極地重載甲板運(yùn)輸船防冰凍設(shè)計(jì)

萬小三 潘雪連 邢國(guó)兵

（廣船國(guó)際技術(shù)中心）

0 引言

極地重載甲板運(yùn)輸船是一艘約28,500載重噸，雙槳、柴油機(jī)-電力推進(jìn)的運(yùn)輸船，服務(wù)于開發(fā)俄羅斯北冰洋沿岸的YamalLNG大型油氣田項(xiàng)目，主要用來運(yùn)輸LNG大型設(shè)備模塊，具有DNV船級(jí)社的PC-3入級(jí)符號(hào)（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(jí)符號(hào)Arc7，要求船舶及設(shè)備的設(shè)計(jì)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(shè)備及部分功能正常運(yùn)行的重要手段之一，故了解和掌握電伴熱的設(shè)計(jì)、工藝及施工等，為我司今后建造該類船舶儲(chǔ)備不可或缺的知識(shí)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(shè)計(jì)和建造經(jīng)驗(yàn)幾乎為零，且當(dāng)前國(guó)內(nèi)外具有極地船建造經(jīng)驗(yàn)的船廠及設(shè)計(jì)公司也不多，因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)多多研究、學(xué)習(xí)各個(gè)可借鑒的方案及經(jīng)驗(yàn)。本船由芬蘭的設(shè)計(jì)公司AKER負(fù)責(zé)基本設(shè)計(jì)及詳細(xì)設(shè)計(jì)，進(jìn)行學(xué)習(xí)消化設(shè)計(jì)公司提供的相關(guān)防冰凍圖紙、，并結(jié)合相關(guān)規(guī)范要求，最終完成了所有防冰凍的工程。

1 各設(shè)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(shí)現(xiàn)，現(xiàn)對(duì)極地重載甲板運(yùn)輸船的幾類電伴熱系統(tǒng)進(jìn)行介紹和分析。

1.1 鋼質(zhì)門電伴熱帶

通過芬蘭設(shè)計(jì)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(hù)罩是不夠空間的，且會(huì)影響到門的正常使用，處理此問題需將鎖緊裝置做相應(yīng)修改，留出加熱電纜及保護(hù)罩空間，且該保護(hù)罩可拆，以便現(xiàn)場(chǎng)安裝加熱電纜及后期維修；在保護(hù)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(duì)比

圖2 鋼質(zhì)門電伴熱

圖3 推薦的加熱板節(jié)點(diǎn)

圖4 優(yōu)化后的電加熱板節(jié)點(diǎn)

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(shè)計(jì)公司及廠家推薦船舶行業(yè)現(xiàn)有的電伴熱板節(jié)點(diǎn)（見圖3），綜合實(shí)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(gè)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(huì)晃動(dòng)、電伴熱里的巖棉浸水損壞；電伴熱板兩邊采用若干個(gè)固定碼，導(dǎo)致并排的兩個(gè)電伴熱板之間間距過大，會(huì)有絆腳可能；較大規(guī)格的電伴熱板，強(qiáng)度不夠，但如做成多個(gè)的小板，需更多的設(shè)備隨機(jī)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(shí)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(qiáng)筋，增加強(qiáng)度；

（3）電伴熱板的設(shè)備隨機(jī)加熱電纜需要做保護(hù)罩，為了更精確，該保護(hù)罩待電伴熱板安裝完成后現(xiàn)場(chǎng)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(hù)罩，見圖5。

登艇平臺(tái)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(tái)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(duì)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(xiàng)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(jiǎn)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(fù)雜，但美觀，加熱電纜使用壽命長(zhǎng)。具體安裝節(jié)點(diǎn)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(shè)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(hù)罩

圖6 消防栓電伴熱安裝節(jié)點(diǎn)

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(shè)計(jì)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(gè)鋪設(shè)加熱電纜的帆布罩來實(shí)現(xiàn)救生圈的防冰凍，但要求救生圈能迅速及時(shí)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(shè)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(shè)電熱毯，由溫度控制器自動(dòng)控制整個(gè)救生筏箱體的溫度，當(dāng)溫度達(dá)到最高溫度后自動(dòng)停止加熱，電熱毯電源通過類似靜水壓力釋放器來實(shí)現(xiàn)切斷，當(dāng)該釋放器遇水后，加熱電纜的接頭自動(dòng)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(shè)加熱電纜，進(jìn)出線口一般設(shè)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(fēng)暴扶手、登艇平臺(tái)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(diǎn)

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(duì)極地重載甲板運(yùn)輸船電伴熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案的逐項(xiàng)介紹分析，積累了一定的防冰凍經(jīng)驗(yàn)，但各個(gè)電伴熱方式都還有待進(jìn)一步優(yōu)化完善，盡可能做到施工操作便捷，省時(shí)省料，效果良好。希望本文能為后續(xù)極地船舶的設(shè)計(jì)提供參考和借鑒。