淺談某型客滾船安全返港生產(chǎn)設(shè)計(jì)

何文強(qiáng)，李傳達(dá)，嚴(yán) 志

（招商局金陵船舶（南京）有限公司，江蘇 南京 210015）

0 引言

根據(jù)海安會(huì)82次會(huì)議對(duì)客滾船的要求，載重線船長(zhǎng)120 m及以上,或具有3個(gè)及以上主豎區(qū)的所有客船，需滿足SOLAS修正案第II-2/21條，“船舶發(fā)生未超出事故界限的事故后，依靠自身動(dòng)力安全返港(SRtP)”和第II-2/22條，“船舶發(fā)生超出事故界限的事故時(shí)，要求規(guī)定系統(tǒng)保持3 h內(nèi)可用”，以支持船舶有序撤離和棄船的設(shè)計(jì)衡準(zhǔn)。該型客滾船總長(zhǎng)229.4 m、型寬31 m，型吃水（至上甲板）9.5 m，分為5個(gè)主豎區(qū)和2個(gè)主橫區(qū)[1-2]。該型客滾船需滿足客滾船安全返港和安全撤離的相關(guān)要求。本文就以上要求對(duì)主干路徑、電纜選型和電氣設(shè)備間布置進(jìn)行闡述[3-4]。

1 主要艙室布置

安全區(qū)域A和B在9、10甲板分別布置在主豎區(qū)2、3。貨艙1-5甲板和5-9甲板分別是主橫區(qū)1和2。2個(gè)機(jī)艙采用左右舷對(duì)稱分部，均在主豎區(qū)4內(nèi)。2個(gè)輔助設(shè)備間分別布置在主豎區(qū)1和主豎區(qū)2，應(yīng)急發(fā)電機(jī)室布置在12甲主豎區(qū)2，如圖1所示。重要艙室的布置上實(shí)現(xiàn)雙套設(shè)計(jì)，滿足安全返港和安全撤離的基本要求。

圖1 艙室布置的雙套設(shè)計(jì)

2 主干電纜路徑設(shè)計(jì)

2.1 “A-60”電纜通道布置

海安會(huì)MSC.1/Circ.1369通函解釋5提到，由“A-60”絕緣保護(hù)的通道（該通道可以是結(jié)構(gòu)圍壁或管路）在經(jīng)過(guò)起火區(qū)域時(shí)，其內(nèi)部的電纜、管路視為可用狀態(tài)。同時(shí)MSC.1/Circ.1369通函解釋8第2條中對(duì)這種只包含電纜和管路的通道定義為無(wú)失火風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域。MSC.1/Circ.1369通函附錄3第2種解決方案中提到，“A-60”絕緣保護(hù)的通道途徑發(fā)生超出事故界限的事故的主豎區(qū)時(shí)，內(nèi)部的電纜視為可用狀態(tài)。通過(guò)上文規(guī)范對(duì)“A-60”絕緣保護(hù)通道的解釋，專用電纜通道內(nèi)部的電纜無(wú)論是在安全返港還是在安全撤離的情況下均無(wú)需考慮會(huì)丟失的情況。同時(shí)海安會(huì)MSC.1/Circ.1369通函解釋1和6提到，主橫區(qū)不包含在主豎區(qū)內(nèi)，在發(fā)生超出事故界限的事故的主豎區(qū)丟失的情況下，主橫區(qū)內(nèi)的電纜任視為可用狀態(tài)。

通過(guò)對(duì)上述規(guī)范的理解，本船結(jié)合結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和艙室布置，在1～4號(hào)主豎區(qū)內(nèi)均設(shè)計(jì)了直接或間接連接到主橫區(qū)的垂直“A-60”絕緣保護(hù)電纜通道，將左右機(jī)艙的雙套電纜通過(guò)2個(gè)主橫區(qū)，送到各豎區(qū)的電纜通道中，從底層設(shè)計(jì)上將改船劃分成了兩橫四縱的網(wǎng)格型電纜主干通道，使得安全返港電纜能夠通過(guò)主橫區(qū)作為橋梁，連接機(jī)艙和上建區(qū)域。

2.2 安全返港主干電纜路徑

1）機(jī)艙內(nèi)。該船設(shè)有2套主配電板，分別布置在2個(gè)獨(dú)立的A級(jí)防火區(qū)域左配電板間和右變壓器間。因?yàn)闄C(jī)艙邊艙為U型結(jié)構(gòu)，配電板進(jìn)機(jī)艙的電纜不能進(jìn)入同一U型邊艙。由于4號(hào)主豎區(qū)的“A-60”電纜通道距離右配電板較近，即規(guī)劃右配電板出機(jī)艙的安全返港電纜經(jīng)過(guò)該電纜通道。而左配電板只能直接穿過(guò)甲板面進(jìn)入貨艙3甲板即1號(hào)主橫區(qū)，如圖2所示。

