1 100TEU集裝箱船露天防凍設計

吳育芳

摘? ? 要：BV COLD DI符號是BV船級社關于船舶短期寒冷天氣環(huán)境運行的一個附加符號。本文主要根據(jù)實船建造經(jīng)驗介紹BV 規(guī)范中 COLD DI符號關于露天防凍要求，包括設計原則、設計要求以及應對措施，如露天管路的防凍措施、排舷外口的防凍措施、壓載艙的防凍措施和通風設備的防凍措施等。

關鍵詞：寒冷氣候;船舶;防凍

中圖分類號：U664.8? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A

Weather Deck Anti-freezing Design of 1 100TEU

Container Ship for BV COLD DI

WU Yufang

（ CSSC Huangpu Wenchong Shipbuilding Co.， Ltd.， Guangzhou 510725 ）

Abstract： The BV COLD DI symbol is an additional class notation of the BV Classification Society for the operation of ships in short period cold weather conditions. This paper mainly introduces the anti-freezing requirements on weather deck for BV class notation COLD DI based on the experience of ship construction， including design principle， design requirements， and countermeasures， such as anti-freezing measures for piping on weather deck， overboard pipes， ballast tanks and ventilation equipment.

Key words： Cold weather; Ship; Anti-freezing

1? ? ?前言

近十年來，隨著全球氣候變暖，極地航運已成為一個熱點。IMO于2009年12月通過了《在極地水域內船舶航行指南》;與此同時，國際船級社協(xié)會（IACS）于2006年頒布了《極地船級要求》;2014年11月21日IMO通過了《國際極地水域營運船舶規(guī)則（極地規(guī)則）》。

2016年我公司簽約4條滿足BV船級社 COLD DI入級符號的1 100TEU集裝箱船，其主要參數(shù)如下：

船長? ? ? ? ? ? ? ? ?159.90 m

兩柱間長? ? ? ? 150 m

船寬 ? ? 24.5 m

型深? ? ? ? ? ? ? ? ?14.8 m

設計吃水? ? ? ? ?8.25 m

結構吃水? ? ? ? 10.5 m

集裝箱數(shù)? ? ? ? 1 148TEU

總噸位? ? ? ? ?約15 300 t

設計航速 20 kn

載重量 20 400 DWT

定員 21人

續(xù)航力? ? ? ? ?12 000 n mile

取得COLD DI 符號的船舶能在短時間低溫環(huán)境下操作，本文簡要介紹該型船響應BV COLD DI 符號關于露天設施的防凍設計。

2? ? ?BV規(guī)范附加COLD DI符號的解讀

2.1? ?COLD DI 的定義

BV規(guī)范附加COLD DI符號授予短時間內在寒冷氣候環(huán)境下操作的船舶，不包含那些被冰層覆蓋的水域，而配置滿足需要的除冰系統(tǒng)和設備。

COILD DI 符號不同于《極地規(guī)則》的要求，只適用于短時間在寒冷氣候下操作的船舶，水面未出現(xiàn)結冰現(xiàn)象。對于機械裝置，一是保證推進系統(tǒng)和其他重要系統(tǒng)運行可靠性;二是阻止結冰，因結冰會影響船舶安全和船員的安全。

2. 2 設計原則

附加COLD DI符號船舶的設計原則：一是保證機器處所維持一定溫度，保證該處所的設備正常運行，尤其是推進裝置、電器設備、輔助系統(tǒng)和其他一些重要系統(tǒng);二是防止管子和附件內部形成冰。重點考慮管路的布置應避免在透氣管內（尤其是海底門、冷卻水循環(huán)艙、壓載艙的透氣管）或者自動關閉裝置內部（如有）形成冰，包含冷卻水循環(huán)艙和壓載艙的測深、溢流、透氣管路，以及其它露天區(qū)域的管系（如壓縮空氣、蒸汽管或蒸汽泄放管、水噴淋管、露天疏排水、沖洗管和泄放管等）;三是防止通風口形成冰，特別是服務于機械處所、應急發(fā)電機房和空調機間的通風口。

2.3? ?露天區(qū)域防凍設計要求

露天區(qū)域防凍設計要求，可歸結為以下幾點：

（1）露天管路防凍：可以通過增加伴熱或放泄的方式實現(xiàn)，比如壓縮空氣、疏排水、透氣測深、消防噴淋、燃油管等;

（2）液艙防凍：防止艙內結冰導致結構變形，主要是位于水線以上的冷卻水循環(huán)艙和壓載艙。需要注意的是，淡水艙如果有一部分在水線以上也應考慮防凍。規(guī)范要求：“應確保壓載艙的液位傳感器和遙測裝置能操作;每個壓載艙要提供溫度傳感器并在艙內出現(xiàn)低溫的情況下給出報警;壓載泵要提供泵吸口處的低壓報警和切斷裝置”;

（3）通風口防凍：防止空氣進口結冰，可以采用閉式通風循環(huán)、加熱等措施來實現(xiàn)。比如機艙、應急發(fā)電機房、中央空調等進風口，以及裝載危險品貨艙進出風口;

（4）露天絕緣防凍：如果有提供絕緣材料，需用合適的殼體保護，以能抵擋可能的海水沖擊。

3? ? 防凍設計實施方案

3.1? ?露天管路的防凍措施

露天管路的防凍措施應能保證防止管路內部結冰，常用的防凍措施有兩種：一種是加熱伴行;另一種是放空管內殘液。加熱伴行又分為電加熱、蒸汽加熱、熱油加熱等幾種型式，不同的加熱型式對成本有較大影響。該船配有熱油系統(tǒng)，但采用熱油加熱方式成本較高，考慮到成本和可行性采用了電加熱型式，加熱絲最高溫度65 ℃。

