Правилами Российского Речного Регистра

 

Исходя из специфических свойств нефти и нефтепродуктов, а также особенностей их транспортировки, Правила Регистра регламентируют ряд важных требований к корпусам танкеров, которые необходимо выполнять при проектировании наливных судов. Эти требования связаны, прежде всего, с необходимостью обеспечить сохранность перевозимых нефтепродуктов и исключить возможности попадания их в водоём.

Транспортные нефтеналивные суда должны иметь второе дно и вторые борта в районе грузовых танков или же грузовые танки должны быть вкладными.

Для конструкций корпусов несамоходных транспортных нефтеналивных судов по согласованию с Речным Регистром могут быть приняты иные решения, обеспечивающие надёжную защиту окружающей среды от загрязнения.

Наливные суда длиной до 80 м должны иметь в районе грузовых танков одну продольную переборку в ДП, а судно длиной 80 м и более – не менее двух продольных переборок. На судах с двойными бортами достаточно установить одну продольную переборку в ДП.

На судах с отношением В/Н > 3,5 (где В – расчётная ширина, Н – высота борта) в дополнение к продольным переборкам должны быть установлены продольные фермы или пиллерсы. Расстояние между продольной переборкой и продольной фермой или между продольными фермами и бортом не должно превышать 2,5 м.

На наливных судах должны быть установлены поперечные переборки, расположенные на расстоянии не более:

24 шпаций для судов с Н £ 2,5 м;

36 шпаций для судов с Н > 2,5 м.

На несамоходных наливных судах между поперечными переборками должны быть установлены поперечные фермы или пиллерсы, или проницаемые поперечные переборки. Расстояние между поперечными переборками или переборками и фермами не должно превышать 12 шпаций для судов с Н £ 2,5 м и 18 шпаций – для судов с Н > 2,5 м.

Упомянутые требования ограничивают величину динамических нагрузок на конструктивные элементы при резком торможении судна и способствуют обеспечению его непотопляемости.

Требованиями экологической безопасности к нефтеналивным судам смешанного плавания ограничивается длина грузовых танков, имеющих вместимость 200 м³ и более. Максимальная длина танка в этом случае не должна превышать рассчитываемой по формулам Регистра (табл. 14.1), либо 10 м, в зависимости от того, что больше.

Таблица 14.1

Наличие и расположение переборок в районе грузовых танков	Допустимая длина грузового танка, м
Отсутствие продольной переборки	(0,5 b/B + 0,1) L, но не более 0,2 L
Наличие одной продольной переборки в диаметральной плоскости	(0,25 b/B + 0,15) L
Наличие двух и более продольных переборок: для бортовых танков для центральных танков: b/B ³ 1/5 b/B < 1/5 без продольной переборки в ДП с продольной переборкой в ДП	0,2 L 0,2 L (0,5 b/B + 0,1) L (0,25 b/B + 0,15) L
Примечание: b – минимальное расстояние от борта судна до внешней переборки данного танка, м, измеренное от внутренней поверхности наружной обшивки под прямым углом к диаметральной плоскости на уровне, соответствующем назначенному летнему надводному борту; В – ширина судна по КВЛ; L – длина судна по КВЛ.

 

Кроме того, исходя из требований по предотвращению загрязнения водоёмов нефтью в случае столкновения и посадки на мель нефтеналивных судов, Регистр регламентирует минимальное отстояние грузовых танков от обшивки борта и днища.

Следует отметить ещё ряд важных конструктивных особенностей танкеров, обусловленных пожароопасностью грузов. Требования Правил Регистра к противопожарной защите нефтеналивных судов разделены на два уровня. Первый уровень относится к судам, перевозящим нефтепродукты с температурой вспышки менее 60°С, второй – с температурой вспышки более 60°С. Исходя из этого условия, для удобства изложения требований, суда, перевозящие нефтегрузы с температурой вспышки менее 60°С условно отнесём к судам I категории, а суда, перевозящие нефтегрузы с температурой вспышки более 60°С, – к судам II категории.

На судах I категории должны быть предусмотрены коффердамы, отделяющие МО, форпик и ахтерпик от трюмов (рис. 14.4, а). В качестве коффердама может рассматриваться и насосное отделение, расположенное между МО и грузовым отсеком (рис. 14.4, б).

 

 

Рис. 14.4. Схемы размещения коффердамов на танкерах

I и II категории (соответственно а и б)

1 – ахтерпик; 2 – машинное отделение; 3 – коффердам;

4 – танк для перевозки нефтепродуктов; 5 – форпик

 

Коффердамы должны иметь длину не менее 500 мм. На судах I категории они должны заполняться водой или инертными газами.

На самоходных судах I категории надстройки нельзя располагать над грузовыми отсеками, насосным отделением и коффердамами. Надстройки должны быть металлическими, а их первый ярус должен простираться от борта до борта. На судах II категории допускается расположение надстройки над грузовыми отсеками, насосным отделением и коффердамами, однако при этом она должна быть поднята над палубой на высоту не менее 0,5 м. Насосные отделения должны иметь самостоятельные выходы на открытую палубу.

