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1、增刊( 总第1 3 1 期) 2 0 1 2 年1 0 月 船舶设计通讯 J O U R N A LO FS H I PD E S I G N E x t r ae d i t i o n ( S e r i a lN O 1 3 1 ) O e t o b e r2 0 1 2 满足I N FC O D E 要求的多用途船电气设计 蝴匕炯 ( 上海船舶研究设计院，上海2 0 1 2 0 3 ) 摘要】主要以1 77 0 0D W T 多用途船为例，介绍了船舶装载包装型放射性货品满足装载包装型放射性核燃料、 钚与高放射性废弃物的国际航运安全准则，即”I N FC O D E ”要求的电力配电系
2、统、精简型机舱自动化系统和通信导 航系统的设计以及”I N FC O D E ”要求中等级为C L A S SI N F R 的电气系统。如应急供电系统、货舱温度探测系统等。 关键词 多用途船；放射性核燃料；I N FC O D E ；电力配电系统；机舱自动化系统；通信导航系统；C L A S SI N F 2 中图分类号 U 6 6 5 文献标志码 A 文章编号 1 0 0 1 4 6 2 4 ( 2 0 1 2 ) 增刊一0 0 6 6 - 0 4 E l e c t r i cD e t a i lD e s i g nf o rt h eM u l t i - p u r p o s
3、eC a r g o S h i pm e e t i n gt h eI N F C o D E Y a o J i o n g ( S h a n g h mM e r c h a n tS h i pD e s i g na n dR e s e a r c hI n s t i t u t e ，S h a n g h a i2 0 1 2 0 3 ，C h i n a ) A b s t r a c t ：T a k i n ga1 77 0 0D W Tm u l t i - p u r p o s es h i pc a r r y i n gt h ep a c k a g e
4、 di r r a d i a t e dc a r g oa sa ne x a m p l e ，t h ep a p e r b r i e f l yi n t r o d u c e dt h ee l e c t r i cd e s i g no ft h ev e s s e lw h i c hs t r i c t l ym e e t sT h ei n t e r n a t i o n a lc o d ef o rt h es a f ec a r r i a g eo f p a c k a g e di r r a d i a t e dn u c l e a
5、rf u e l ，p l u t o n i u ma n dh i g h - l e v e lr a d i o a c t i v ew a s t eo nb o a r ds h i p s ( I N Fc o d e ) f o rp o w e r d i s t r i b u t i o ns y s t e m ，t h i na u t o m a t i o ns y s t e mi ne n 西n er o o m ，a n dc o m m u n i c a t i o nn a v i g a t i o ns y s t e m T h ep a p
6、e ra l s o p r e s e n t e dt h es p e c i f i ce l e c t r i cd e s i g nw h i c hs a t i s f i e dt h er e q u i r e m e n to fC L A S SI N F2 o fI N FC O D E ，s u c ha s e m e r g e n c yp o w e rs u p p l ys y s t e m ，c a r g oh o l dt e m p e r a t u r ed e t e c t i o ns y s t e me t c K e y
