極地重載甲板運輸船防冰凍設計

萬小三 潘雪連 邢國兵

（廣船國際技術(shù)中心）

0 引言

極地重載甲板運輸船是一艘約28,500載重噸，雙槳、柴油機-電力推進的運輸船，服務于開發(fā)俄羅斯北冰洋沿岸的YamalLNG大型油氣田項目，主要用來運輸LNG大型設備模塊，具有DNV船級社的PC-3入級符號（PC-3為全年在第二年厚冰含可能多年冰條件下工作）和俄羅斯最高冰級符號Arc7，要求船舶及設備的設計需滿足+35℃至-50℃的環(huán)境溫度條件。而電伴熱系統(tǒng)是船舶在極地環(huán)境下保證設備及部分功能正常運行的重要手段之一，故了解和掌握電伴熱的設計、工藝及施工等，為我司今后建造該類船舶儲備不可或缺的知識和技能。

由于我司第一次承接極地船舶，因其特殊性，我們的設計和建造經(jīng)驗幾乎為零，且當前國內(nèi)外具有極地船建造經(jīng)驗的船廠及設計公司也不多，因此在設計時應多多研究、學習各個可借鑒的方案及經(jīng)驗。本船由芬蘭的設計公司AKER負責基本設計及詳細設計，進行學習消化設計公司提供的相關防冰凍圖紙、，并結(jié)合相關規(guī)范要求，最終完成了所有防冰凍的工程。

1 各設施防冰凍措施介紹和分析

防冰凍措施主要通過電伴熱系統(tǒng)實現(xiàn)，現(xiàn)對極地重載甲板運輸船的幾類電伴熱系統(tǒng)進行介紹和分析。

1.1 鋼質(zhì)門電伴熱帶

通過芬蘭設計公司AKER了解到鋼質(zhì)門的防冰凍是在門框上伴加熱電纜。與鋼質(zhì)門廠家共同探討和研究分析，普通鋼質(zhì)門的鎖緊裝置插入門框，要在門框上伴加熱電纜并加保護罩是不夠空間的，且會影響到門的正常使用，處理此問題需將鎖緊裝置做相應修改，留出加熱電纜及保護罩空間，且該保護罩可拆，以便現(xiàn)場安裝加熱電纜及后期維修；在保護罩一端開出線孔，并用西卡膠密封；在出線處附近安裝接線盒。最終方案見圖1。

圖1 普通鋼質(zhì)門與帶加熱框鋼質(zhì)門對比

圖2 鋼質(zhì)門電伴熱

圖3 推薦的加熱板節(jié)點

圖4 優(yōu)化后的電加熱板節(jié)點

1.2 逃生通道的電伴熱板

防冰凍最大的工程是逃生通道的電伴熱，根據(jù)設計公司及廠家推薦船舶行業(yè)現(xiàn)有的電伴熱板節(jié)點（見圖3），綜合實際情況及船東意見，存在以下問題：電伴熱板里使用巖棉,整個結(jié)構(gòu)不密封，總高45mm，如果甲板不平、積水，踩在電伴熱板上會晃動、電伴熱里的巖棉浸水損壞；電伴熱板兩邊采用若干個固定碼，導致并排的兩個電伴熱板之間間距過大，會有絆腳可能；較大規(guī)格的電伴熱板，強度不夠，但如做成多個的小板，需更多的設備隨機電纜及接線盒。為了解決上述問題，最終優(yōu)化方案見圖4。

（1）將原電伴熱板的墊板取消，用角鋼制作座架（座架高度可根據(jù)實際情況定約60-120mm），解決了甲板不平、積水、板間距大等產(chǎn)生的問題；

（2）取消支撐螺柱，在電伴熱板結(jié)構(gòu)內(nèi)增加加強筋，增加強度；

（3）電伴熱板的設備隨機加熱電纜需要做保護罩，為了更精確，該保護罩待電伴熱板安裝完成后現(xiàn)場量取尺寸后制作；可考慮用耐低溫的電纜管走線。極地船使用保護罩，見圖5。