На несамоходных судах I категории надстройки, как правило, располагаются в кормовой оконечности над сухими отсеками. Допускается размещение надстройки в средней части судна над коффердамами, насосными помещениями и грузовыми отсеками, однако при этом возвышение надстройки над палубой должно быть не менее 2,0 м.

Носовая переборка кормовой металлической надстройки, а также примыкающие к ней наружные переборки на расстоянии 3,0 м должны быть глухого типа, т.е. не иметь дверей и горловин, открывающихся иллюминаторов. Допускается установка лишь глухих иллюминаторов.

Следует подчеркнуть, что расположение помещений для экипажа над топливными цистернами или рядом с ними при температуре вспышки топлива 65°С и выше допускается лишь при наличии полной газонепроницаемости переборок. При перевозке нефтепродуктов с температурой вспышки ниже 65°С расположение жилых помещений допускается лишь в отдельных случаях при условии обеспечения полной газонепроницаемости переборок и устройстве коффердама, размер которого не менее 400 мм.

Кроме перечисленных выше основных требований Регистра, необходимо предусмотреть ряд конструктивных мероприятий, направленных на предупреждение искрообразования. Например, на танкерах используются только пеньковые тросы. Предусматривается омеднение подвижных деталей судовых устройств и дельных вещей. При отдаче и подъёме якорей должен быть обеспечен полив якорных цепей водой. Вокруг швартовых кнехтов устраиваются поддоны, заполненные водой, вводится орошение палуб. Предусматриваются также мероприятия по борьбе со статическим электричеством. Во избежание загазованности жилых и служебных помещений их двери и окна должны быть газонепроницаемыми, а помещения герметизированы. Палубные механизмы должны размещаться над сухими отсеками, имеющими герметические закрытия.

Следует обратить внимание на особые требования, предъявляемые к противопожарной защите нефтеналивных судов. На танкерах предусматривается закрытый способ ведения грузовых работ как береговыми, так и судовыми средствами через герметичную систему трубопроводов, при которой связь наливных отсеков с атмосферой осуществляется только через газоотводную систему.

Конструктивная противопожарная защита нефтеналивных судов включает комплекс средств, направленных на предотвращение опасности возникновения пожара; ограничение распространения огня и дыма по судну; создание условий для безопасной эвакуации людей из судовых помещений и с судна, а также условий для тушения пожара.

Особое внимание должно уделяться грузовым системам танкера, от совершенства которых зависит время стоянки судов под погрузкой и выгрузкой. Они могут выполняться в двух вариантах: трубная с развитыми зачистными трубопроводами и беструбная или клинкетная, при которой выкачка груза идёт через кормовой танк. В последнем случае насосная установка будет составной частью грузовой и зачистной систем танкера. Часовая производительность насосов должна составлять 15–20% грузоподъёмности танкеров.

На универсальных танкерах перспективной является установка стационарных погружных грузовых насосов в каждом танке. Регулировка работы грузовых насосов должна осуществляться с пульта управления грузовыми операциями, расположенного в рулевой рубке, через частотные конверторы. В этом случае возможен отказ от компоновки в корпусе специального насосного отделения.

При создании танкеров повышенное внимание должно уделяться состоянию и конструктивному оформлению внутренних поверхностей танков. Например, на танкере типа «SFAТ» с целью облегчения очистки поверхностей танков корпусные конструкции спроектированы с минимальным количеством набора обращенного внутрь танков. На танкерах этого типа палуба выполнена набором наружу, а продольные и поперечные переборки – гофрированные. Такое конструктивное решение позволило значительно сократить площади окрашиваемых поверхностей и уменьшить время очистки танков как для окраски, так и при мойке при эксплуатации. Для долговечности поверхности танков покрываются эпоксидными красками.

Современная система мойки грузовых танков, как правило, выполняется по замкнутому циклу с очисткой промывочной жидкости путём двухступенчатого проточного отстоя в танках. Такая система обеспечивает последовательную мойку каждого грузового танка. Слив отработанных моющих жидкостей должен осуществляться в береговые очистные сооружения.

 

14.4. Определение основных элементов

И характеристик танкеров

 

Водоизмещение танкера в первом приближении может быть рассчитано с использованием одного из известных в теории проектирования судов методов. Например, совместным решением уравнения масс и мощности, по уравнению с использованием коэффициента утилизации по грузоподъёмности и др. Анализ данных нефтеналивных судов показал, что для речных танкеров изменяется в пределах от 0,73 до 0,78, у танкеров смешанного плавания – от 0,61 до 0,66, у наливных барж, не имеющих установок для подогрева груза, – от 0,86 до 0,91.