7、w o r d s ：m u l t i - p u r p o s ec a r g os h i p ；i r r a d i a t e dn u c l e a rf u e l ；I N FC O D E ；p o w e rd i s t r i b u t i o ns y s t e m ；a u t o m a t i o n s y s t e mi ne n g i n er o o m ：c o m m u m c a t i o na n dn a v i g a t i o ns y s t e m ；C l a s sI N F 2 0匍昌 多用途船具备包括运输散
8、货、集装箱等多种运 载能力。多用途船不仅能够为航运公司在航运市场 兴旺时创造较高收益。即使在世界贸易状况多变，海 上运输形势不明朗时。凭借其灵活性能迅速适应多 变的市场，为航运公司的生存赢得一席之地。 中国长航集团金陵船厂承接荷兰S P U E T H O F 公司的1 77 0 0D W T 双壳多用途船人英国劳氏船 级社( L R ) ，挂荷兰旗，船级符号为： + 1 0 0A 1 ，i c e c l a s s1 A ，L A ，U ，I c I W S ，+ L M C ， U M S ，S C M ，N A V l 收稿日期】2 0 1 1 - 0 6 - 0 8 作者简介】姚炯(
9、 1 9 7 9 一) ，男，工程师，从事船舶电气设计。 6 6 该船装载C L A S SI N F 2 所规定总放射量的辐照 核燃料或者高度放射废物，在电气设计方面需满足 I N F 2 的相关要求。 1电气系统设计概述 1 1 配电系统 该船采用A C4 5 0V6 0H z 。A C2 3 0V6 0H z 低 压电源和直流D C2 4V 电源。 该船配备了3 台4 5 0k W 发电机组、1 台轴带发 电机( 10 0 0k W ) 、1 台应急发电机兼做停泊发 电机( 4 5 0k W ) 。它们为主、辅机设备，风机，3 台起重 机( 2 2 0k W 台) ，1 台首侧推( 8
10、5 0k W ) 以及1 2 8 个冷 万方数据 姚炯：满足I N F C O D E 要求的多用途船电气设计 藏集装箱等全船设备提供电力。在正常航行时轴带 发电机为1 2 8 个冷藏集装箱提供电力：在进出港工 况时轴带发电机为首侧推提供电力。 全船电力分配单线图以及各种工况下的配置情 况见图1 和表1 。 一一一一一一一一 M S B 丽湎面) 一一一一一一一 一一 A C4 4 0 V6 0 H z B U Sl D I S C O N N E 卫! i GL I N K S = I6 0 0 A B u s 州EA C4 4 0 V 6 0l - l zB U S2 A C 童矗 I B
11、 U S 3 泔必 式屠l _ _ d i 娈哄崤煎一 1 M l 固 M I N 眦】 4 4 5 ；, 10 0 0k Wi函iF一 1 a 5 0 E S B ( P A N E L x 3 ) A C4 4 0 V mA C2 3 1V I z ： 洲 靴P骶 U E M C YG E N E R A T O R4 4 5 1 2 3 lV A C 4 4 5 V6 0 H z1 0 2 0 k V A x 3 4 5 0k W 表1各种工况发电机配置 图1 全船电力分配单线图 工况 发电机使用台数( 发电机负荷率) 2 台发电机( 7 2 ) + l 台轴发( 供1 2 8 个 正常
12、航行工况 冷藏集装箱) ( 7 1 ) 装卸货工况3 台发电机( 7 7 ) 2 台发电机( 8 5 ) + l 台轴发( 供首侧推) 进出港工况 ( 8 5 ) 1 台发电机或1 台应急发电机( 用作停泊 停泊工况 发电机) 应急工况 1 台应急发电机( 5 5 ) 该船主变压器和应急变压器均采用单套双电 源。3 个单相变压器组成单相组合式三相变压器，每 个单相变压器容量都不小于总容量的5 0 。其中一 个单相变压器故障时仍能保证提供1 1 6 的容量使 全船设备正常工作，满足规范对变压器冗余的要求。 采用配电板两侧双电源供电，也对供电的可靠性也 有很高的保障。 1 2 其他电力系统 在起重
