Технические устройства и системы судна реферат

Обновлено: 06.07.2024

* Данная работа не является научным трудом, не является выпускной квалификационной работой и представляет собой результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала при самостоятельной подготовки учебных работ.

Вопрос 2. Выполните эскиз половины (по ДП) поперечного сечения судна, набранного по продольной системе набора. Составьте спецификацию всех элементов набора, наружной обшивки, палубного настила, настила второго дна, кратко поясните назначение каждого элемента. При постройке каких судов применяется эта система, каковы ее преимущества и недостатки?

При продольной системе набора (рис. 1) главными балками, воспринимающими основные нагрузки, являются продольные балки рамного и холостого профилей. Поперечными связями служат рамные шпангоуты, которые устанавливают через три-четыре шпации, т. е. на расстоянии 1650—2400 мм друг от друга. Расстояние между холостыми балками продольного набора принимают 500—600 мм, а кильсоны и карлингсы устанавливают на расстоянии 1500—2500 мм друг от друга.

Продольная система набора обеспечивает повышенную прочность корпуса на изгиб, так как листы обшивки, подкрепленные продольными ребрами жесткости, устойчиво работают на сжатие. Поэтому продольную систему набора применяют при изготовлении корпусов судов значительной длины. К недостаткам продольной системы набора относят более сложную стыковку секций при сварке корпуса и меньшую поперечную прочность.

Наружную обшивку корпуса и настил палубы сваривают из отдельных листов, длинные кромки которых направляют вдоль судна: они образуют пояса обшивки. Швы листов, идущие поперек судна, называют стыками, а вдоль судна — пазами. Стыки должны лежать на расстоянии 1 /4— 1 /з шпации от шпангоутов.

Для определения количества и размеров стальных листов, необходимых для постройки корпуса, вычерчивают растяжку наружной обшивки и палубного настила с показанием всех стыков и пазов, а также набора корпуса. Обшивку растягивают поперек судна — по шпангоутам по одну сторону от ДП.

Обшивка и настил палубы являются основными связями эквивалентного бруса, обеспечивающими общую и местную прочность корпуса. Роль отдельных поясов обшивки в обеспечении прочности неодинакова и определяется положением их относительно нейтральной оси эквивалентного бруса. Наиболее нагружены пояса палубы и днищевой обшивки, верхний пояс обшивки борта, называемый шир-стреком, и закругленный скуловой пояс в месте перехода бортов в днище (рис. 3).

Толщины обшивки и настила палубы назначают из условия обеспечения общей прочности корпуса. Однако Правилами Речного Регистра РСФСР установлены минимально допустимые толщины отдельных поясов из условия обеспечения судну необходимой долговечности с учетом коррозии и механического износа. Минимальную толщину наружной обшивки, настила палубы, ширстрека и палубного стрингера назначают в зависимости от длины, класса и типа судна по специальной таблице. При этом толщину наружной обшивки в носовой

Рис. 2. Отсеки корпусов судов с поперечной и продольной системами набора:

1 — ширстрек; 27— палубный и бортовой стрингеры; 3— пиллерс; 4— карлингсы; 5 — рамный бимс; в — холостые бимсы; 7— кница; 8, 9, 10 — холостой, флорный и рамный шпангоуты; // — голубницы; 12, 14, 24 — средний, бортовой и днищевый кильсоны; 13 — утолщенный килевой пояс; /5 —флор рамного днищевого шпангоута; 16 — скуловой пояс обшивки; 18, 23 — рамные шпангоуты борта и днища; 19,21 — соответственно палубные и бортовые продольные ребра жесткости; 20 — обшивка палубы; 22 — днищевые холостые продольные балки оконечности принимают не менее 1,25 толщины наружной обшивки в средней части судна, а толщину наружной обшивки в районе ахтерпика — не менее толщины наружной обшивки в средней части корпуса. Ширина ширстрека должна быть не менее 0,2Н (где Н — высота борта судна).

Основным поясом палубного настила является палубный стрингер, идущий вдоль бортов от носа до кормы. Ширину палубного стрингера у палубных судов принимают не менее 600 мм, а толщину — не менее толщины ширстрека. Остальные пояса палубного настила делают несколько тоньше. Для сохранения прочности в палубном стрингере запрещается делать вырезы диаметром более d = 20t_пс (где t_пс — толщина палубного стрингера) без надлежащего подкрепления.