Важное значение имеет вместимость танкеров. Использование полезного объёма танкеров можно охарактеризовать коэффициентом утилизации кубатуры, представляющего собой отношение объёмов трюмов к кубическому модулю . Этот коэффициент изменяется в пределах от 0,29 до 0,61 и во многом зависит от конструктивного типа танкера. Нижние значения этого коэффициента характерны для танкеров со вставными танками, а верхние – для судов, имеющих двойное дно и двойные борта.

Кубатура танкера характеризуется главными размерениями, определяемыми по уравнению грузовместимости:

 

,

(14.3)

 

где – заданная грузоподъёмность судна, т; – плотность перевозимого груза, т/м³; – коэффициент полноты корпуса в районе грузовых помещений (танков); – относительная длина грузовых помещений; – коэффициент, учитывающий потери объёма грузовых помещений на набор, вторые борта, второе дно.

При проектировании универсальных танкеров грузовместимость рассчитывается по наиболее лёгким сортам нефтепродуктов (для бензина = 0,74¸0,75 т/м³, для нефти = 0,8¸0,9 т/м³). При этом в случае перевозки тяжёлых нефтепродуктов при полной грузоподъёмности некоторые отсеки будут заполнены не полностью.

Методика определения основных элементов и главных размерений танкера со вставными ёмкостями имеет свои особенности. Схема расположения вставных ёмкостей на танкере приведена на рис. 14.5.

Необходимый объём вставной цистерны можно определить:

 

,

 

где – плотность наиболее лёгкого из перевозимых танкером нефтепродуктов, тм³; – коэффициент, учитывающий увеличение объёма при температурном расширении груза. Принимается равным 1,05; – число танков.

Практика показывает, что вставные цистерны наиболее часто делают цилиндрической формы. Диаметр такой вставной цистерны, исходя из объёма цилиндра, можно определить по следующей зависимости:

 

 

Рис. 14.5. Продольный разрез танкера со вставными ёмкостями

 

,

(14.4)

 

где – расчётная высота равновеликого вставной цистерне цилиндра. Принимается равной 0,7–0,8 высоты цистерны.

Длину танкера из условия размещения отсеков в корпусе можно представить в виде суммы следующих составляющих (рис. 14.5):

 

(14.5)

 

где – соответственно длина форпика, сухого отсека, насосного отделения, МО, кормового отсека и ахтерпика, м; – расстояние между танками, м; – расстояние между танками и поперечными переборками, м; n, d – соответственно число и диаметр вставных танков.

Выделим длину отсеков танкера, которые не связаны непосредственно с грузоподъёмностью судна, но опосредованно зависит от неё:

 

м. Тогда .

(14.6)

 

Опыт проектирования танкеров показывает, что для определенных диапазонов грузоподъёмностей величина отношения имеет постоянное значение. Например, для речных танкеров со вставными ёмкостями значение к изменяется от 0,42 до 0,46.

Подставив в уравнение для определения длины танкера значение , получим

 

м.

(14.7)

 

При известном диаметре вставной цистерны ширина танкера может быть определена

 

м,

(14.8)

 

где b – ширина потопчины палубы. Принимается равной 1,3–1,5 м.

По полученным значениям длины и ширины, используя отношения L / H и B / H, а также учитывая требования к высоте надводного борта и условия размещения в корпусе жилых и служебных помещений, назначается высота борта. Полученные главные размерения, позволяют выполнить постатейный расчёт нагрузки масс и дать оценку навигационных качеств танкера.

Рассмотрим особенности определения основных элементов танкеров оболочечного типа.

Как правило, у танкеров этого типа средняя часть судна состоит из труб большого диаметра (оболочек), в которых размещается жидкий груз. Возможно много вариантов компоновки оболочечных судов (рис. 14.6).

 

 

Рис. 14.6. Схемы компоновки оболочечных судов:

1 – ахтерпик; 2 – машинное отделение; 3 – оболочки для перевозки нефтепродуктов; 4 – форпик;

 

Объём оболочек, необходимый для перевозки груза, может быть определён по формуле:

 

(14.9)

 

где – коэффициент недолива груза, учитывающий его температурные расширения. Принимается равным»0,95¸0,98; – коэффициент, учитывающий уменьшение грузового объёма за счёт набора и систем оболочек. Принимается равным»0,97.

Вместе с тем объём грузовых оболочек цилиндрической формы равен:

 

W ОБ l ОБ ,

(14.10)

 

где n – число оболочек; – диаметр оболочки, м; l _ОБ – длина оболочек, м.

Тогда, приравняв полученные выражения, можно определить диаметр оболочки:

 

м.

(14.11)

 

Ширина судна определяется исходя из условия размещения оболочек:

 

м,

(14.12)

где – число оболочек по ширине корпуса; – расстояние между оболочками, м; - число промежутков между оболочками.

Приравняв полученное значение ширины корпуса к его возможному максимальному значению из условия габаритной ширины судового хода на заданной линии (В ^maх) можно определить максимально возможный диаметр оболочки:

 

м.

(14.13)