厦大科考船科考海水泄放系统的设计

2021-04-15徐刘慧子

广船科技 2021年1期

徐刘慧子王可孟浩

(广船国际技术中心)

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厦门大学海洋科学考察船是我司承建的一艘综合性科学考察船，在本船的艏部设计了一套专用海水取样系统——实验室供水系统，有专用的海底门、设备、管路以及各大实验室、取样间，专用于对所调研海洋区域进行海水取样分析。为了确保用于实验的海水无污染，所有海水均需采用活水取样，需要从船艏底部的科考海底门不断汲取海水。因此，各专用实验室以及海水取样站内将出现大量的剩余海水，进而，需要在船上设置一套专用于科考海水泄放的排水系统，作为科考海水取样分析的辅助系统。

1 科考海水泄放系统的设计

1.1 系统、设备的组成、主要功能、结构特点和布置情况

本系统主要由2 台专用科考海水泄放泵，以及1 个专用泄放舱组成。本系统设计成自动控制系统，2 台科考海水泵相互关联，并互为备用（2x100%）。

图1 科考泄放系统管系原理图

图2 科考海水泄放舱及海水取样站排水沟

基于实验室供水系统的排量，科考海水泄放泵的最终选型为电动、卧式、自吸离心式，流量15m3/h，压力0.2MPa，耐海水型。在系统中设有3 个浮球式液位开关，分别是低位停泵（1%舱容处）、高位启动泵（80%舱容处）、高高位报警（90%舱容处），与泵自动连锁，实现泵的自动启停；在管路上设有1 个压力开关，实现2 台泄放泵互为备用的自动切换。该系统的所有管材内表面均采用耐海水腐蚀的涂塑处理工艺。泄放水的来源主要是各大实验室的科考仪器排水总管，以及海水取样站的剩余海水。当泄放舱内的液位到达高位，默认1 号泵自动启动，自泄放舱抽吸海水直接排舷外，该系统持续运转，直到液位下降至低位，当1 号泵出现故障，自动切换至2 号泵启动，也可通过手动切换。具体科考泄放系统管路原理,见图1。

1.2 专用泄放舱的设计

专用的泄放舱直接布置在海水取样站下方的艏侧推舱内,按照实验室最小取样频率（即最大剩余取样海水量）设计其舱容为3.7 立方米。在泄放舱上设一个配有水密人孔盖的专用检修孔，用于泄放舱的检修及维护；一套就地表盘式液位计，安装在舱壁正前方，便于液位监控；一个专用舱柜透气头，引至开敞甲板。因该舱柜较小，而需要安装的附件较多，故特将泄放舱布置在船中部，前部及左右均留出足够的操作空间，使舱柜的3 面壁均能利用。具体可见图2。

1.3 海水取样站排水沟的设计

本船海水取样站的正下方是柴油舱，若直接采用常规的排水管的设计则需要穿过油舱，既不利于系统的维护及保养，又存在不同介质穿舱管破裂的隐患。因此，在计算了全船柴油舱容积的富余量后，最终在海水取样站的底部、柴油舱的顶部用船体结构围闭了一个独立的空间，设计成一个细长的排水沟，取代常规的污水井+排水管的组合。该排水沟位于海水取样站取水台的下方，可直接收集取样剩余的海水；排水沟延伸至柴油舱舱顶的外部，最低处设置带不锈钢滤网的漏水口；排水沟上表面安装活动的不锈钢多孔板，使海水既能自由流入沟内，还便于人员定期清理排水沟内的杂物；排水沟的底部倾斜设计，便于海水顺畅通过漏水口流入到泄放舱；基于定期清理或维护漏水口的设计原则，在漏水口的上方，还设置了一个栓接式水密检修手孔盖，具体设计请见图2、图3 和图4。