Судовые системы

Е. Г. Лебедева









                СУДОВЫЕ СИСТЕМЫ




Учебное пособие















Москва Вологда «Инфра-Инженерия» 2023

УДК 629.5.06
ББК 39.46 лзз


Рецензенты:
канд. техн. наук, АО «ПО „Севмаш“, инженер-конструктор Ю. Ю. Шванева;
старший преподаватель кафедры «Кораблестроение» института судостроения и морской арктической техники Северного (Арктического) федерального университета
С. А. Русановский





     Лебедева, Е. Г.
ЛЗЗ Судовые системы : учебное пособие / Е. Г. Лебедева. -Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2023. - 168 с. : ил., табл.
       ISBN 978-5-9729-1498-2

        Представлены основные сведения о судовых системах. Рассмотрены трюмные, противопожарные и санитарно-бытовые системы.
        Для студентов кораблестроительных вузов и факультетов. Может быть использовано преподавателями, инженерами и специалистами по безопасной организации работ на морском транспорте.

УДК 629.5.06
                                                     ББК 39.46








ISBN 978-5-9729-1498-2 © Лебедева Е. Г., 2023
                      © Издательство «Инфра-Инженерия», 2023
                      © Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2023

            1. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О СУДОВЫХ СИСТЕМАХ



        1.1. Судовые системы. Основные определения и классификация

   Судовыми системами называется совокупность трубопроводов с арматурой, механизмами, цистернами, аппаратами, контрольно-измерительными приборами и средствами управления.
   Таким образом, судовые системы обеспечивают:
   - борьбу за непотопляемость судна - удаление воды из затопленных отсеков, прием или перекачивание водного балласта с целью спрямления поврежденного судна;
   - борьбу с пожарами на судне;
   - поддержание необходимых условий обитаемости: температуры, влажности воздуха в жилых и служебных помещениях судна;
   - подачу пресной и забортной воды для бытовых нужд экипажа;
   - удаление грязной воды с судна;
   - подачу сжатого воздуха;
   - проведение погрузочно-разгрузочных операций на наливных судах.
   Различают в основном два типа классификации судовых систем - по назначению и роду перекачиваемой среды. Кроме того, системы можно классифицировать и по другим признакам: по материалу трубопроводов, давлению рабочей среды в системе, скорости движения среды в трубах и т. д.
   1. По назначению судовые системы делятся на:
   а)   общесудовые системы - выполняют общесудовые функции и имеются на всех судах; к ним относятся группы систем - трюмные, балластные, противопожарные, санитарно-бытовые, микроклимата;
   б)   специальные системы - оборудуются определенные типы судов (специальные системы нефтеналивных судов, газовозов,

3

погружения/всплытия на подводных лодках, креновая и диффе-рентная на ледоколах и др.);
   в)    системы судовой энергетической установки (СЭУ): система охлаждения механизмов, смазки, подачи топлива, производства и подачи сжатого воздуха к двигателям и т. д.; зависят от типа СЭУ.
   2. По роду перекачиваемой среды системы делятся на:
   а) водопроводы холодной и горячей, морской и пресной воды;
   б)    воздухопроводы холодного сухого и теплого влажного воздуха;
   в) паропроводы;
   г)   рассолопроводы водяных растворов солей (служащие главным образом для охлаждения помещений);
   д) газопроводы углекислого газа, аммиака, фреона.
   Классификация общесудовых систем по функциональному признаку (по назначению) представлена в табл. 1.1, включая специальные системы нефтеналивных судов.


Таблица 1.1

  Группа      Состав              Назначение          
  систем                                              
                         Удаление небольших масс      
           Осушительная  воды, скапливающихся в отсе- 
                         ках судна                    
                         Удаление большого количества 
           Водоотливная  воды, поступившего на судно  
                         в результате аварии          
Трюмные                  Перепуск скапливающейся      
                         воды из судовых помещений    
           Переливные    внутри корпуса судна,        
           (перепускные) не имеющих собственных       
           трубы         приемников осушительной      
                         системы в соседние смежные   
                         помещения, имеющие           
                         такие приемники              
           Балластная    Изменение осадки судна       
Балластные Креновая      Изменение осадки, крена судна
           Дифферентная  Изменение осадки, дифферента 
                         судна                        