Суда, плавающие в битом льду, вдоль всего корпуса имеют ледовый пояс, толщину обшивки которого в носовой части судна принимают равной 1,25t, в районе ахтерпика — 1,2t. на остальной длине судна— 1,15t (где t — толщина обшивки борта в соответствующем районе для судна без ледовых подкреплений).

Верхняя граница ледового пояса проходит на 0,5 м выше грузовой ватерлинии, а нижняя — на 0,5 м ниже ватерлинии порожнем, с учетом возможности дифферента судна.

Палубный настил судов-площадок и настил второго дна сухогрузных судов для защиты от повреждений при перегрузочных операциях утолщают на 3 мм и более, т. е. t_ш. > t₀ + 3 мм (где t₀ — толщина наружной обшивки днища).

Рис. 3. Обшивка корпуса в поперечном сечении (а) и растяжка наружной обшивки (б):

I — пояс горизонтального киля; 2,3 — пояса днищевой обшивки; 4 — скуловой пояс; 5 — пояс обшивки наружного борта; 6 — ширст-рек; 7 — палубный стрингер; в —продольный комингс; 9 — фальшборт; П — пазы; S — стыки

Современные сухогрузные теплоходы и танкеры строят с двойным дном и двойными бортами. Это увеличивает общую прочность корпуса, повышает живучесть судна и создает удобства для выполнения перегрузочных операций.

У речных судов с двойным дном (рис. 4) высоту междудонного пространства принимают 800 мм при длине корпуса до 120 м и не менее 900 мм при большей длине корпуса. Набор второго дна изготовляют по той же системе, которая принята для днища и палубы корпуса данного судна.

Пространство между двойным дном и бортами разделено на отсеки непроницаемыми сплошными флорами шпангоутов. Для доступа в отсеки междудонного пространства и вентиляции их во время работ в настиле второго дна вблизи водонепроницаемых флоров делают лазы. Боковые кильсоны, проницаемые флоры и шпангоуты также имеют овальные вырезы размером 400x600 мм, позволяющие перемещаться по отсеку при осмотре. Однако высота этих вырезов не должна превышать половины высоты листа флоров и кильсонов. В среднем кильсоне во избежание нарушения прочности обычно вырезы не делают.

Толщину листов второго дна самоходных и несамоходных судов, на которых выгрузку осуществляют грейферами, принимают равной 8— 10 мм.

Наружная обшивка служит для обеспечения непроницаемости и прочности корпуса. Она воспринимает гидростатическое давление воды, удары волн, сжатие льдами.

Рис. 4. Днищевое перекрытие с двойным дном:

/ — настил второго дна; г —кница; 3 —поперечная переборка; 4 — стойка поперечной переборки (контрфорс); 5, 6 — флоры непроницаемый и проницаемый; 7 — днищевая обшивка; 8 — средний кильсон; 9 — боковые кильсоны

Днищевой набор на судах с двойным дном (рис. 5). Все сухогрузные суда длиною более 61 м имеют двойное дно, которое образуется между днищевой обшивкой и стальным настилом второго дна, накладываемым поверх днищевого набора. Высота двойного дна не менее 0,7 м, а на больших судах 1 —1,2 м. Такая высота позволяет проводить работы в двойном дне при постройке судна, а также при очистке и окраске отсеков двойного дна в период эксплуатации.

Поперечными связями днищевого набора на судах с двойным дном являются флоры, которые бывают трех типов: сплошные, водонепроницаемые и открытые (бракетные и облегченные).

Водонепроницаемый флор конструктивно ничем не отличается от сплошного, но он не имеет никаких вырезов.

Бракетный (открытый) флор не имеет сплошного листа, а состоит из двух балок профильной стали: нижней, идущей по днищевой обшивке, и верхней, которая идет под настилом второго дна. Верхняя и нижняя балки соединены между собой прямоугольными обрезками листовой стали — бракетами.

Продольными связями днищевого набора на судах с двойным дном являются вертикальный киль, крайние междудонные листы и днищевые стрингеры.