圖2 機(jī)艙內(nèi)安全返港電纜路徑

2）機(jī)艙外。左配電板安全返港電纜進(jìn)入1號(hào)主橫區(qū)，通過(guò)安全區(qū)A所在豎區(qū)的電纜通道進(jìn)入該區(qū)域。中部輔助設(shè)備間和左舵機(jī)艙均通過(guò)1號(hào)主橫區(qū)進(jìn)入各自區(qū)域。以上路徑及左配電板和應(yīng)急配電板之間電纜、左配電板供電設(shè)備的應(yīng)急配電板安全返港電纜路徑見(jiàn)附圖3。

圖3 左配電板安全返港電纜路徑

右配電板安全返港電纜通過(guò)4號(hào)主豎區(qū)的電纜通道進(jìn)入2號(hào)主橫區(qū)，通過(guò)安全區(qū)B和首部輔助設(shè)備間所在豎區(qū)的電纜通道進(jìn)入各自區(qū)域，通過(guò)機(jī)艙直接進(jìn)入右舵機(jī)艙。以上路徑及右配電板和應(yīng)急配電板之間電纜、右配電板供電設(shè)備的應(yīng)急配電板安全返港電纜路徑見(jiàn)附圖4。

圖4 右配電板安全返港電纜路徑

通過(guò)圖3和圖4對(duì)比發(fā)現(xiàn)，左配電板供電的標(biāo)記區(qū)域和右配電板供電的標(biāo)記區(qū)域在“A”級(jí)邊界無(wú)任何交集。雙套電纜路徑通過(guò)主橫區(qū)和“A-60”電纜通道完美分開(kāi)，即便是機(jī)艙所在的4號(hào)主豎區(qū)發(fā)生超出事故界限的事故從而丟失，結(jié)合應(yīng)急電源的路徑，使得該安全返港主干電纜路徑在原理上能同時(shí)滿足安全返港和撤離的要求。例如，在設(shè)計(jì)互為冗余的2個(gè)輔助設(shè)備間安全返港電纜路徑時(shí)，首部輔助設(shè)備間安全返港電纜雖然選擇途徑2號(hào)主橫區(qū)的繞路方式，但是和中部輔助設(shè)備間安全返港電纜路徑在“A”級(jí)邊界內(nèi)無(wú)交集，滿足安全返港的要求。同時(shí)在分析1號(hào)主豎區(qū)丟失的情況下，首部輔助設(shè)備間丟失，中部輔助設(shè)備間及其主電源和應(yīng)急電源均視為可用狀態(tài)，滿足安全撤離的要求；當(dāng)2號(hào)主豎區(qū)丟失，中部輔助設(shè)備間和應(yīng)急發(fā)電機(jī)室丟失，但是首部輔助設(shè)備間的主電源電纜是通過(guò)2號(hào)主橫區(qū)和電纜通道直接進(jìn)入到1號(hào)豎區(qū)內(nèi)，設(shè)備間及其電纜均視為可用狀態(tài)；當(dāng)4號(hào)主豎區(qū)丟失，2個(gè)輔助設(shè)備間的主電源均丟失，應(yīng)急電源也能保證2個(gè)輔助設(shè)備間的供電。通過(guò)以上分析得出，2個(gè)輔助設(shè)備間雙套設(shè)備的主干路徑滿足安全返港和撤離的要求。通過(guò)此分析方法，可以對(duì)左右舵機(jī)艙和安全區(qū)域A、B等艙室進(jìn)線分析，電纜路徑均滿足安全返港和撤離的要求。