（1）露天疏排水管路

① 由于貨艙區(qū)域露天的疏排水管通常是直接排舷外，且排舷外高度常在水線以上，按照規(guī)范要求管子排舷外處要有防凍措施：為了減少接線盒數(shù)量，電加熱帶從上到下設置，如圖1、圖2所示。

② 上建露天的疏排水管路，僅對會影響逃生、救生通道的地漏所在管路設置電加熱裝置，結冰之后采用手動除冰的方式;

③ 考慮到電加熱帶的絕緣性能，電加熱帶繞在管路和地漏外部;如果繞在地漏和管子里面，絕緣等級要相應提高且施工不太方便;電加熱帶在管外部由常規(guī)電器用的綁扎帶固定;

④ 為了節(jié)省接線盒，電加熱帶從管路上端連續(xù)繞到管路下端;

⑤ 為了提高電加熱帶的有效功率，所有帶電加熱的管路都設置了絕熱包扎，并在鋁箔布外面再包覆一層0.5 mm厚的不銹鋼板作為保護，如圖3所示。

（2）露天壓縮空氣管路

僅對影響到船舶安全的設備的壓縮空氣管路經(jīng)過露天時才設置電加熱，如汽笛的壓縮空氣管等;其他雜用的壓縮空氣管不設加熱。

（3）露天透氣測深管路

① 透氣帽

為了防止空氣進口結冰，壓載水艙和冷卻水循環(huán)艙的透氣帽帶電加熱。電加熱透氣帽采用整體帶電加熱的形式，而不是在透氣帽外部包覆加熱帶的形式;

② 測深管

僅對壓載水艙和冷卻水循環(huán)艙的測深管，且測深管伸出甲板面暴露于露天時，甲板面上那一截需配電加熱;當測深管與甲板面平齊時，由于管子不在露天則不需設置。

（4）露天噴淋管路

露天噴淋管路主要是指貨艙噴淋管路和洗窗噴淋管路，這些管路由室內穿到室外的通艙艙件參照排煙管的通艙件設置了絕緣隔離裝置。

（5）露天消防管路

露天消防管路主要是通過設置放泄閥，當消防管不用時通過放泄閥放掉管路內部的殘水，同時對露天管路進行絕熱包扎的方式進行防凍，絕熱包扎材料和形式與疏排水管相同。

（6）燃油輸送管路

考慮到燃油從駁船上加到船上時一般都有一定的溫度，且當從船上往外將油駁出時，油艙內和甲板面以下的管路都有加熱，所以加油站的燃油管未提供加熱。

3.2? ?排舷外口的防凍措施

排舷外口在輕載水線下≥400 mm時，無需加熱，反之則宜加熱。如前所述，貨艙的疏排水排舷外口都在輕載水線以上，故需配加熱。

連接到海底門的透氣管也和壓載水艙的透氣管一樣設置電加熱。由于應急海底門的透氣為鵝頸透氣，電加熱帶直接繞在露天的透氣管上。

3.3? ?壓載水艙、冷卻水循環(huán)艙的防凍措施

邊壓載艙的艙室頂部一般都在設計水線以上暴露的環(huán)境中，長時間與低溫環(huán)境接觸，頂部的壓載水很容易結冰堵塞透氣管路，造成壓載艙室的船體結構變形，破壞船體結構，故應設置加熱;而處于水線以下的壓載水艙則不考慮防凍措施。

一般集裝箱船的邊壓載艙都有一部分艙容在水線以上，故須考慮防凍措施。

（1）設置溫度檢測

No.1 底壓載艙和首尖艙因有一部份在水線以上，故要考慮設置溫度監(jiān)測;由于邊壓載水艙頂裝的液位傳感器都帶有溫度感應的功能，故所有邊壓載艙不單獨帶溫度傳感器。

（2）設置吹泡管

為了防止邊壓載水艙在水線上面的部分液面結冰，為邊壓載艙設置了吹泡管，不停擾動水艙內的水。吹泡管設置在艙柜的底部，噴口朝上，吹泡壓縮空氣的最大壓力不得超過水艙的設計壓力，如圖4所示。

3.4? ?通風設備的防凍措施

（1）為空調、機器處所、應急發(fā)電機房服務的進風口設置電加熱百葉窗，由百葉窗廠家整體供貨;其他風口不設加熱。

（2）有些貨艙既可以裝載冷藏箱，又可以裝載危險品，出于安全和經(jīng)濟性考慮，只為危險品進出風口設置電加熱;由于有些百葉窗布置在舷側艙口圍上方的艙蓋上，如果在這些百葉窗上設置電加熱，那插座線之類的在艙蓋吊裝時都不能固定，所以將用于危險品的通風裝置盡量都布置在貨艙中間段，而不布置在舷側艙蓋上。

4? ? 結束語

BV COLD DI符號僅適用于短時間在寒冷氣候環(huán)境下操作的船舶，不包含那些在被冰層覆蓋的水域航行的船舶，所以其防凍要求相對于破冰船等極地長時間運營的船舶有所降低。本文僅是參照入級BV規(guī)范船舶的建造經(jīng)驗作出的一些簡介，愿能為類似船舶設計提供借鑒。

參考文獻

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