主要船級(jí)社冬季化船級(jí)符號(hào)分析及其在船舶設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

朱光偉，曹 凱，王金峰，徐立豐，周云龍

（中遠(yuǎn)船務(wù)工程集團(tuán)有限公司，遼寧大連 116600）

主要船級(jí)社冬季化船級(jí)符號(hào)分析及其在船舶設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

朱光偉，曹 凱，王金峰，徐立豐，周云龍

（中遠(yuǎn)船務(wù)工程集團(tuán)有限公司，遼寧大連 116600）

文章對(duì)主要船級(jí)社冬季化符號(hào)的相關(guān)要求和《極地水域營(yíng)運(yùn)船舶國(guó)際規(guī)則》進(jìn)行了分析，通過(guò)對(duì)比分析國(guó)內(nèi)外的相關(guān)規(guī)范規(guī)則，提出了不同規(guī)范規(guī)則的主要差異和存在的問(wèn)題，并針對(duì)這些問(wèn)題給出了相關(guān)對(duì)策。以中遠(yuǎn)船務(wù)研發(fā)的冰區(qū)雙燃料平臺(tái)供應(yīng)船為例，闡述了冬季化船級(jí)符號(hào)在該船設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，為具有冬季化船級(jí)符號(hào)的船舶設(shè)計(jì)提供參考。

船級(jí)符號(hào)；冬季化；冰區(qū)；平臺(tái)供應(yīng)船；防冰；防凍

0 引言

近年來(lái)，全球環(huán)境變暖引起各界人士的高度關(guān)切，特別是北極地區(qū)的升溫，導(dǎo)致冰蓋區(qū)域逐年減小，使全球天氣處于極大的變數(shù)之中。因此北極通航和油氣資源的開(kāi)發(fā)成為了國(guó)際海事界的熱點(diǎn)之一，在低溫環(huán)境下冰區(qū)航行和作業(yè)的船舶引起了各界的廣泛關(guān)注。

船舶受低溫影響會(huì)引起鋼板變脆、結(jié)冰積雪、穩(wěn)性降低、機(jī)械設(shè)備低溫故障和船員工作績(jī)效降低等風(fēng)險(xiǎn)，嚴(yán)重影響船舶營(yíng)運(yùn)安全。為了降低船舶運(yùn)營(yíng)的額外風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)為了保護(hù)包括極地在內(nèi)寒冷水域脆弱的生態(tài)環(huán)境，各國(guó)際組織和國(guó)家紛紛立法、制定公約及標(biāo)準(zhǔn)，建立較完善的低溫航行船舶冬季化要求及防寒防凍措施，但是不同規(guī)范之間仍存在一些差異。本文通過(guò)對(duì)比分析國(guó)內(nèi)外相關(guān)規(guī)范規(guī)則，提出了不同規(guī)范規(guī)則之間的主要差異和存在的問(wèn)題，針對(duì)這些問(wèn)題給出了相關(guān)的對(duì)策。并以中遠(yuǎn)船務(wù)研發(fā)的冰區(qū)雙燃料平臺(tái)供應(yīng)船為例，闡述了冬季化附加船級(jí)符號(hào)在該船設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

