浅谈某型客滚船安全返港生产设计

2022-09-21 16:46:47 来源:写作指导

摘要:为了在规范要求的范围内合理优化客滚船安全区服务系统,对某高端客滚船的安全区服务系统设计要素展开研究。通过分析比较规范要求并结合安全区服务系统的自身特点,阐述介绍了某客滚装船在生产设计阶段根据安全返港规范要求进行设计,着重介绍安全返港主干电缆路径、电缆选型和电气设备间布置的设计方案,对实现各系统的精简优化方案进行分析和评估,总结归纳了系统的设计要点。

关键词:客滚船;安全返港;主干电缆路径;生产设计

0引言

根据海安会82次会议对客滚船的要求,载重线船长120m及以上,或具有3个及以上主竖区的所有客船,需满足SOLAS修正案第II-2/21条,“船舶发生未超出事故界限的事故后,依靠自身动力安全返港(SRtP)”和第II-2/22条,“船舶发生超出事故界限的事故时,要求规定系统保持3h内可用”,以支持船舶有序撤离和弃船的设计衡准。该型客滚船总长229.4m、型宽31m,型吃水(至上甲板)9.5m,分为5个主竖区和2个主横区。该型客滚船需满足客滚船安全返港和安全撤离的相关要求。本文就以上要求对主干路径、电缆选型和电气设备间布置进行阐述。

1主要舱室布置

安全区域A和B在9、10甲板分别布置在主竖区2、3。货舱1-5甲板和5-9甲板分别是主横区1和2。2个机舱采用左右舷对称分部,均在主竖区4内。2个辅助设备间分别布置在主竖区1和主竖区2,应急发电机室布置在12甲主竖区2,如图1所示。重要舱室的布置上实现双套设计,满足安全返港和安全撤离的基本要求。

2主干电缆路径设计

2.1“A-60”电缆通道布置海安会MSC.1/Circ.1369通函解释5提到,由“A-60”绝缘保护的通道(该通道可以是结构围壁或管路)在经过起火区域时,其内部的电缆、管路视为可用状态。同时MSC.1/Circ.1369通函解释8第2条中对这种只包含电缆和管路的通道定义为无失火风险区域。MSC.1/Circ.1369通函附录3第2种解决方案中提到,“A-60”绝缘保护的通道途径发生超出事故界限的事故的主竖区时,内部的电缆视为可用状态。通过上文规范对“A-60”绝缘保护通道的解释,专用电缆通道内部的电缆无论是在安全返港还是在安全撤离的情况下均无需考虑会丢失的情况。同时海安会MSC.1/Circ.1369通函解释1和6提到,主横区不包含在主竖区内,在发生超出事故界限的事故的主竖区丢失的情况下,主横区内的电缆任视为可用状态。通过对上述规范的理解,本船结合结构特点和舱室布置,在1~4号主竖区内均设计了直接或间接连接到主横区的垂直“A-60”绝缘保护电缆通道,将左右机舱的双套电缆通过2个主横区,送到各竖区的电缆通道中,从底层设计上将改船划分成了两横四纵的网格型电缆主干通道,使得安全返港电缆能够通过主横区作为桥梁,连接机舱和上建区域。

2.2安全返港主干电缆路径1机舱内。该船设有2套主配电板,分别布置在2个独立的A级防火区域左配电板间和右变压器间。因为机舱边舱为U型结构,配电板进机舱的电缆不能进入同一U型边舱。由于4号主竖区的“A-60”电缆通道距离右配电板较近,即规划右配电板出机舱的安全返港电缆经过该电缆通道。而左配电板只能直接穿过甲板面进入货舱3甲板即1号主横区,如图2所示。2)机舱外。左配电板安全返港电缆进入1号主横区,通过安全区A所在竖区的电缆通道进入该区域。中部辅助设备间和左舵机舱均通过1号主横区进入各自区域。以上路径及左配电板和应急配电板之间电缆、左配电板供电设备的应急配电板安全返港电缆路径。右配电板安全返港电缆通过4号主竖区的电缆通道进入2号主横区,通过安全区B和首部辅助设备间所在竖区的电缆通道进入各自区域,通过机舱直接进入右舵机舱。以上路径及右配电板和应急配电板之间电缆、右配电板供电设备的应急配电板安全返港电缆路径。左配电板供电的标记区域和右配电板供电的标记区域在“A”级边界无任何交集。双套电缆路径通过主横区和“A-60”电缆通道完美分开,即便是机舱所在的4号主竖区发生超出事故界限的事故从而丢失,结合应急电源的路径,使得该安全返港主干电缆路径在原理上能同时满足安全返港和撤离的要求。例如,在设计互为冗余的2个辅助设备间安全返港电缆路径时,首部辅助设备间安全返港电缆虽然选择途径2号主横区的机舱内安全返港电缆路径绕路方式,但是和中部辅助设备间安全返港电缆路径在“A”级边界内无交集,满足安全返港的要求。同时在分析1号主竖区丢失的情况下,首部辅助设备间丢失,中部辅助设备间及其主电源和应急电源均视为可用状态,满足安全撤离的要求;当2号主竖区丢失,中部辅助设备间和应急发电机室丢失,但是首部辅助设备间的主电源电缆是通过2号主横区和电缆通道直接进入到1号竖区内,设备间及其电缆均视为可用状态;当4号主竖区丢失,2个辅助设备间的主电源均丢失,应急电源也能保证2个辅助设备间的供电。通过以上分析得出,2个辅助设备间双套设备的主干路径满足安全返港和撤离的要求。通过此分析方法,可以对左右舵机舱和安全区域A、B等舱室进线分析,电缆路径均满足安全返港和撤离的要求。