4

Продолжение таблицы 1.1

  Группа          Состав                 Назначение          
  систем                                                     
            Пожарная                                         
            сигнализация        Обнаружение очага пожара     
            Системы                                          
            пожаротушения                                    
            (водотушения,                                    
            спринклерная,                                    
Противопо-  водораспыления,                                  
жарные      водяных завес,      Подача огнегасящих веществ   
            водяного орошения,  к очагу пожара               
            пенотушения,                                     
            углекислотная,                                   
            тушения инертными                                
            газами, порошкового                              
            тушения,                                         
            аэрозольная)                                     
                                Подача питьевой, мытьевой    
            Системы             (холодной и горячей), заборт-
Санитарно-  водоснабжения       ной воды, бытового пара к ме-
бытовые                         стам потребления             
                                Удаление фекальных и сточных 
            Сточно-фановые      вод от санитарных устройств  
                                и помещений                  
            Отопление           Обогрев жилых и служебных    
                                помещений                    
Системы     Вентиляция          Создание необходимого обмена 
микро-                          воздуха в помещениях         
климата                         Поддержание в судовых        
            Кондиционирование   помещениях заданных          
            воздуха             параметров воздуха           
                                Погрузка и выгрузка нефтепро-
            Грузовая            дуктов в грузовые танки и из 
Специальные                     них                          
нефте-                          Транспортировка и зачистка   
наливных    Зачистная           остатков нефтепродуктов      
судов                           из грузовых танков           
                                Подогрев жидких              
            Подогрева жидких    нефтепродуктов для снижения  
            грузов              их вязкости                  

5

Окончание таблицы 1.1

  Группа        Состав             Назначение        
  систем                                             
                           Мойка грузовых танков при 
            Мойки танков   смене сорта груза и для   
Специальные                проведения ремонтных работ
нефте-                     Снижение давления нефтяных
наливных    Вентиляции     паров, стравливание их    
судов       и газовыпуска  в атмосферу, замещение    
                           их воздухом               
                           Снижение концентрации     
            Инертных газов нефтяных паров            

        1.2. Основные элементы судовых систем

   Трубы и гибкие шланги. Трубы характеризуются условным диаметром (условный проход Dy, например, Dy 100 - внутренний диаметр 100 мм), условным давлением Ру2,5 (номинальное давление 2,5 кгс/см²), толщиной стенки 8. Материал трубопроводов может быть различным. Трубы изготавливаются стальными (углеродистая, легированная, нержавеющая сталь), титановыми, алюминиевыми, медно-никелевыми, латунными, футерованными, биметалическими (стальные снаружи, медные внутри) ит. д.
   Соединения трубопроводов бывают двух типов: разъемные и неразъемные.
   Вид соединения зависит от расположения путевого соединения в системе, возможностей монтажа, осмотра и ремонта, рабочего давления, диаметра трубопровода и т. д.
   Разъемные соединения (фланцевые, муфтовые, штуцерные и дюрритовые, быстроразъемные) применяют в местах, где при эксплуатации системы и ее ремонте производят монтаж/ демонтаж.
   Неразъемные соединения (сварные, паянные, клеенные) используют на труднодоступных при ремонте участках, не требующих ремонта при нормальной эксплуатации системы.


6

   Фасонные части. К фасонным частям систем относят колена, тройники, четверники и переборочные стаканы, их применяют для разветвления трубопроводной сети, прохода труб через настилы, переборки и т. п.

   Арматура для закрывания, регулирования или переключения трубопроводов. Обеспечивает отключение, регулирование количества протекаемой среды, изменение направления движения среды в разные трубопроводы, поддержание в трубопроводах постоянного давления и защиту систем от попадания в них посторонних предметов.
   По назначению и конструкции арматура делится:
   1. Клапаны, характерной деталью которых является тарелка, перекрывающая живое сечение проточной части внутри его корпуса (запорные, невозвратные, невозвратно-запорные, невозвратно-управляемые, предохранительные, дроссельные и редукционные).
   2. Задвижки клинкетные (клинкеты) с клиновидным диском, перекрывающим сечения трубопровода. Клинкеты используются как запорные органы или как спускные или перепускные средства в качестве донной и бортовой арматуры.
   3. Краны проходные, трехходовые и крановые манипуляторы - запорно-регулирующая арматура в виде пробки.
   4. Захлопки - особый вид арматуры, рабочая тарелка которой шарнирно закреплена на оси.
   По материалу арматура может быть: стальная, латунная и бронзовая.

   Механизмы, осуществляющие процесс энергообмена и перемещающие среды в трубопроводах. Механизмы бывают следующих типов:
   1. Гидравлические механизмы, преобразующие энергию движущейся в них жидкости в механическую работу рабочего органа, используются для управления арматурой, приводами и аппаратами (гидродвигатели).
   2. Насосы - машины, преобразующие механическую энергию, получаемую от двигателей, приводящих их в

7

      движение, в приращение механической энергии протекающей в них жидкости.
   3. Газодувки - машины, преобразующие механическую энергию приводящих их в движение двигателей в приращение энергии перемещаемых ими газов.