13、机电气设计方面，船上配备了3 台2 2 0k W ( S 6 2 5 D C ) 的起重机。起重机在起重下放货物过 程中，电动机是反转状态，将会向电网释放电能，下 放速度越快对电网的冲击越大，存在逆功率问题。 通常发电机已经设置了逆功率保护。可以很好地解 决此问题。但为了在发电机主开关脱扣之前解决此 逆功率问题，该船为每台起重机设置了适当容量的 吸收电阻( 约1 2 0k W ) ，使起重机在起重下放货物过 程中由电动机反转产生的电能转化为热能来消除逆 功率。在实际使用中也得到了很好的验证，消除了 系统因起重机所产生的逆功率而导致发电机异常脱 扣的隐患。 总功率约为7 9k W 的电伴热系统，
14、为机舱管路 提供加热，独立的4 5 0 2 3 0 V6 0 H z 9 9k V A 的三相 变压器为电伴热系统提供A C2 2 0V 电源。 1 3 机舱自动化系统 该船需满足L R 船级社无人机舱( U M S ) 要求。 为此通常船上配备以计算机为终端，数据处理器及 监测报警模块等组成的网络系统，并且以机舱集中 控制台为主控制站来实现机舱报警监测和自动化控 制。鉴于船东的用船习惯，本船取消了计算机终端 系统以及机舱集中控制台，取而代之的是精简直观 的报警声光集合站。为此我们对相关规范进行了细 6 7 万方数据 增刊( 总第1 3 1 期) 2 0 1 2 年1 0 月 船舶设计通讯E
15、x t r ae d i t i o n ( S e r i a lN O 1 3 1 ) J O U R N A LO FS H I PD E S I G N O c t o b e r2 0 1 2 致研究，在这种精简特殊的系统构成下，确保主推进 控制、安全系统合理高效的正常工作以及完成检测 报警系统采集报警点3 0 0 点、1 5 0 个液位测量和遥 控阀控制，以极其精简的系统设计满足了船级社和 船东的特殊要求。 1 4 通信导航系统和其他系统 该船需满足L R 船级社N A V l 一人桥楼的要 求。根据相关规范，该船配备了磁罗经、电罗经、自 动舵系统、计程仪、测深仪、雷达、自动识别系
16、统、航 行数据记录仪( V D R ) 、G P S 系统、桥楼报警、值守报 警系统、声音接收系统、卫星罗经系统、无线电组合 电台( G M D S S ) 、卫通C 站、卫通F 站、船舶安全系统 ( S S A S ) 等航行、无线电设备以及全船自动电话、声 力电话、广播对讲系统、通用报警系统、子母钟、病房 冷库呼叫、C O ：释放报警系统、火灾探测报警系统等 内部通信、报警设备等，以确保船舶航行的安全性和 可靠性。另外机舱局部水雾灭火探测系统为主机区 域、辅机区域、锅炉区域、分油机区域以及焚烧炉区 域提供了消防安全的保障。 2I N FC O D E 设计要求 2 1C L A S SI
17、N F 船的分类 运载I N FC O D E 所涉及到的放射性货品的船 舶。根据其装载货品的总放射量将其分为三个等级。 I N F l ：船舶持有证书且所运载一般放射性货品 的总放射量低于40 0 0 T B q ； I N F 2 ：船舶持有证书运载辐照核燃料或者高度 放射废物的总放射量低于2 x 1 0 6T B q 以及持有证书 运载的钚的总放射量低于2 x 1 0 s T B q ； I N F 3 ：船舶持有证书运载辐照核燃料或者高度 放射废物的总放射量没有限制以及持有证书运载的 钚的总放射量没有限制。 对于C L A S SI N F 船要求同时满足国际海运危 险货物规则( I
18、M D G ) ，国际船舶防污染公约 ( M A R P O L ) S O L A S 和I N F 的要求，而I N F 的要求 将更为严格。 2 2I N FC O D E 对本船电气系统的要求 该船装载C L A S SI N F 2 所规定放射量的辐照核 燃料或者高度放射废物，在电气设计方面，需满足下 列相关要求： 2 2 1图纸提供要求 全船电力负荷计算书；应急发电机室电气设备 布置图：电力一次系统图以及电力二次系统图被要 求提供审查。 2 2 2 应急供电要求 应急供电要求见图2 。 图2C I A S SI N F 2 应急供电系统 ( 下转第7 8 页) 万方数据 增刊( 总