3安全返港电缆选型

该船安全返港电缆形成了互为冗余的电缆路径,在原理上能同时满足安全返港和撤离的要求。原则上在电缆选型过程中,除去规范要求必须使用耐火电缆的系统外,其余安全返港电缆系统选择满足IEC60332-1的阻燃电缆即可。不过该船在安全返港电缆选型时为了提高部分复杂安全返港系统评估报告的通过率,降低分析难度,同时解决后期调整电缆路径的可操作性,复杂安全返港系统的电缆选型直接采用了耐火电缆。根据海安会MSC.1/Circ.1369通函解释13,符合IEC60331-1和IEC60331-2标准(另见IACSURE15)并通过(非服务于)处所的耐火电缆,可视为在发生火灾事故后保持工作状态,只要其在受到事故影响的处所内无连接件、接头和与其相连的设备等。满足IEC60092-360(60092-359)标准的电缆如穿过进水事故处所,且在该处所内无接头、连接件及与其相连的设备等,或者上述接头达到IPX8等级,可视为能维持运行。例如,仅需要满足安全返港的动力操控的水密及半水密门系统,该系统涉及全船三甲板以下28个动力操控的水密及半水密门,每个门均有2根电缆到不同的控制箱。在水密门密集区域,这些电缆很难做到全部分开,不同水密门的电缆无法避免的会同时途经某个“A”级边界内,使该“A”级边界内发生火灾时造成多个水密门远程指示功能丢失。使用耐火电缆后,途经的“A”级边界内的电缆无需再进行分析,减少了大量舱室的分析步骤,仅需要在分析报告中提到使用耐火电缆即可,极大降低了安全返港电缆路径的复杂性。当火灾超过事故界限时,符合IEC60331-1和IEC60331-2标准的耐火电缆证书中的燃烧测试时间仅为90min,无法满足在3h内支持船舶有序撤离和弃船的要求,同时国内电缆厂家均无法提供满足安全撤离要求的电缆。该船只能根据上文提到的路径进行设计和分析,没有规避安全撤离的电缆可以选用。

4电气设备间布置

根据上文提到的海安会MSC.1/Circ.1369通函解释8和13,电气设备间发生火灾或进水事故时,房间内的设备及其电缆均视为丢失状态。为了避免电气设备间丢失后,造成多个安全返港和撤离系统无法正常工作的情况发生,该船在每个竖区内均布置了1个或者多个电气设备间。该船在安全区域A、B分别布置了2个设备间,将服务于各安全区域的设备布置其中。当任意电气设备间发生火灾时,该安全区域被视为丢失,剩余的安全区域依旧可以提供给返港之用。在货舱不同竖区内布置多个电气设备间,可将双套系统的设备布置在不同竖区的电气设备间中,同时做到满足安全返港和撤离的要求。该船电气设备间均布置在电缆通道旁或附近,如安全区域A、B的电气设备间,机舱大截面电缆从电缆通道可直接进入到电气设备间内,减轻上建舱室单元区域通道压力。同时电气设备间布置在电缆通道旁可以减少电缆途径的“A”级边界,减少安全返港系统分析难度,更为重要的是减少了安全返港电缆的绕路情况发生。该船通过合理的电气设备间布置,节省了约50km的电缆用量,同时起到了重量控制的效果。

5结语

本文从安全返港电缆主干路径、电缆选型和电气设备间布置出发,讨论了某型客滚船安全返港生产设计的要点。主竖区“A-60”绝缘保护的电缆专用通道的布置,形成满足安全返港网格化的电缆主干;选择性的使用耐火电缆,规避复杂系统的安全返港的设计难度;可以从双套设备的布置出发,从降低安全返港系统分析报告的难度方面考虑,充分考虑电气设备间的布置。在情况允许的条件下,尽量将所有电气设备间布置在电缆通道旁。

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作者:何文强 李传达 严志 单位:招商局金陵船舶(南京)有限公司