   Контрольно-измерительные и сигнальные приборы. К ним относятся:
   1. Приборы для измерения давления и разрежения (жидкостные манометры, напоромеры и тягонапоромеры, пружинные, дифференциальные манометры, вакуумметры, электронно-механические манометры).
   2. Приборы для измерения температуры (жидкостные термометры, ртутные и спиртовые, биметаллические, манометрические, термоэлектрические (пирометры), электрические термометры сопротивления).
   3. Приборы для измерения частоты вращения (тахометр).

   Аппараты теплообмена. Теплообменные аппараты - устройства, в которых осуществляется процесс передачи теплоты от одного теплоносителя к другому. Применяют два основных способа классификации теплообменных аппаратов - по принципу работы и по назначению.
   По принципу работы теплообменные аппараты подразделяются на:
   -  поверхностные (передача тепла происходит через твёрдую стенку) рекуперативного и регенеративного типа;
   -  смесительные (теплоносители контактируют непосредственно).
   Рекуперативные теплообменные аппараты классифицируют:
   1) по назначению: подогреватели и охладители, испарители и конденсаторы;
   2) по числу ходов: одноходовые и многоходовые;
   3) по роду рабочих сред: пар-жидкость, жидкость-жидкость, газ-жидкость, газ-газ;
   4) по направлению потока рабочих сред: прямоточные, противоточные, перекрёстного тока;


8

   5) по поверхности теплообмена: змеевиковые, пластинчатые, двухтрубные типа «труба в трубе» и др.
   По назначению судовые теплообменные аппараты можно разделить на:
   1) энергетические - применяют в системах подогрева топлива, для подогрева питательной воды в конденсатно-питательных системах и в системах охлаждения воды и масла главных двигателей;
   2) вспомогательные - используют в судовых системах и вспомогательных установках для охлаждения (подогрева) воды или вязких жидкостей;
   3) бытовые - применяют в системах отопления судовых помещений, кондиционирования воздуха и в санитарно-бытовых системах.
   Регенеративными называются такие теплообменные аппараты, в которых два или большее число теплоносителей попеременно соприкасаются с одной и той же поверхностью нагрева. В момент соприкосновения с различными теплоносителями поверхность нагрева или получает тепло и аккумулирует его, а затем отдает или, наоборот, сначала отдает аккумулированное тепло, охлаждается, а затем нагревается.

   Защитные устройства. Для защиты судовых систем и их элементов применяются системы защиты и сигнализации. Система защиты предназначена для автоматической остановки или снижения нагрузочного режима двигателя при отклонении контролируемого параметра ниже или выше заданного предельно допустимого значения.


   Цистерны, баллоны, расходные баки и другие емкости. Цистерна - емкость для хранения на судне расходуемых жидкостей (топлива, масла, пресной воды и др.), водного балласта или жидкого груза. Цистерны оборудованы системами для приема и откачки жидкости, замера ее уровня, отвода воздуха и др. Выбором местоположения цистерны и степенью их заполнения можно оказывать влияние на остойчивость, посадку и прочностные характеристики судна (междудонные, междубортные и пиковые).


9

   Баллоны используются для хранения различных сжатых газов, аэрозолей, подающих их в различные системы.
   Расходные баки служат в качестве промежуточной цистерны, в которых обычно поддерживается давление, обеспечивая подачу в систему.

   Подвески, кронштейны и детали для крепления труб и арматуры к судовым конструкциям. Подвески и кронштейны, выполненные из полосового или профильного металла, служат для крепления труб к элементам судовых конструкций.

   Компенсаторы удлинений и сжатий трубопроводов и т. п. Компенсаторы служат для компенсации колебаний (сильфоны), температурных расширений (лира и П-образные) или смещения труб (линзовые) вследствие деформаций судовых конструкций. Компенсаторы монтируются в трубопроводах больших диаметров с переменной температурой среды (паропроводы); для прочих систем их роль выполняют самокомпенсаторы - изогнутые участки труб.


        1.3. Принципы проектирования судовых систем

   Официальные нормативные документы, регламентирующие проектирование общесудовых систем:
   - Технический регламент о безопасности объектов внутреннего водного транспорта: постановление Правительства Российской Федерации от12 августа 2010 г. № 623;
   - национальные правила классификации и проектирования судов; в России - это Российский морской регистр судоходства (РМРС) и Российский речной регистр (РРР);
   - руководящие документы (РД), ОСТы и ГОСТы;
   - документы международных конвенций, не вошедшие в указанные выше документы для судов, совершающих международные рейсы;
   - санитарные правила и нормы;
   - требования Минтранса и других административных подразделений;


10