极地重载甲板运输船防冰冻设计

2019-06-06万小三潘雪连邢国兵

广船科技 2019年1期

万小三潘雪连邢国兵

（广船国际技术中心）

0 引言

极地重载甲板运输船是一艘约28,500载重吨，双桨、柴油机-电力推进的运输船，服务于开发俄罗斯北冰洋沿岸的YamalLNG大型油气田项目，主要用来运输LNG大型设备模块，具有DNV船级社的PC-3入级符号（PC-3为全年在第二年厚冰含可能多年冰条件下工作）和俄罗斯最高冰级符号Arc7，要求船舶及设备的设计需满足+35℃至-50℃的环境温度条件。而电伴热系统是船舶在极地环境下保证设备及部分功能正常运行的重要手段之一，故了解和掌握电伴热的设计、工艺及施工等，为我司今后建造该类船舶储备不可或缺的知识和技能。

由于我司第一次承接极地船舶，因其特殊性，我们的设计和建造经验几乎为零，且当前国内外具有极地船建造经验的船厂及设计公司也不多，因此在设计时应多多研究、学习各个可借鉴的方案及经验。本船由芬兰的设计公司AKER负责基本设计及详细设计，进行学习消化设计公司提供的相关防冰冻图纸、，并结合相关规范要求，最终完成了所有防冰冻的工程。

1 各设施防冰冻措施介绍和分析

防冰冻措施主要通过电伴热系统实现，现对极地重载甲板运输船的几类电伴热系统进行介绍和分析。

1.1 钢质门电伴热带

通过芬兰设计公司AKER了解到钢质门的防冰冻是在门框上伴加热电缆。与钢质门厂家共同探讨和研究分析，普通钢质门的锁紧装置插入门框，要在门框上伴加热电缆并加保护罩是不够空间的，且会影响到门的正常使用，处理此问题需将锁紧装置做相应修改，留出加热电缆及保护罩空间，且该保护罩可拆，以便现场安装加热电缆及后期维修；在保护罩一端开出线孔，并用西卡胶密封；在出线处附近安装接线盒。最终方案见图1。

图1 普通钢质门与带加热框钢质门对比

图2 钢质门电伴热

图3 推荐的加热板节点

图4 优化后的电加热板节点

1.2 逃生通道的电伴热板

防冰冻最大的工程是逃生通道的电伴热，根据设计公司及厂家推荐船舶行业现有的电伴热板节点（见图3），综合实际情况及船东意见，存在以下问题：电伴热板里使用岩棉,整个结构不密封，总高45mm，如果甲板不平、积水，踩在电伴热板上会晃动、电伴热里的岩棉浸水损坏；电伴热板两边采用若干个固定码，导致并排的两个电伴热板之间间距过大，会有绊脚可能；较大规格的电伴热板，强度不够，但如做成多个的小板，需更多的设备随机电缆及接线盒。为了解决上述问题，最终优化方案见图4。

（1）将原电伴热板的垫板取消，用角钢制作座架（座架高度可根据实际情况定约60-120mm），解决了甲板不平、积水、板间距大等产生的问题；

（2）取消支撑螺柱，在电伴热板结构内增加加强筋，增加强度；

（3）电伴热板的设备随机加热电缆需要做保护罩，为了更精确，该保护罩待电伴热板安装完成后现场量取尺寸后制作；可考虑用耐低温的电缆管走线。极地船使用保护罩，见图5。

登艇平台的电伴热方式基本与此相同，但其不用加热板座架，而在平台上开流水孔，以防积水。

1.3 消防栓、透气头及室外疏排水管电伴热安装

对于消防栓的电伴热，根据船东意见及厂家沟通商定，最终使用了以下两种方案，分别用在该项目的两条船上。方案一，在消防栓上缠绕加热电缆后直接用不锈钢扎带紧固即可；该方案简单，操作方便，省材料，但不美观，加热电缆使用寿命短。方案二，在消防栓上缠绕加热电缆后，用福乐斯包裹，然后在其表面加一层不锈钢钢丝网及铝箔，再用不锈钢扎带紧固。该方案较方案一，施工较复杂，但美观，加热电缆使用寿命长。具体安装节点见图6。

透气头、室外排水管、CCTV电源线的电伴热，做法与消防栓的基本相同，见图7。

1.4 室外水龙带箱电伴热安装

室外水龙带箱电伴热是在箱体内铺设加热电缆，用不锈钢格栅网紧固，安装详见图8。

图5 电伴热板含加热电缆保护罩

图6 消防栓电伴热安装节点

图7 透气头及室外排水管电伴热

图9 AKER推荐的救生圈电伴热

图10 优化后救生圈的电伴热

1.5 救生圈电伴热安装

根据芬兰设计公司AKER及厂家推荐方案：在常规的救生圈及架上覆盖一个铺设加热电缆的帆布罩来实现救生圈的防冰冻，但要求救生圈能迅速及时的取出使用，而电伴热帆布罩较重，较难打开。最终优化方案将救生圈座架改为4面箱体式，加热电缆铺设在箱体式座架的背后挡板，其加热电缆安装固定方式与水龙带箱基本一样，再在救生圈及座架表面覆盖一层防水帆布（无加热电缆），见图10。