1 冰區(qū)雙燃料平臺(tái)供應(yīng)船簡(jiǎn)介

中遠(yuǎn)船務(wù)集團(tuán)研發(fā)的冰區(qū)雙燃料平臺(tái)供應(yīng)船入級(jí)美國(guó)船級(jí)社，總長(zhǎng)91.95 m，垂線間長(zhǎng)83.4 m，型寬19 m，型深7.9 m，設(shè)計(jì)吃水6.3 m，服務(wù)航速14.5 kn。目標(biāo)運(yùn)營(yíng)區(qū)域?yàn)槎砹_斯庫(kù)頁(yè)島，庫(kù)頁(yè)島地區(qū)氣候寒冷，夏季短暫，冬季長(zhǎng)達(dá)六個(gè)月，冬天的平均氣溫在?15℃～?20℃之間，最低可到?35℃。該船型完全符合美國(guó)船級(jí)社關(guān)于冬季化的要求，具有CCO(?15, ?35)船級(jí)符號(hào)，其中，?15為設(shè)計(jì)服務(wù)溫度，?35為最低預(yù)期溫度，同時(shí)符合波羅的海1A冰級(jí)[1]要求。具有GFS(DFD)船級(jí)符號(hào)，動(dòng)力系統(tǒng)采用包括常規(guī)燃料和LNG的雙燃料主機(jī)，可以滿足北歐和美國(guó)嚴(yán)格的排放要求。除上述船級(jí)符號(hào)外，該船還具有較大載貨甲板面積、載貨量大、載貨種類(lèi)齊全，具有溢油回收功能，生活區(qū)后部配備水下機(jī)器人機(jī)庫(kù)，滿足SPS Code海上救助功能，并具有DP2動(dòng)力定位等功能。

2 主要船級(jí)社冬季化船級(jí)社要求的對(duì)比

2.1 主要船級(jí)社冬季化船級(jí)符號(hào)

主要船級(jí)社冬季化船級(jí)符號(hào)如表1～表4所示。

2.2 船級(jí)社冬季化符號(hào)要求對(duì)比

為滿足IMO不斷出臺(tái)的國(guó)際公約、規(guī)則的要求，各主要船級(jí)社定期對(duì)其入級(jí)規(guī)范進(jìn)行修訂。由于各個(gè)船級(jí)社對(duì)IMO公約和規(guī)則的理解存在差異，關(guān)注點(diǎn)也不盡相同，所以需要對(duì)其中的差異進(jìn)行辨識(shí)。

在冬季化符號(hào)方面，各個(gè)船級(jí)社規(guī)定低溫環(huán)境是指最低日均平均氣溫（lowest mean daily average temperature，LMDAT）低于-10℃或最低日均最低氣溫（lowest mean daily lowest temperature，LMDLT）低于-30℃時(shí)，建議滿足冬季化符號(hào)要求，非強(qiáng)制執(zhí)行。

各個(gè)船級(jí)社冬季化符號(hào)的差異主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：設(shè)計(jì)服務(wù)溫度要求不一致、規(guī)范要求不一致和規(guī)范適用范圍不一致。具體差異和相應(yīng)對(duì)策如下：

表1 美國(guó)船級(jí)社冬季化附加符號(hào)[1]

表2 中國(guó)船級(jí)社冬季化附加符號(hào)[2]

表3 挪威船級(jí)社冬季化附加符號(hào)[3]

表4 英國(guó)勞氏船級(jí)社冬季化附加符號(hào)[4]

1）設(shè)計(jì)或服務(wù)溫度要求不一致。要求船東提供明確的LMDLT或LMDAT，然后根據(jù)船級(jí)社要求選擇正確的船級(jí)符號(hào)，避免造成偏差。根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，LMDAT與LMDLT的差值基本在3℃左右，而極地服務(wù)溫度（polar service temperature，PST）PST=LMDLT－10℃，因此PST和LMDAT的溫度指標(biāo)應(yīng)該差 13℃左右。在選擇材質(zhì)時(shí)更要分清溫度選取是否正確。

2）規(guī)范要求不一致。由于各船級(jí)社之間規(guī)定的側(cè)重點(diǎn)不一致，造成冬季化符號(hào)無(wú)法完全互換。在船東換船級(jí)社或采用雙船級(jí)社時(shí)，應(yīng)進(jìn)行對(duì)比，確保防冰防凍措施要求一致。例如：挪威船級(jí)社要求外部逃生通道的頂部欄桿要防冰保護(hù)，而美國(guó)船級(jí)社未做要求。