登艇平臺的電伴熱方式基本與此相同，但其不用加熱板座架，而在平臺上開流水孔，以防積水。

1.3 消防栓、透氣頭及室外疏排水管電伴熱安裝

對于消防栓的電伴熱，根據(jù)船東意見及廠家溝通商定，最終使用了以下兩種方案，分別用在該項目的兩條船上。方案一，在消防栓上纏繞加熱電纜后直接用不銹鋼扎帶緊固即可；該方案簡單，操作方便，省材料，但不美觀，加熱電纜使用壽命短。方案二，在消防栓上纏繞加熱電纜后，用福樂斯包裹，然后在其表面加一層不銹鋼鋼絲網(wǎng)及鋁箔，再用不銹鋼扎帶緊固。該方案較方案一，施工較復雜，但美觀，加熱電纜使用壽命長。具體安裝節(jié)點見圖6。

透氣頭、室外排水管、CCTV電源線的電伴熱，做法與消防栓的基本相同，見圖7。

1.4 室外水龍帶箱電伴熱安裝

室外水龍帶箱電伴熱是在箱體內(nèi)鋪設加熱電纜，用不銹鋼格柵網(wǎng)緊固，安裝詳見圖8。

圖5 電伴熱板含加熱電纜保護罩

圖6 消防栓電伴熱安裝節(jié)點

圖7 透氣頭及室外排水管電伴熱

圖9 AKER推薦的救生圈電伴熱

圖10 優(yōu)化后救生圈的電伴熱

1.5 救生圈電伴熱安裝

根據(jù)芬蘭設計公司AKER及廠家推薦方案：在常規(guī)的救生圈及架上覆蓋一個鋪設加熱電纜的帆布罩來實現(xiàn)救生圈的防冰凍，但要求救生圈能迅速及時的取出使用，而電伴熱帆布罩較重，較難打開。最終優(yōu)化方案將救生圈座架改為4面箱體式，加熱電纜鋪設在箱體式座架的背后擋板，其加熱電纜安裝固定方式與水龍帶箱基本一樣，再在救生圈及座架表面覆蓋一層防水帆布（無加熱電纜），見圖10。

1.6 救生筏電伴熱

救生筏的電伴熱是在救生筏箱體內(nèi)鋪設電熱毯，由溫度控制器自動控制整個救生筏箱體的溫度，當溫度達到最高溫度后自動停止加熱，電熱毯電源通過類似靜水壓力釋放器來實現(xiàn)切斷，當該釋放器遇水后，加熱電纜的接頭自動斷開，確保救生筏的正常使用。見圖11。

1.7 室外斜梯踏步及扶手電伴熱安裝

室外梯踏步電伴熱是在室外梯踏步的下面焊接螺柱，然后繞加熱電纜，貼鋁箔紙固定，再加一層25mm厚的福樂斯，最后用不銹鋼鐵皮封閉。

室外斜梯扶手的電伴熱是在扶手管里面鋪設加熱電纜，進出線口一般設在扶手管的底部位置，出線口用M20格蘭頭緊固及密封。見圖12。

室外欄桿、風暴扶手、登艇平臺扶手的電伴熱做法與室外斜梯扶手的基本相同。

圖8 水龍帶箱電伴熱安裝節(jié)點

圖11 救生筏電伴熱

圖12 室外斜梯及扶手電伴熱

2 結(jié)束語

電伴熱作為極地船防冰凍的重要措施之一，通過本文對極地重載甲板運輸船電伴熱系統(tǒng)的設計方案的逐項介紹分析，積累了一定的防冰凍經(jīng)驗，但各個電伴熱方式都還有待進一步優(yōu)化完善，盡可能做到施工操作便捷，省時省料，效果良好。希望本文能為后續(xù)極地船舶的設計提供參考和借鑒。