Назначение и состав
Трюмные системы предназначены для удаления за борт воды, скапливающейся в трюмах, и из затопленных отсеков. В группу трюмных систем входят осушительная, водоотливная и перепускная.
Балластные системы предназначены для перемещения водяного балласта с целью изменения осадки, крена и дифферента судна. В группу балластных систем входят балластная, креновая, дифферентная и система замещения израсходованного топлива. Во время плавания судна в его корпусе постоянно скапливается вода, называемая трюмной. Она появляется в результате протечек через соединения трубопроводов, поступления забортной воды через дейдвудные подшипники гребного вала, попадания брызг волн через люки и вентиляционные отверстия, а также вследствие конденсации влаги воздуха на поверхности корпуса судна, механизмов и трубопроводов. Скапливание трюмной воды в машинных и насосных отделениях приводит к нарушению нормальных условий обслуживания главных машин и механизмов. В грузовых отсеках эта вода вызывает порчу груза, оборудования и покрытий корпуса судна. Для периодического удаления воды из трюмов судна служит осушительная система. В тех помещениях, которые невозможно или неудобно оборудовать осушительной системой (радиорубки, погреба, станции пожаротушения и др.), применяют спускные трубы, по которым вода отводится в нижерасположенные отсеки, обслуживаемые осушительной системой.
При повреждении корпуса судна через пробоину может произойти затопление отсека. Для откачивания воды из затопленного отсека служит водоотливная система, снабженная насосами большой производительности. Однако аварийный водоотлив возможен только в том случае, если предварительно на пробоину будет наложен специальный пластырь. В отличие от осушительной системы, предусматривающейся по Правилам Регистра на любом судне, самостоятельная водоотливная система применяется обязательно только на морских пассажирских судах. Аварийный водоотлив на малых судах (катерах, буксирах и т. п.) осуществляется осушительной системой, а на транспортных судах – с помощью балластной системы. Из МКО морских судов аварийный водоотлив также производится охлаждающими насосами главных двигателей, производительность которых должна быть достаточной для этого.
Креновая и дифферентная системы предназначены соответственно для устранения крена и дифферента судна, а в некоторых случаях, наоборот, для искусственного их создания. Это осуществляется перекачиванием водяного балласта из специальных цистерн. Креновая и дифферентная системы предусматриваются обязательно на ледоколах, буксирах и большинстве типов судов. На ледоколах данные системы имеют специальное назначение. Так, креновая система служит для предотвращения вмерзания корпуса ледокола при его дрейфе в ледяном поле. В этом случае с помощью системы создается бортовая качка ледокола с определенной амплитудой. Ввиду продолжительности режима раскачивания управление кренованием обычно автоматизируют. Дифферентную систему используют при прохождении ледоколом тяжелых ледовых полей. Для этого вначале ледоколу создают дифферент на корму путем приема балласта в кормовую цистерну, а после того как форштевень поднимется на кромку льда, балласт перекачивают из кормовой цистерны в носовую, обеспечивая тем самым проламывание льда.
Малая осадка порожнего или недогруженного судна отрицательно сказывается на его остойчивости и мореходности (увеличивается качка на волне, оголяются лопасти гребного винта), что приводит к потере скорости хода. Для устранения этого на грузовых, пассажирских и промысловых судах применяют балластные системы, которые поддерживают требуемую осадку облегченного судна путем приема забортной воды в специальные цистерны. Если на судне имеется балластная система, то она обычно выполняет функции креповой и дифферентной систем.
Как правило, на всех морских танкерах имеется отдельная балластная система в МКО, ахтерпике и форпике. Балластировку грузовых танков обычно производят посредством грузовой системы танкера.
Разновидностью балластной системы является система замещения израсходованного топлива, предназначенная для поддержания нормальной осадки путем заполнения освободившихся объемов в топливных цистернах забортной водой.
