極地重載甲板運輸船防冰凍設計

萬小三 潘雪連 邢國兵

（廣船國際技術中心）

0 引言

極地重載甲板運輸船是一艘約28,500載重噸，雙槳、柴油機-電力推進的運輸船，服務于開發俄羅斯北冰洋沿岸的YamalLNG大型油氣田項目，主要用來運輸LNG大型設備模塊，具有DNV船級社的PC-3入級符號（PC-3為全年在第二年厚冰含可能多年冰條件下工作）和俄羅斯最高冰級符號Arc7，要求船舶及設備的設計需滿足+35℃至-50℃的環境溫度條件。而電伴熱系統是船舶在極地環境下保證設備及部分功能正常運行的重要手段之一，故了解和掌握電伴熱的設計、工藝及施工等，為我司今后建造該類船舶儲備不可或缺的知識和技能。

由于我司第一次承接極地船舶，因其特殊性，我們的設計和建造經驗幾乎為零，且當前國內外具有極地船建造經驗的船廠及設計公司也不多，因此在設計時應多多研究、學習各個可借鑒的方案及經驗。本船由芬蘭的設計公司AKER負責基本設計及詳細設計，進行學習消化設計公司提供的相關防冰凍圖紙、，并結合相關規范要求，最終完成了所有防冰凍的工程。

1 各設施防冰凍措施介紹和分析

防冰凍措施主要通過電伴熱系統實現，現對極地重載甲板運輸船的幾類電伴熱系統進行介紹和分析。

1.1 鋼質門電伴熱帶

通過芬蘭設計公司AKER了解到鋼質門的防冰凍是在門框上伴加熱電纜。與鋼質門廠家共同探討和研究分析，普通鋼質門的鎖緊裝置插入門框，要在門框上伴加熱電纜并加保護罩是不夠空間的，且會影響到門的正常使用，處理此問題需將鎖緊裝置做相應修改，留出加熱電纜及保護罩空間，且該保護罩可拆，以便現場安裝加熱電纜及后期維修；在保護罩一端開出線孔，并用西卡膠密封；在出線處附近安裝接線盒。最終方案見圖1。

圖1 普通鋼質門與帶加熱框鋼質門對比

圖2 鋼質門電伴熱

圖3 推薦的加熱板節點

圖4 優化后的電加熱板節點

1.2 逃生通道的電伴熱板

防冰凍最大的工程是逃生通道的電伴熱，根據設計公司及廠家推薦船舶行業現有的電伴熱板節點（見圖3），綜合實際情況及船東意見，存在以下問題：電伴熱板里使用巖棉,整個結構不密封，總高45mm，如果甲板不平、積水，踩在電伴熱板上會晃動、電伴熱里的巖棉浸水損壞；電伴熱板兩邊采用若干個固定碼，導致并排的兩個電伴熱板之間間距過大，會有絆腳可能；較大規格的電伴熱板，強度不夠，但如做成多個的小板，需更多的設備隨機電纜及接線盒。為了解決上述問題，最終優化方案見圖4。

（1）將原電伴熱板的墊板取消，用角鋼制作座架（座架高度可根據實際情況定約60-120mm），解決了甲板不平、積水、板間距大等產生的問題；

（2）取消支撐螺柱，在電伴熱板結構內增加加強筋，增加強度；

（3）電伴熱板的設備隨機加熱電纜需要做保護罩，為了更精確，該保護罩待電伴熱板安裝完成后現場量取尺寸后制作；可考慮用耐低溫的電纜管走線。極地船使用保護罩，見圖5。

登艇平臺的電伴熱方式基本與此相同，但其不用加熱板座架，而在平臺上開流水孔，以防積水。

1.3 消防栓、透氣頭及室外疏排水管電伴熱安裝

對于消防栓的電伴熱，根據船東意見及廠家溝通商定，最終使用了以下兩種方案，分別用在該項目的兩條船上。方案一，在消防栓上纏繞加熱電纜后直接用不銹鋼扎帶緊固即可；該方案簡單，操作方便，省材料，但不美觀，加熱電纜使用壽命短。方案二，在消防栓上纏繞加熱電纜后，用福樂斯包裹，然后在其表面加一層不銹鋼鋼絲網及鋁箔，再用不銹鋼扎帶緊固。該方案較方案一，施工較復雜，但美觀，加熱電纜使用壽命長。具體安裝節點見圖6。

透氣頭、室外排水管、CCTV電源線的電伴熱，做法與消防栓的基本相同，見圖7。

1.4 室外水龍帶箱電伴熱安裝

室外水龍帶箱電伴熱是在箱體內鋪設加熱電纜，用不銹鋼格柵網緊固，安裝詳見圖8。

圖5 電伴熱板含加熱電纜保護罩

圖6 消防栓電伴熱安裝節點

圖7 透氣頭及室外排水管電伴熱

圖9 AKER推薦的救生圈電伴熱

圖10 優化后救生圈的電伴熱

1.5 救生圈電伴熱安裝

根據芬蘭設計公司AKER及廠家推薦方案：在常規的救生圈及架上覆蓋一個鋪設加熱電纜的帆布罩來實現救生圈的防冰凍，但要求救生圈能迅速及時的取出使用，而電伴熱帆布罩較重，較難打開。最終優化方案將救生圈座架改為4面箱體式，加熱電纜鋪設在箱體式座架的背后擋板，其加熱電纜安裝固定方式與水龍帶箱基本一樣，再在救生圈及座架表面覆蓋一層防水帆布（無加熱電纜），見圖10。

1.6 救生筏電伴熱

救生筏的電伴熱是在救生筏箱體內鋪設電熱毯，由溫度控制器自動控制整個救生筏箱體的溫度，當溫度達到最高溫度后自動停止加熱，電熱毯電源通過類似靜水壓力釋放器來實現切斷，當該釋放器遇水后，加熱電纜的接頭自動斷開，確保救生筏的正常使用。見圖11。

1.7 室外斜梯踏步及扶手電伴熱安裝

室外梯踏步電伴熱是在室外梯踏步的下面焊接螺柱，然后繞加熱電纜，貼鋁箔紙固定，再加一層25mm厚的福樂斯，最后用不銹鋼鐵皮封閉。

室外斜梯扶手的電伴熱是在扶手管里面鋪設加熱電纜，進出線口一般設在扶手管的底部位置，出線口用M20格蘭頭緊固及密封。見圖12。

室外欄桿、風暴扶手、登艇平臺扶手的電伴熱做法與室外斜梯扶手的基本相同。

圖8 水龍帶箱電伴熱安裝節點

圖11 救生筏電伴熱

圖12 室外斜梯及扶手電伴熱

2 結束語

電伴熱作為極地船防冰凍的重要措施之一，通過本文對極地重載甲板運輸船電伴熱系統的設計方案的逐項介紹分析，積累了一定的防冰凍經驗，但各個電伴熱方式都還有待進一步優化完善，盡可能做到施工操作便捷，省時省料，效果良好。希望本文能為后續極地船舶的設計提供參考和借鑒。