Вертикальный киль — лист, поставленный на ребро и идущий в диаметральной плоскости непрерывно по всей длине судна. Он выполняется водонепроницаемым и делит двойное дно на отсеки левого и правого бортов. Вместо вертикального киля может устанавливаться туннельный киль, который состоит из двух листов, идущих параллельно диаметральной плоскости на расстоянии 1 —1,5 м друг от друга.

С бортов междудонное пространство ограничивается междудонными листами (скуловыми стрингерами), идущими по всей длине двойного дна непрерывно и не имеющими никаких вырезов. Нижней кромкой междудонный лист соединен с наружной обшивкой, а верхней — с настилом второго дна. Крайние между донные листы обычно устанавливают наклонно, в результате чего в трюме по бортам образуются льяла, в которых собирается трюмная вода. Днищевые стрингеры представляют собой вертикальные листы, устанавливаемые по обе стороны от вертикального киля. Их разрезают на каждом сплошном флоре, а для прохода нижней и верхней балок бракетного флора в листе стрингера делают вырезы соответствующих размеров. Для уменьшения массы и обеспечения доступа ко всем частям двойного дна в днищевых стрингерах делают большие вырезы — лазы.

Рис. 5. Днищевой набор на судах с двойным дном:

/— настил второго дна; 2— водонепроницаемый флор; 3— бракетный (открытый) флор; 4— сплошной флор; 5—вертикальный киль; 6—днищевой стрингер; 7— крайний муждудонный лист (скуловой стрингер)

Судовые системы представляют собой совокупность специализированных трубопроводов с механизмами, аппаратами, приборами и устройствами. Они предназначены для перемещения жидкостей, воздуха или газов в целях обеспечения нормальной эксплуатации судна (за исключением энергетической установки, трубопроводы которой в число судовых систем не входят).

Работа судовых систем обеспечивает живучесть судна, т. е. безопасность плавания, необходимые условия обитаемости, сохранность груза, а также выполнение специальных функций, связанных с назначением судна, например на танкерах, спасателях, промысловых судах и т. п.

К судовым системам относятся:

трюмные системы — осушительная, водоотливная, перепускная, нефтесодержащих трюмных вод;
балластные системы — балластная, дифферентная, креновая, замещения, нефтесодержащих балластных вод;
системы пожаротушения — водяного пожаротушения, водяного орошения, спринклерная, водораспыления, водяных завес, паротушения, пенотушения, углекислотного тушения, объемного химического тушения, инертных газов, порошкового пожаротушения;
системы бытового водоснабжения — бытовой пресной воды, питьевой воды, мытьевой воды, бытовой забортной воды, бытовой горячей воды;
сточные системы — сточных вод, хозяйственно-бытовых вод, шпигатов открытых палуб;
системы микроклимата — вентиляции, кондиционирования воздуха, отопления (парового, водяного, воздушного);
системы холодильных установок — холодильная, холодильного агента, холодоносителя;
системы хозяйственного пароснабжения - подогрева жидкостей, пропаривания;
системы сжатого воздуха — высокого давления, среднего давления, низкого давления, пневмоуправления;
система охлаждения судового оборудования;
система гидравлики.

Кроме названных основных на судах имеются различные вспомогательные системы: измерительных, воздушных и переливных труб; системы продувания и обогревания трубопроводов и арматуры, а также системы связи, сигнализации и управления, к которым относятся системы переговорных труб, трюмной сигнализации, пожарной сигнализации, контроля параметров работы и аварийной сигнализации.

К числу специализированных судовых систем, выполняющих функции, связанные с назначением судна, относятся:

специальные системы танкеров — грузовая, зачистная, газоотводная, мойки грузовых танков, орошения грузовых танков;
специальные системы спасательных судов — грунторазмыва, грунтоотсоса, водоотливно-спасательная, сжатых газов и газовых смесей;
специальные системы промысловых судов — рыбьего жира, растительного масла, тузлука, рыбоиодачи, производственной пресной воды, производственной забортной воды, производственной канализации, производственного пароснабжения.