3）規(guī)范適用范圍不一致。挪威船級(jí)社和英國(guó)勞氏船級(jí)社可單獨(dú)使用船體結(jié)構(gòu)材料的冬季化符號(hào)要求，而設(shè)備和系統(tǒng)設(shè)置允許不做要求設(shè)置。中國(guó)船級(jí)社也有單獨(dú)的船體結(jié)構(gòu)材料冬季化符號(hào)，允許單獨(dú)使用，但是其它符號(hào)如ACC符號(hào)也包括船體結(jié)構(gòu)材料的冬季化要求。而美國(guó)船級(jí)社沒(méi)有單獨(dú)船體結(jié)構(gòu)的冬季化符號(hào)，無(wú)法單獨(dú)僅船體材料滿足冬季化符號(hào)的要求。

2.3 相關(guān)法規(guī)的要求

《極地水域營(yíng)運(yùn)船舶國(guó)際規(guī)則》[5]第 I部分對(duì)PST取船舶預(yù)定操作區(qū)域的LMDLT以下10℃。其中“平均”指統(tǒng)計(jì)平均10年數(shù)據(jù)。極地船舶的PST是由船東或船舶設(shè)計(jì)者根據(jù)船舶預(yù)定極地操作區(qū)域日均低溫來(lái)確定。如果極地船舶預(yù)定操作區(qū)域有可靠的環(huán)境溫度記錄，PST可排除所有發(fā)生概率低于2.5%的記錄值后進(jìn)行統(tǒng)計(jì)獲得。對(duì)于季節(jié)性限制操作的船舶，取操作期間最低記錄值。

1）船體結(jié)構(gòu)和設(shè)備、甲板機(jī)械、消防設(shè)備和系統(tǒng)、救生設(shè)備的材料的設(shè)計(jì)服務(wù)溫度（design service temperature，DST）取船東或船舶設(shè)計(jì)者確定的PST。

2）結(jié)構(gòu)、設(shè)備和管路的加熱布置以及液艙防凍保護(hù)和艙室加熱系統(tǒng)等應(yīng)考慮到船舶操作的預(yù)期最低環(huán)境溫度（minimum anticipated temperature，MAT），并由船東、船舶設(shè)計(jì)者確定。如果缺乏預(yù)期最低溫度數(shù)據(jù)，則預(yù)期的最低環(huán)境溫度取PST以下至少10℃或LMDLT以下20℃。

3 具體項(xiàng)目中的設(shè)計(jì)應(yīng)用

中遠(yuǎn)船務(wù)集團(tuán)研發(fā)的冰區(qū)雙燃料平臺(tái)供應(yīng)船申請(qǐng)美國(guó)船級(jí)社冬季化附加標(biāo)志，在設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)考慮并滿足下面的要求：

1）所有的壓載艙和艏艉尖艙采用空氣鼓泡系統(tǒng)進(jìn)行防冰保護(hù)。

2）平臺(tái)供應(yīng)船船型普遍設(shè)計(jì)為長(zhǎng)艏樓[6]，考慮低溫作業(yè)影響，將艏部系泊設(shè)備封閉在長(zhǎng)艏樓中，如圖1所示。

Analysis of Winterization Notation of Main Societies and Application in Ship Design

Zhu Guangwei, Cao Kai, Wang Jinfeng, Xu Lifeng, Zhou Yunlong

(COSCO Shipyard Group Co., Ltd., Liaoning Dalian 116600, China)

The paper analyzes the requirements of winterization notation of main societies and the “International Code for Ships Operating in Polar Waters”. Via comparing and analyzing the relevant rules at home and abroad, the paper puts forward main differences between different rules and the existing problems. It gives relevant countermeasures to solve these problems. Taking ice class dual-fuel PSV developed by COSCO shipyard as an example, the paper expounds the application of winterization notation in the design, which provides reference for ship design with winterization notation.

class notation; winterization; polar code; PSV; anti-icing; anti-freezing

U662.1

A

10.14141/j.31-1981.2017.02.001

朱光偉（1976—），男，工程師，研究方向：船舶涉冰技術(shù)研究和管理。