支持安全返港要求的进水报警系统设计与评估
2022-03-16陈超君陈俊杰
陈超君 陈俊杰 张 优
（中国船舶及海洋工程设计研究院 上海200011）
0 引 言
对于规定需要安全返港的船舶，根据SOLAS公约第II-2章的要求，要求客船在发生火灾事故或进水事故后，重要系统仍可在未直接受到事故影响的处所中保持运行的能力。对于火灾事故通常会考虑较多事项，而本文重点讨论进水事故后客船需要保持的系统能力以及必要的提前设计。
俗话说：“水能载舟，也能覆舟”。进水事故对远洋客船的影响较大，不仅使船内的设备、设施因被淹没而造成财产损失和安全系统故障，而且也会直接影响到乘客和船员的生命安全。所以安全返港设计必须要考虑进水事故后船舶的生存能力和应对措施。
进水事故无需考虑事故发生的原因，仅假定发生的后果，后果为任何舱壁甲板以下的单个水密舱室发生进水事故。对于安全返港而言，进水事故的事故界限也仅指任何舱壁甲板以下的单个水密舱室，遵循单一事故原则，不考虑突破其事故界限。
1 进水探测报警系统的系统冗余性设计
控制进水事故最直接的方法是准确、及时探测到进水情况并报警。安全返港相关子系统里的进水探测报警系统是进水事故的第一个“侦察兵”，它一般由报警板、不间断电源、信号采集箱、进水传感器以及相应的电缆组成。在直接受到火灾事故影响的处所以及同一主竖区同一水密舱室内的其他处所，其进水探测系统可视为无法使用，但同一主竖区内其他水密舱室的进水探测系统应能够保持运行。单一水密舱室内发生的进水事故应不会导致其他水密舱室内的进水探测系统失效。另外对于MSC.1/Circ.1291中第7条提及的单独设置液位监测系统的水密处所（如油舱、水舱等），如果其液位监测系统作为进水探测系统的替代，也需要满足上述要求。
为了满足进水探测系统的这些要求，针对文中所述700客位客滚船，我们对该系统的各个组成部分都进行了冗余设计。报警板会在水线以上的至少2个房间设置，保证一个房间失火时另外一个房间还可以收到进水探测报警，报警位置一般应包含驾驶室和安全中心，并且同时具备声光2种方式。电源方面，通过双路供电以及必要的供电冗余设计使得船上任何一个配电板或中间供电节点发生故障都不会影响整个进水探测系统的供电。每个被探测舱室一般会设置至少2个进水传感器。当舱室内任一进水传感器发生故障时，该舱室的进水事故仍可被探测到。同一舱室的每个进水传感器均连接至不同的信号采集箱，确保任一信号采集箱损坏都不会影响进水探测系统的正常运行。
整个系统的电缆采用耐火电缆，以便通过火灾事故的评估。如果不用耐火电缆，则需要对系统内每根电缆穿过的舱室失火影响进行逐一评估。对于浸没在水中的电缆，一般仍然认为可以使用，除非中间有其他设备作为节点。本船的进水探测报警系统和机舱监测报警系统、装载计算机、航行数据记录仪（VDR）之间有接口连接。
进水探测系统的拓扑示意简图如图1所示，实船由于舱室众多，则更复杂些。
图1 700客位客滚船进水探测系统拓扑示意图
本船设有2块进水报警板，1号报警板位于10甲板航行设备间（MVZ1），2号报警板位于9甲板安全中心（MVZ1）。电缆为耐火电缆。1号进水报警板由备用驾驶室220 V和24 V分电箱分别供电。2号进水报警板由安全返港应急220 V分电箱和1号充放电板分别供电。
每处探测点设双套探头，分别连接至2个位于不同A级防火分隔及水密区域的采集箱。若一个采集箱因火灾或进水不可用时，另一个采集箱仍可保证受影响区域以外的探头正常工作。各信号采集箱由1号进水报警板和2号进水报警板双路供电。
主要设备布置如表1所示。若船上某一区域发生火灾或进水事故，导致该区域内的进水探测设备损毁，船上未受到失火或进水影响的进水探测设备仍能保持正常运转。
表1 700客位客滚船进水探测系统设备布置
以700客位客滚船为例，当船发生火灾事故时，进水探测系统的安全返港评估如表2所示。
表2 700客位客滚船进水探测系统火灾事故下的安全返港评估
续表2
续表2
以700客位客滚船为例，当船发生进水事故时，进水探测系统的安全返港评估如表3所示。
表3 700客位客滚船进水探测系统进水事故下的安全返港评估
2 进水事故引起的系统关联设计
当进水事故发生时，除了进水探测报警系统自身在各控制位置发出报警信号外，还应与船上其他系统相关联，直接自动处理或辅助船员对进水情况进行观察、判断和手动处理。一般情况下，进水探测报警系统会与液压水密滑门系统、舱底水系统、中控系统和电视监控系统等都有关联。
对进水事故而言，判断事故影响的范围比较简单，只要确定了水密分隔和水密舱室，事故界限也就确定了。一般区域和机舱区域进水探测报警系统与其他系统的关联性如图2、图3所示。
图2 一般区域进水报警与其他子系统的关联性
图3 机舱区域进水报警与其他子系统的关联性
3 结 语
从700客位客滚船的安全返港设计中可以看到，进水事故是客滚船面临安全返港的重大问题之一，船舶的安全性在进水后会面临很大挑战。而进水探测报警系统则是检测发现进水事故的第一道关卡，应对其进行冗余设计，以保证其在异常状况下仍能正常运行。此外，进水事故引起的一系列其他系统的联动设计也需统筹考虑，真正做到即使进水也不“覆舟”。