Судовые системы обеспечивают:

борьбу за непотопляемость - удаление воды из затопленных отсеков, прием или перекачивание водного балласта с целью спрямления поврежденного судна;
борьбу с пожарами;
поддержание необходимой температуры и влажности воздуха в жилых и служебных помещениях судна - условий обитаемости;
подачу пресной и забортной воды для бытовых нужд экипажа;
удаление грязной воды с судна;
подачу сжатого воздуха;
погрузочно-разгрузочные операции на наливных судах.

Устройство судовых систем и их расположение на судне зависят от назначения системы, количества и расположения обслуживающих его потребителей. Если судовая система обслуживает несколько потребителей, то ее выполняют в виде основного магистрального трубопровода, от которого ответвляются отростки к потребителям.

Магистральный трубопровод обычно прокладывают по линейной или кольцевой схеме. Последняя обеспечивает большую живучесть, чем линейная, так как в случае повреждений в кольцевом трубопроводе система может функционировать по оставшейся разомкнутой части кольца. Однако магистральный трубопровод, проложенный по кольцевой схеме, несколько тяжелее (на 20—30 %), сложнее и дороже.

В зависимости от распределения механизмов, обслуживающих систему, различают автономный, групповой и централизованный принцип устройства судовых систем (рис. 8.1). При автономном трубопроводы и потребители каждого водонепроницаемого отсека обслуживаются самостоятельными механизмами. При групповом один механизм обслуживает потребителей нескольких водонепроницаемых отсеков. И, наконец, при централизованном принципе все потребители данной системы судна обслуживаются одним механизмом. Некоторые судовые системы, требующие высокой живучести, выполняют по комбинированному принципу: каждый отсек имеет автономную систему, но при выходе из строя насоса этот отсек может обслуживать насос соседнего отсека.

Централизация расположения механизмов упрощает и удешевляет систему, но уменьшает ее живучесть. Именно поэтому предпочтение тому или другому принципу устройства данной системы отдается только после тщательного изучения особенностей ее эксплуатации и анализа ее роли в обеспечении безопасности плавания и живучести данного судна, а также требований экономии массы.

К конструкции и работе судовых систем предъявляют определенные требования. К общим требованиям относятся: высокая надежность; живучесть, т. е. способность системы выполнять свои функции при частичном повреждении или выходе из строя отдельных участков; коррозионная стойкость, компактность и минимальная масса; хорошая защищенность от механических повреждений во время эксплуатации, например при погрузочно-разгрузочных операциях; доступность для осмотра, окраски и ремонта; хороший внешний вид, отвечающий архитектуре помещений, в которых смонтированы системы; высокая степень автоматизации и механизации; экономичность постройки и эксплуатации; обеспечение требований техники безопасности.

Все судовые системы, имеющие забортные отверстия, должны иметь конструкцию, исключающую попадание забортной воды внутрь судна. Кроме того, конструкция всех систем должна быть такова, чтобы затопление или пожар в одном отсеке не мог распространиться по трубопроводам в другие неповрежденные районы судна. Как правило, не допускается прокладка трубопроводов через топливные цистерны.

Отдельные требования определяются назначением и особыми условиями работы каждой системы. Так, системы, отливающие за борт сточные и льяльные воды, не должны допускать загрязнение акваторий остатками нефтепродуктов и других вредных отходов сверх санитарных норм, установленных Международной конвенцией по предотвращению загрязнения с судов МАРПОЛ 73/78, а механизмы трюмных систем, обеспечивающих живучесть судна, должны надежно работать даже при затоплении помещений, в которых они расположены, и т. п. Требования к системам, обеспечивающим безопасность плавания и охрану человеческой жизни, а также незагрязнение моря, регламентируются Правилами Регистра.

водоотливную - для удаления масс воды из затопленных отсеков после заделки пробоины, откачки фильтрационных (протекающих через неплотные соединения) вод;
осушительную - для удаления трюмной воды, для осушения междудонных и бортовых отсеков;
балластную - для изменения крена, дифферента и осадки судна путем приема или осушения специальных отсеков или цистерн.

В противопожарную группу входят:

Система пенного пожаротушения применяется при пожарах в машинных помещениях и насосных отделениях. Все танкеры оборудуют палубными установками пенного пожаротушения. На судах рекомендованы установки воздушно-механической пены.

Системами порошкового пожаротушения должны быть оборудованы все суда, перевозящие сжиженные газы наливом. На судне может быть несколько установок, смонтированных на салазках так, чтобы защищаемые ими площади перекрывали друг друга.