19、第1 3 1 期) 2 0 1 2 年1 0 月 船舶设计通讯 J O U R N A LO FS H I PD E S I G N E x t r ae d i t i o n ( S e r i a lN O 1 3 1 ) O c t o b e r2 0 1 2 6其他与船舶类型和用途匹配的功 能舱室 这一条比较好理解，也就是在设置了满足上述 法规规范所要求的通用舱室之外，再根据船舶用途 的不同设置各类功能舱室，并与上述通用舱室一起 合理布置、穿插搭配和有机组合，共同构成完整的上 层建筑。 7 船东朋台公司的习惯和意愿 不同的船东和船公司，可能用船习惯略有差异， 这种差异往往会体现在舱
20、室划分的最终形成上。由 于船东和船公司经常是产品的终端客户，在以往的 操船和使用过程中积累了大量的经验，因此，应本着 尊重的态度看待船东的建议和要求。但同时，为避 免后期大量无谓的修改和返工，可在设计初期请船 东对于舱室的布置和分隔进行有效认可和签字。 除用船习惯外不同国籍和宗教信仰的船员对 于一些舱室划分可能略有区别。最典型的是，对于 信奉伊斯兰教的船员占一定比例的船舶，需要设置 单独的祈祷室以及清真餐厅。 8 结构及防火对分隔舱壁的要求 结构对钢质舱壁的划分要求，主要是指该划分 能否满足结构强度和振动的要求。比如上下舱壁尽 量对齐，舱壁最好在肋位上，舱壁的间距大小，等等。 有时舱室的防火要
21、求也会反过来影响舱室的 划分。例如，根据S O L A S 规范，对于货船来说，如果 确定采用I I I C 法对起居处所进行保护，那么对于分 隔舱室的A 级或B 级限界面的面积则有所限制，虽 然这一限制经常是通过调整限界面的类别来实现 的。当然。不同舱室之间的防火等级也是决定分隔 舱壁种类的因素之一。 9结语 舱室布置，涵盖内容之广，涉及方面之多，绝非 一篇文章所能穷极。只要能在日常工作和学习中参 透规范。领悟其精神和实质，并在实践中不断摸索， 善加运用，就能设计出符合要求和布置合理的船舶 上建。 同时，作为一代年轻的船舶设计师，既要学会在 变化中寻找规律。又要努力在规律下追求变化。这 种寻
22、找和追求，会促使设计者进行思考，并从更广阔 的视角和空间对设计进行持续改进和完善，同时，这 也是创新的重要思想源泉。 参考文献 1 j 国际劳工组织海事劳工公约I L 0 ( 9 2 号，1 3 3 号，2 0 0 6 公 约) S 2 毛欣维海员起居舱室相关规定( 上) J 中国船检，2 0 1 0 2 3 1 国际海事组织国际海上人命安全公约 S 2 0 0 9 7 4 国际海事组织国际消防安全系统规则 S 2 0 0 7 【5 巴拿马运河管委会巴拿马运河规则 s3 2 0 1 0 1 ， p p 矿p 扩护p 扩p 扩p p 扩、p 、p 妒p p p 妒矿、：声妒p 扩p p 扩护扩妒
23、扩p p 妒妒、p 扩u p ( 上接第6 8 页1 I N FC O D E 要求在船舶航行应急工况下，货舱抽 风机仍要求正常使用，保持要求的货舱通风次数，则 所有货舱抽风机均需从主电源和应急电源双路供 电，主、应电源供电实现互锁。 该船配备1 台舵机、主消防泵、舱底、压载泵，货 舱舱底水泵需从应急电源供电。 2 2 3 控制货舱温度要求 I N FC O D E 要求采取适当的通风或其他冷却方 式使货舱区域的平均环境温度始终低于5 5 。该船 配备了一套货舱温度探测装置，通过安装在货舱通 风管道的温度传感器对每个货舱的温度实施监控， 以调节通风量确保货舱温度控制在允许的范围内。 2 2 4
24、 火灾探测和报警系统要求 C L A S SI N F 对全船火灾探测和报警系统的构 7 8 成和布置也有严格要求。对于居住舱室( 包括所有 官员、船员房间) 、服务处所、控制站、首部区域、A 类机器处所所舱室、公共处所都需要安装相应的火 灾探测器和配备适当数量的手动报警按钮；与类似 的常规运输船相比，火灾探测器的数量增加了将近 1 倍。 3结语 1 77 0 0D W T 多用途船在电气设计方面与其他 多用途船相比有很多特点。电力系统、机舱自动化 系统有着不同于其他相同船型的设计构成，特别是 I N FC O D E 的要求，贯穿于整个电气系统设计过程 中这有助于我们深入地了解I N FC O D E 的特殊要 求以及在电气设计中的实际运用，为今后相同要求 的船型设计提供了一定的经验和参考。 万方数据