3 安全返港電纜選型

該船安全返港電纜形成了互為冗余的電纜路徑，在原理上能同時(shí)滿足安全返港和撤離的要求。原則上在電纜選型過(guò)程中，除去規(guī)范要求必須使用耐火電纜的系統(tǒng)外，其余安全返港電纜系統(tǒng)選擇滿足IEC60332-1的阻燃電纜即可。不過(guò)該船在安全返港電纜選型時(shí)為了提高部分復(fù)雜安全返港系統(tǒng)評(píng)估報(bào)告的通過(guò)率，降低分析難度，同時(shí)解決后期調(diào)整電纜路徑的可操作性，復(fù)雜安全返港系統(tǒng)的電纜選型直接采用了耐火電纜。根據(jù)海安會(huì)MSC.1/Circ.1369通函解釋13，符合IEC 60331-1和IEC 60331-2標(biāo)準(zhǔn)（另見(jiàn)IACS UR E15）并通過(guò)（非服務(wù)于）處所的耐火電纜，可視為在發(fā)生火災(zāi)事故后保持工作狀態(tài)，只要其在受到事故影響的處所內(nèi)無(wú)連接件、接頭和與其相連的設(shè)備等。滿足IEC 60092-360（60092-359）標(biāo)準(zhǔn)的電纜如穿過(guò)進(jìn)水事故處所，且在該處所內(nèi)無(wú)接頭、連接件及與其相連的設(shè)備等，或者上述接頭達(dá)到IPX8等級(jí)，可視為能維持運(yùn)行。例如，僅需要滿足安全返港的動(dòng)力操控的水密及半水密門(mén)系統(tǒng)，該系統(tǒng)涉及全船三甲板以下28個(gè)動(dòng)力操控的水密及半水密門(mén)，每個(gè)門(mén)均有2根電纜到不同的控制箱。在水密門(mén)密集區(qū)域，這些電纜很難做到全部分開(kāi)，不同水密門(mén)的電纜無(wú)法避免的會(huì)同時(shí)途經(jīng)某個(gè)“A”級(jí)邊界內(nèi)，使該“A”級(jí)邊界內(nèi)發(fā)生火災(zāi)時(shí)造成多個(gè)水密門(mén)遠(yuǎn)程指示功能丟失。使用耐火電纜后，途經(jīng)的“A”級(jí)邊界內(nèi)的電纜無(wú)需再進(jìn)行分析，減少了大量艙室的分析步驟，僅需要在分析報(bào)告中提到使用耐火電纜即可，極大降低了安全返港電纜路徑的復(fù)雜性。

當(dāng)火災(zāi)超過(guò)事故界限時(shí)，符合IEC 60331-1和IEC 60331-2標(biāo)準(zhǔn)的耐火電纜證書(shū)中的燃燒測(cè)試時(shí)間僅為90 min，無(wú)法滿足在3 h內(nèi)支持船舶有序撤離和棄船的要求，同時(shí)國(guó)內(nèi)電纜廠家均無(wú)法提供滿足安全撤離要求的電纜。該船只能根據(jù)上文提到的路徑進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析，沒(méi)有規(guī)避安全撤離的電纜可以選用。

4 電氣設(shè)備間布置

根據(jù)上文提到的海安會(huì)MSC.1/Circ.1369通函解釋8和13，電氣設(shè)備間發(fā)生火災(zāi)或進(jìn)水事故時(shí)，房間內(nèi)的設(shè)備及其電纜均視為丟失狀態(tài)。為了避免電氣設(shè)備間丟失后，造成多個(gè)安全返港和撤離系統(tǒng)無(wú)法正常工作的情況發(fā)生，該船在每個(gè)豎區(qū)內(nèi)均布置了1個(gè)或者多個(gè)電氣設(shè)備間。該船在安全區(qū)域A、B分別布置了2個(gè)設(shè)備間，將服務(wù)于各安全區(qū)域的設(shè)備布置其中。當(dāng)任意電氣設(shè)備間發(fā)生火災(zāi)時(shí)，該安全區(qū)域被視為丟失，剩余的安全區(qū)域依舊可以提供給返港之用。在貨艙不同豎區(qū)內(nèi)布置多個(gè)電氣設(shè)備間，可將雙套系統(tǒng)的設(shè)備布置在不同豎區(qū)的電氣設(shè)備間中，同時(shí)做到滿足安全返港和撤離的要求。

該船電氣設(shè)備間均布置在電纜通道旁或附近，如安全區(qū)域A、B的電氣設(shè)備間，機(jī)艙大截面電纜從電纜通道可直接進(jìn)入到電氣設(shè)備間內(nèi)，減輕上建艙室單元區(qū)域通道壓力。同時(shí)電氣設(shè)備間布置在電纜通道旁可以減少電纜途徑的“A”級(jí)邊界，減少安全返港系統(tǒng)分析難度，更為重要的是減少了安全返港電纜的繞路情況發(fā)生。該船通過(guò)合理的電氣設(shè)備間布置，節(jié)省了約50 km的電纜用量，同時(shí)起到了重量控制的效果。

5 結(jié)語(yǔ)

本文從安全返港電纜主干路徑、電纜選型和電氣設(shè)備間布置出發(fā)，討論了某型客滾船安全返港生產(chǎn)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)。主豎區(qū)“A-60”絕緣保護(hù)的電纜專用通道的布置，形成滿足安全返港網(wǎng)格化的電纜主干；選擇性的使用耐火電纜，規(guī)避復(fù)雜系統(tǒng)的安全返港的設(shè)計(jì)難度；可以從雙套設(shè)備的布置出發(fā)，從降低安全返港系統(tǒng)分析報(bào)告的難度方面考慮，充分考慮電氣設(shè)備間的布置。在情況允許的條件下，盡量將所有電氣設(shè)備間布置在電纜通道旁。