Основы устройства трюмных и балластных систем и требования к ним
В трюмных и балластных системах вода перемещается в основном с помощью насосов и только в отдельных случаях самотеком. Водяной балласт, используемый в системах, находится в специальных цистернах, размещаемых в корпусе судна и имеющих воздушные и измерительные трубы. Посредством воздушной трубы цистерна сообщается с окружающей средой. Через нее выпускается воздух при заполнении цистерны водой и, наоборот, входит воздух при опорожнении цистерны. Верхний конец воздушной трубы во избежание засорения загнут на 180° и в нем устроена воздушная головка с поплавковым клапаном (резиновым шариком), предотвращающим попадание в цистерну забортной воды. Воздушные трубы выводят на палубу. Измерительная труба (рис. 40) с помещенной в ней рейкой 5 с делениями (футштоком) является простейшим и надежным устройством для контроля уровня воды в цистернах и трюмах. Измерительные трубы выводят на палубу или настил двойного дна. Сверху трубу закрывают завинчивающейся втулкой 1. Рейка 5, соединенная цепью 4 с втулкой 1, достигает днища цистерны. Уровень воды в цистерне определяется по смоченной поверхности рейки (для этого втулку вывертывают и приподнимают вверх вместе с рейкой). Часто воздушные трубы совмещают с измерительными. В этом случае на верхнем загнутом конце трубы устанавливают съемную пробку для опускания футштока. Ввиду трудоемкости производства замеров с помощью измерительных труб на новых судах одновременно с ними применяют дистанционные уровнемеры или датчики уровня, показывающие приборы которых выведены в пост управления.
Трюмные и балластные системы сообщаются с забортным пространством через специальные отверстия в корпусе судна, защищенные решеткой, которая препятствует попаданию в трубопровод различных предметов, льда и рыб. Насосы систем соединены с забортными отверстиями трубопроводами, которые в зависимости от их назначения называют приемными, отливными или приемно-отливными. Около забортного отверстия делают выгородку, на которой устанавливают кингстон. Такие выгородки называют кингстонными ящиками (рис. 41). По трубе 4 из верхней части кингстонного ящика 5 отводится скапливающийся воздух. К решетке 7 по трубе 8 подводится пар или сжатый воздух, которые выпускаются через перфорированную трубу 5. Для предотвращения обмерзания решетка обогревается паром, а в случае засорения отверстий продувается воздухом. На отливном трубопроводе перед кингстоном устанавливают невозвратно-запорный клапан 10, предотвращающий попадание забортной воды в систему. Управление трюмными и балластными системами осуществляется вручную, дистанционно или автоматически. Трубопроводы трюмных и балластных систем изготовляют в основном из оцинкованных или бакелизованных стальных труб и только в отдельных случаях применяют медные трубы. Воздушные и измерительные трубы обычно выполняют стальными. На трубопроводах устанавливают стальную, бронзовую или латунную арматуру.
Основные требования, предъявляемые к трюмным и балластным системам:
1. Осушительная система должна обеспечивать удаление трюмной воды из любого отсека при допустимых крене и дифференте судна.
2. В каждый осушаемый отсек должно быть введено не менее двух приемных отростков, расположенных на разных бортах.
3. На каждом самоходном судне должно быть не менее двух осушительных насосов с механическим приводом, В качестве одного из них может быть использован насос балластный, санитарный или обслуживающий главный двигатель.
4. Системы должны быть устроены так, чтобы исключалась возможность поступления забортной воды по их трубопроводам внутрь судна, а также перетекание воды из одного отсека в другой. Для этого на них следует устанавливать невозвратные клапаны.
5. Количество водоотливных насосов следует принимать в зависимости от водоизмещения и типа судна. В качестве одного из водоотливных насосов допускается использование балластного или дифферентного насоса.
6. Водяные трубопроводы, как правило, не должны проходить через балластные и топливные цистерны.
7. Креповая система должна обеспечивать перекачивание воды при крене до 30°, а дифферентная – при дифференте до 15°.
8. На ледоколах время перекачивания балласта с одного борта на другой должно быть не более 3 мин, а изменение дифферента – не более 5 мин.
9. Время заполнения всех балластных цистерн судна не должно превышать 6 ч.
10. Внутренние диаметры трубопроводов следует определять гидравлическим расчетом. При этом независимо от полученного расчетом значения диаметр приемного отростка следует принимать не менее DУ 40.