营运带来便利。该船交付后运行良好，获得较好的经济和社会效益。