Пена как огнетушащее средство обладает высоким изолирующим свойством и частично охлаждающим. При вводе в действие установки в смеситель начинают подавать воду и пенообразователь. Образующийся в смесителе пенный раствор поступает к очагу пожара. На выходе пенного раствора устанавливают воздушные эжекторы, в которых завершается процесс пенообразования вследствие подсоса воздуха.

Время действия установки зависит от запаса пенообразователя в цистерне. Когда весь пенообразователь израсходован и через выпускные отверстия начинает поступать вода, во избежание разрушения пены установку отключают. Важным условием ликвидации пожара является максимальная подача пены в течение первых 3 минут. Стационарные пожарные стволы пенотушения располагаются так, чтобы любая точка защищаемого помещения была удалена не более чем на 9 м.

Система СО₂-пожаротушения используется для защиты грузовых, машинных и насосных помещений, кладовых, камбуза. Стационарными установками СО₂-пожаротушения оборудуют машинные и грузовые помещения судна. Установка С0₂-пожаротушения машинных помещений вводится в действие, если ранее принятые меры не позволили локализовать пожар. По магистрали углекислый газ подается в жидкой фазе под давлением, на выходе расширяется и в зону пожара подается плотный газ, эффективно вытесняющий кислород и понижающий его содержание в воздухе до 15% и ниже. Углекислый газ как огнетушащее средство нейтрален и не повреждает дорогостоящие грузы и механизмы.

Перед вводом в действие установки СО₂ -пожаротушения защищаемое помещение должно быть загерметизировано, за 20 с до момента подачи газа включается автоматический сигнал тревоги, одновременно с которым загорается световое табло, предупреждающее людей об опасности. По сигналу тревоги все люди должны покинуть помещение. Старший механик обязан убедиться в эвакуации людей из машинного помещения. Без дыхательного аппарата опасно входить в помещение, куда был подан углекислый газ, даже на короткое время.

Санитарная группа включает системы следующих назначений:

пресной воды - для подачи питьевой воды в пищеблоки, холодной и горячей к ваннам, душевым, прачечным, умывальникам и другим потребителям;
забортной воды - в санитарные помещения и для мытья палуб;
сточную - для удаления грязной воды из ванн, умывальников, бань и пр.;
фановую и фекальную - для удаления фекальных вод из гальюнов; для сбора грязной воды из фановой и сточной систем в фекальные цистерны и сброса этих вод в специальное судно или за борт вне пределов территориальных вод;
шпигатов - для удаления воды с палуб, мостиков и др.

Группа кондиционирования воздуха для поддержания зимой и летом в помещениях заданных параметров воздуха: температуры, относительной влажности. Зимой подаваемый наружный воздух нагревается и увлажняется, а летом - охлаждается и осушается при автоматическом регулировании. К этой группе относятся системы:

электрического отопления;
вентиляции - для обмена воздуха в помещениях;
аэрорефрижерации - для поддержания в помещениях заданной температуры путей отвода теплого и подачи охлажденного воздуха;
рефрижераторная - для охлаждения провизионных камер и рефрижераторных трюмов.

Группа сжатого воздуха состоит из воздушных систем низкого, среднего и высокого давления, подающих воздух для работы судовых устройств или механизмов, для работы пневмоприводов, не имеющих собственных компрессоров.

Специальная группа систем для наливных судов:

грузовой, производящей погрузочно-разгрузочные операции с жидкими грузами в танках наливных судов;
зачисткой, обеспечивающей зачистку танков наливных судов от остатка груза, отстоя и грязи;
газоотводной, отводящей через предохранительные клапаны в атмосферу газы, выделяемые грузом в танках;
подогрева вязких грузов - для подогрева грузов в танках при выдаче их с судна или при перегрузке между танками или цистернами;
мойки танков - для подачи пара или горячей воды в танки после их разгрузки для мытья и газобезопасной обработки.

Таблица 1.1. Классификация и назначение судовых систем

Системы судовых энергетических установок

Литература

Устройство и основы теории судна - Бронштейн Д.Я. [1988]
Матрос морского судна - Шарлай Г. Н. [2013]

Читайте также: