大型鋪管船艙底水系統滿足安全返港要求分析

曹高清，于富強，曲慶亮，黃曌宇

（上海振華重工（集團）股份有限公司，上海 200125）

0 引言

深水鋪管船不屬于客船，但本文所述的鋪管船項目需要滿足《特殊用途船規則（2008）》（“Code of Safety for Special Purpose Ships (2008)”，簡稱：SPS Code），而根據其要求，本船的載人數量超過240人，所以本船需要滿足SOLAS公約第II-1/8-1條、SOLAS第II-2/21條和第II-2/22條的要求，即滿足安全返港、有序撤離和棄船的要求。安全返港要求當浸水或火災發生時，浸水或失火區域不超過界定范圍時，船舶能夠在8級風及相應海況下在最大吃水處以最小速度6 kn返回港口；當浸水或失火區域超過界定范圍，船舶能夠有序撤離和安全登乘，保證乘客安全。

由于艙底水系統是重要的保船系統，SOLAS安全返港和有序撤離都將艙底水系統列為必須在事故中保全功能的重要系統之一，但是缺少專門分析艙底水系統如何滿足安全返港要求的研究，本文針對該類大型鋪管船的實際情況和對規范的理解，對艙底水系統如何滿足安全返港要求做詳細分析，供類似船舶系統設計進行參考。

1 設計原則

海上安會委員會 MSC.1/Circ.1369通函《客船發生火災或進水事故后系統能力評估的暫行解釋性說明》中1.2條所述3種狀況：

1）按SOLAS公約第II-1/8-1條，在發生進水事故后重要系統的可用性；

2）按SOLAS公約第II-2/21條，支持船舶在發生火災事故后安全返回港口的重要系統的可用性；

3）按SOLAS公約第II-2/22條，支持船舶在發生火災事故后撤離和棄船的重要系統的可用性。

艙底水系統作為上述所要求的重要系統，為滿足以上要求，該船艙底水系統設計遵循雙套、冗余、隔離的原則，具體措施如下：

1）采用3臺艙底/消防泵，分別位于艏左、右泵艙和艉部左泵艙，3個泵艙均為獨立的A級水密分隔艙室，并有固定式滅火系統保護，其中3#艙底/消防泵連接到應急配電板供電，與 1#2#艙底/消防泵布置在不同的主豎區；應急發電機組和主發電機組布置在不同的主豎區內，在發電機組失電后應急配電板連接的 3#艙底/消防泵仍能正常工作，因此艙底水系統仍能正常工作。

2）3臺艙底/消防泵都連接到艙底總管，艙底系統總管設置在雙層底內的左右管弄內，2個管弄內的總管相互備用，2個總管通過獨立的支管分別連接各個機械艙室內的2個吸口，任意1個總管和支管失效，都不會影響機械艙室另外1個吸口的使用，保證系統的正常運行。

3）艙底水系統采用耐火型遙控蝶閥，艙室吸口閥平時保持關閉，這樣可以保證火災事故后整個艙底水系統在失火艙室內保證完整性，除火災艙室外，其他艙室艙底水系統仍可用；遙控蝶閥驅動頭采用IP68等級，保證在浸水事故后閥門仍能操作。

4）根據MSC.1/Circ.1369通函附錄1的解釋12，艙底水鋼制管路通過（非服務于）受火災影響的處所時，管子壁厚滿足IACS UI LL36/Rev.2的(b)解釋的ICLL 66第22(3)條的要求，并使用焊接或使用ACS UR P2.11.5.5.6試驗的機械接頭，滿足以上要求則認為火災事故后系統仍可保持運行。

5）雙層底內的小空艙在浸水失效后并不影響整個船舶的穩性，故其內的艙底水支管失效不做考慮。

基于以上設計原則，下面分別從火災事故和浸水事故系統設計的思路以及如何滿足安全返港要求進行分析。

2 火災事故分析

根據SOLAS公約第II-2/21.3條和第II-2/21.4條，在不超過火災事故界限內，艙底水系統在未受損處所仍可用，結合MSC.1/Circ.1369的解釋說明，針對此項目方案（圖1），分析如下：

圖1 艙底水系統方案

該船每個艙室的遙控閥布置在本艙室內或者 2個管弄內，所以本艙室內火災后，管子留存，閥門常閉并且耐火，不影響其他艙室的艙底水系統。幾個特殊處所失效分析如下：

1）管弄左失效。由于管弄的艙底水總管上設有膨脹節，認為火災事故后膨脹節會失效，導致這個管弄內的艙底水總管失效，需要隔離掉管弄左內部的艙底水總管；關閉隔離閥V12（管弄右內）和隔離閥V05（尾泵艙左內），右舷管弄內艙底水總管仍然可用，整個艙底水系統仍可用。

2）管弄右失效。管弄右失效后，關閉隔離閥V11（管弄左內）、隔離閥V14（艏泵艙右內）和隔離閥V07（尾泵艙右內），左舷管弄內艙底水總管仍然可用，整個艙底水系統仍可用。

3）艏泵艙左失效。艏泵艙左內的1#艙底/消防泵失效，泵前吸入閥保持常閉，艙內部的艙底水管壁厚滿足設計原則第4條，認為火災后內部的管子和閥門是有效的（閥門保持關閉不可操作），不會損壞及導致整個系統失壓；整個艙底水系統可以通過艏泵艙右內的2#艙底/消防泵和艉泵艙左內的3#艙底/消防泵實現功能，整個艙底水系統仍可用。

4）艏泵艙右失效。艏泵艙右內的2#艙底/消防泵失效，同上原理，內部管系不損壞但不可操作；艏泵艙左內的 1#艙底/消防泵，通過艏部連接到壓載艙內總管，繼而連接到管弄內總管，實現整個系統功能；艉泵艙左內的 3#艙底/消防泵功能也不受影響，不影響整個系統功能完整性。

5）艉泵艙左失效。艉泵艙左內的3#艙底/消防泵失效；艏泵艙左右內的 1#2#艙底/消防泵，通過艙底水總管，整個艙底水系統仍然可用。

6）艉泵艙右失效。艉泵艙內的日用艙底失效，日用泵前吸入閥保持常開，便于遠程操作日用泵，日用艙底水系統管子壁厚不滿足要求，認為火災后內部管子是無效的，需隔離此區域內的艙底水管路，關閉隔離閥V04（尾泵艙左內）和隔離閥V09（管弄右內），艏泵艙左右內的1#2#艙底/消防泵通過艙底水總管，保證整個艙底水系統仍然可用。

根據以上分析，任何艙室發生事故界限內的火災事故，艙底水系統都能滿足安全返港的要求。

3 浸水事故分析

根據海安會 MSC.1/Circ.1369要求，浸水事故系指所考慮的船上任何可能的浸水情況。浸水事故不可超過SOLAS公約第II-1/8-1.2條中規定的單個水密艙室進水。

艙底水系統閥門驅動頭為電液式，防護等級為IP 68，浸水后不影響驅動頭和遙控閥門的操作，浸水后本艙室艙底/消防泵不可用，管路完整，可使用位于其他艙室的艙底/消防泵，其他艙室的艙底水系統仍然可用。因此，在單艙浸水事故情況下，整個艙底水系統滿足安全返港的要求。

4 有序撤離和棄船分析

根據SOLASII-2/22條有序撤離和棄船要求，當火災事故超過SOLASII-2/21.3條要求的事故界限時（事故界限不超過1個主豎區），作為支持有序撤離的艙底水系統應在未受影響主豎區內能夠運行3 h。

在有序撤離分析時，失效的主豎區（Main Vertical Zone，簡稱：MVZ）內的管子留存條件是穿過無法使用的主豎區時，按A60標準建造的圍壁通道內的電纜和管路，應視為保持完整并可使用。但本項目由于空間等原因不宜布置A60防火等級的管弄，即認為失效的MVZ內管子不留存，因此從系統冗余的角度來滿足要求，MVZ不包括管弄，穿過各個MVZ的艙底水總管在MVZ艙壁外設置有隔離閥，其中一個 MVZ失效后，關閉此 MVZ外側的隔離閥，以隔離掉失效的MVZ區域，保證其他區域的艙底水系統仍可用。因此，分析的思路是針對每個MVZ失效后，詳細分析系統的可用性：

1）MVZ 1失效。尾部空艙1C、空艙1P/1S、空艙2P/2S、空艙3P/3S等艙底水管失效；關閉遙控閥V02（尾泵艙左內）和遙控閥V03（管弄左內），關閉隔離閥后，3臺艙底/消防泵和管弄內的艙底水總管仍可用，所以其他MVZ艙底水系統仍可使用。

2）MVZ 2失效。尾泵艙左、尾泵艙右內的艙底水管和艙內的 3#艙底/消防泵失效；關閉遙控閥V01（空艙1C內）、V08（管弄左內）和V09（管弄右內），隔離掉失效艙室的艙底水管和3#艙底/消防泵，其他區域的艙底水管和 1#2#艙底/消防泵仍可用，其他MVZ艙底水系統仍可使用。

3）MVZ 3失效。此區域無機械艙室和艙底水管，對其他MVZ艙底水系統無影響。

4）MVZ 4失效。7#推進器間內的艙底水管失效，管弄內的艙底水閥門保持常閉，艙底水總管和艙底/消防泵仍可用，其他MVZ內艙底水系統仍可使用。

5）MVZ 5失效。A＆R絞車間內的艙底水支管失效，管弄內的艙底水閥門保持常閉，艙底水總管和艙底/消防泵仍可用，其他MVZ內艙底水系統仍可使用。

6）MVZ 6失效。機修間、機艙儲藏間、艏泵艙左和艏泵艙右失效，機修間、機艙儲藏間、艏泵艙左和艏泵艙右內的 1#2#艙底/消防泵失效，艙室內的艙底水管失效；關閉隔離閥V10（管弄右內）、V18（機艙左內）和V20（機艙右內），隔離掉艏泵艙內的艙底水管，MVZ 7和MVZ 8內的艙底水利用污水處理器間連接到管弄內的總管，再通過尾泵艙左內的3#艙底/消防泵抽除艙底水，其他MVZ內艙底水系統通過3#艙底/消防泵仍可正常使用。

7）MVZ 7失效。機艙左、機艙右失效，艙內的艙底水管和發電機組失效，1#2#艙底/消防泵由于失去主電源導致失效；關閉隔離閥V19（艏泵艙右內）、V17（艏泵艙左內）、V22（分油機室左內）和V24（分油機室右內），隔離掉機艙內的艙底水管，MVZ 8的艙底水通過污水處理器間連接到管弄內的總管，再通過尾泵艙左內的 3#艙底/消防泵抽除艙底水，其他MVZ內的艙底水通過3#艙底/消防泵仍可正常使用。

8）MVZ 8失效。分油機間左、分油機間右、5#推進器間、6#推進器間、污水處理室間左、污水處理室間右、8#推進器室、9#推進器室和 10#推進器室電氣間內部艙底水管失效，關閉隔離閥V21（機艙左內）、V23（機艙右內）和V13（閥箱4C內），其他MVZ內艙底水系統仍可使用。

9）MVZ 9失效。內部的艙底水管和艙底水噴射泵失效，10#推進器間位于防撞艙壁前，此艙底水管為獨立的系統，此MVZ內艙底水失效不會影響其他MVZ內艙底水系統，其他MVZ內的艙底水系統仍可使用。

艏部艙底水系統方案圖見圖2。

圖2 艏部艙底水系統方案圖

經過上述分析，當任何一個MVZ失效后，都不影響其他MVZ內的艙底水系統正常工作，整個艙底水系統滿足有序撤離和棄船的要求。

5 結論

安全返港相關法規雖然已經生效較長一段時間，但由于適用面較窄，業內并未見較為成熟的解讀。本文根據在建項目的實際設計經驗，闡述艙底水系統在滿足安全返港要求時的設計和分析思路。以筆者的經驗，由于安全返港法規的解讀文件有限，在條文的理解和把控上，各個船級社并不統一，因此，在系統設計和安全返港分析時，與船級社和船東各方緊密溝通非常重要，以確保系統設計滿足各方對安全返港條款的最新理解。