Intermodul s/03/g Zadanie 1 (W oparciu o doświadczenia stoczni Polskich oraz Północno Europejskich) Opracował: Sprawdził Zatwierdził Krzysztof Gockowski Krzysztof Nawacki Alicja Kościńska Gdańsk Październik 2005 r. CENTRUM TECHNIKI OKRĘTOWEJ S.A. OŚRODEK PROJEKTOWANIA 80-369 Gdańsk Al. Rzeczypospolitej 8 tel.(48 58) 511-62-25, 511-62-42 fax(48 58) 511-62-43 e-mail: design@cto.gda.pl
2/50 SPIS TREŚCI 1. Wstęp... 3 2. Moduły i Modularyzacja główne założenia... 4 3. Stosowane bloki... 6 3.1 Bloki kadłubowe oraz kadłubowo-wyposażeniowe... 8 3.2 Blok nadbudówki... 10 3.3 Blok komina... 12 3.4 Blok sanitarny (kabina sanitarna)... 14 3.5 Blok mieszkalny (kabina mieszkalna)... 16 3.6 Blok centrali klimatyzacyjnej i wentylacyjnej... 18 3.7 Blok przygotowania paliwa dla silnika spalinowego (głównego)... 20 3.8 Bloki wirówek paliwa lub oleju... 22 3.9 Blok oleju smarowania silnika spalinowego (głównego)... 24 3.10 Blok oleju smarowego turbodoładowania silnika spalinowego... 25 3.11 Blok przygotowania paliwa dla palnika kotła pomocniczego... 27 3.12 Blok hydroforowy wody sanitarnej... 28 3.13 Blok sanitarny - oczyszczalnia ścieków... 30 3.14 Bloki gaśnicze... 32 3.14.1 Blok CO 2... 32 3.14.2 Blok mgły wodnej... 33 3.15 Blok sprężarki chłodniczej ze skraplaczem.... 34 3.16 Blok sprężarek powietrza... 35 3.17 Modułowa wyposażenie statków typu RoRo i RoPax... 36 3.18 Bloki różne... 38 4. Ocena stopnia modularyzacji/wyposażania blokowego stosowanego w polskich stoczniach... 39 5. Modularyzacja w rozwiązaniach światowych... 40 5.1 Modułowa budowa statku... 41 5.2 Modułowa budowa i wyposażenie okrętów wojennych... 42 5.2.1 Standard Flex... 42 5.2.2 MEKO... 43 5.3 Modułowa konstrukcja siłowni kontenerowców... 44 6. Ocena stopnia modularyzacji/wyposażania blokowego stosowanego w stoczniach Europy Północnej.... 47 7. Podsumowanie... 48 Literatura... 49
3/50 1. Wstęp Koncepcja modułowej budowy statków w przemyśle okrętowym w Polsce i na świecie jest znana i stosowana od wielu lat. Zakres stosowania modułów zależy od posiadanej wiedzy, technologii i organizacji pracy, jaką posiada stocznia. Znaczący wpływ również ma typu statku, jego przeznaczenia oraz ilości jednostek, które będą budowane w serii. Zadaniem tego opracowania jest określenie stopnia modularyzacji jednostek budowanych w polskich stoczniach oraz stoczniach Europy Północnej w oparciu o dostępne informacje ze stoczni jak i informacje prasowe czy literaturowe.
4/50 2. Moduły i Modularyzacja główne założenia Poniższe opracowanie przedstawia zakres stosowania modułowej/blokowej budowy statków i ich wyposażania w polskich stoczniach oraz Europy Północnej. W opracowaniu zostało przyjęte nazewnictwo takie, jakie jest używane w poszczególnych krajach czy przez poszczególnych producentów. W polskim przemyśle okrętowym zamiast modularyzacja, moduły używa się terminów blokowe wyposażanie statku, bloki funkcjonalne czy po prostu bloki. Generalnie jednak można przyjąć, że blokowe wyposażanie statku to modularyzacja, a bloki to moduły. Co to są bloki i blokowa budowa i wyposażanie statków? W polskim przemyśle okrętowym stosowane jest kilka różnych typów bloków. Nazwa bloku generalnie określa funkcje bloku oraz miejsce, w jakim jest instalowany na statku. Najczęściej stosowane bloki: - blok kadłubowy (zespół sekcji przestrzennych połączonych w jedną dużą konstrukcje, np. blok skrajnika rufowego); - blok kadłubowo-wyposażeniowy (blok kadłubowy częściowo lub całkowicie wyposażony, np. blok nadbudówki, komina); - blok funkcjonalny - blok, (zespół elementów spełniających określoną funkcje na statku, połączonych ze sobą oraz zamontowanych na wspólnej ramie, np. blok zasilania paliwem, blok mieszkalny). Wspólne cechy wszystkich bloków można generalnie zdefiniować określeniem. Blok zespół elementów spełniających określoną funkcje na statku, o rozplanowaniu przestrzennym zależnym od rozmieszczenia i gabarytów elementów wchodzących w skład bloku. Elementy wchodzące w skład bloku mocowane są nawzajem do siebie i (lub) do sztywnej ramy stanowiącej podstawę(konstrukcję) bloku.[1] Technologia blokowej budowy kadłuba statku polega na montażu statku na pochylni lub doku z dużych bloków kadłuba. Bloki te budowane są na hali lub w specjalnie wyznaczonym miejscu na terenie stoczni z mniejszych elementów- sekcji przestrzennych kadłuba. System budowy statków z dużych bloków kadłuba wpłynął na skrócenie okresu budowy kadłuba. Naturalną konsekwencją było dostosowanie prac wyposażeniowych do zaistniałej sytuacji. Opracowana została technologia blokowego wyposażania statków. Technologia ta umożliwia prowadzenie prac wyposażeniowych bloków kadłuba w zbrojenia, rurociągi i urządzenia. Następnym krokiem było wyposażanie bloków kadłubowych w coraz to bardziej skomplikowane i nasycone urządzeniami, rurociągami i armaturą mniejsze bloki, bloki funkcjonalne i montażowe.[2] W jakim celu stosuje się technologie blokowego budowania i wyposażania statków? Generalnie wprowadzenie bloków oraz technologii blokowego budowania i wyposażania statków wpływa na podniesienie wydajności procesu produkcji, skrócenie
5/50 czasu budowy statku, obniżenie kosztów budowy statku i zwiększenie poziomu bezpieczeństwa podczas wykonywanych prac. Istota zagadnienia leży w operowaniu podczas budowy statku większą liczbą bloków, które zestawione i wzajemnie połączone stanowić będą wyposażenie statku. Im moduły są większe, tym wyposażenie jest prostsze. Im więcej elementów wchodzi w skład jednego moduły tym większy jest udział prac montażowych przeprowadzanych poza statkiem, w dogodnych warunkach w warsztacie. Im większe są bloki, tym mniejsza jest liczba pojedynczych operacji transportowych. Bloki o zwartej budowie, niejednokrotnie zmontowane w ramie, stanowią naturalną ochronę elementów zabudowach wewnątrz, wzajemnie połączonych w sztywną zwarta konstrukcje.[2] Zalety oraz ograniczenia stosowania bloków i blokowego wyposażania statków. Najważniejszą zaletą modularyzacji jest możliwość rozdzielenia procesów budowy statku od procesów jego wyposażania. Rozdzielenie procesów budowy kadłuba statku od procesów jego wyposażania w niezależne moduły posiada generalnie następujące zalety [3]: - możliwe jest równoległe projektowanie konstrukcji kadłuba statku i wyposażenia statku, - możliwa jest równoległa budowa konstrukcji kadłuba statku oraz wyposażenia statku, - mniejsze są utrudnienia w budowie kadłuba, oraz sama budowa jest szybsza, - skraca się czas wykorzystania pochylni/doku, - budowa oraz wyposażanie bloków kadłubowych oraz bloków funkcjonalnych i wyposażeniowych jest wygodniejsze, szybsze, bezpieczniejsze i tańsze, - mniejsza jest ilość operacji transportowych wykonywanych przez stocznie, - łatwiejsze jest zlecanie dostaw towarów i usług specjalistycznym podwykonawcom, - skraca się czas budowy na skutek zastosowania standardowych bloków i układów, - łatwiejsza jest praca w strefach nie zblokowanych/zmodularyzowanych pozostałej przestrzeni siłowni. Stosowaniem blokowego budowania i wyposażania statków wymaga poniesienia pewnych kosztów związanych z: - większym zakresem prac projektowych związanych z prawidłowym rozplanowaniem rozmieszczenia bloków, zapewnieniem swobodnego dostępu do bloku oraz tras transportowo-demontażowych, - częściowym dostosowaniem konstrukcji kadłuba statku czy nadbudówki do bloków, - niewielkim wzrostem zajmowanej przestrzeni przez bloki, - niewielkim wzrostem masy bloku w stosunku do tradycyjnego rozwiązania, - uzależnieniem stoczni od dostawców bloków (w przypadku zlecenia budowy bloku do podwykonawców). Doświadczenia poszczególnych stoczni potrafią być różne i całkowicie odmienne, co wynika z technologii, jaka posiada dana stocznia, doświadczenia pracowników, typów budowanych statków czy wymagań armatora zamawiającego statek. Przedstawione powyżej założenia, zalety jak i wady technologii blokowego wyposażania statków przedstawione są ogólnie, ponieważ nie stanowią głównego temat tego opracowania.
6/50 3. Stosowane bloki W polskim przemyśle okrętowym pierwsze koncepcje blokowego wyposażania statków sięgają połowy lat 60 ubiegłego wieku. W początkowym okresie największymi osiągnięciami pochwalić się mogły stocznie rzeczne. Nie potrafiły jednak one w pełni wykorzystać swojego osiągnięcia. Metodę tę przyjęły i wdrożyły stocznie morskie. Stopniowo rozwijały, co doprowadziło do stworzenia systemu blokowego projektowania i wyposażania statków. Powstało wiele różnych typów bloków związanych zarówno z konstrukcją kadłuba jak i wyposażaniem siłowni. Do najczęściej stosowanych bloków należą: - bloki kadłubowe; - bloki kadłubowo-wyposażeniowe; - bloki funkcjonalne i montażowe - bloki. Stosowana technologia blokowego budowania kadłuba statku dotyczy głównie wykonywanych w stoczni sekcji kadłubowych, które łączone są w duże bloki kadłubowe, a te w ostateczny kształt kadłuba statku. Na rozmiary takich bloków oraz stopień ich wyposażenia wpływają możliwości technologiczne oraz transportowe stoczni. Bloki kadłubowe oraz kadłubowo-wyposażeniowe, jakie są stosowane: - bloki kadłuba statku np. dna podwójnego, skrajnika dziobowego; - blok nadbudówki; - blok komina; Bloki kadłubowe podczas budowy wyposażana są w urządzenia i rurociągi w możliwie największym stopniu. W przypadku modułu nadbudówki używa się w tym celu takich bloków jak: - blok sanitarny; - blok mieszkalny; - blok centrali klimatyzacyjnej i wentylacyjnej; Bloki te są najczęściej wykonywane i dostarczane są przez wyspecjalizowane zakłady produkujące tego typu moduły dla przemysłu okrętowego jak i lądowego. Bloki te charakteryzują się tym, iż oferowane są w typoszeregach. Wyposażanie wnętrza kadłuba statku a w szczególności wyposażanie siłowni ze względu na dużą ilość urządzeń, rurociągów i armatury należy do najbardziej pracochłonnych oraz niebezpiecznych prac. Duża ilość urządzeń i ich różne przeznaczenie wpływa na stopień modularyzacji/blokowego wyposażenia siłowni. Również typ statku oraz zadania, jakie ma spełniać wpływają na kształt siłowni oraz jej wyposażenie. Generalnie można wyodrębnić dwie grupy bloków: Bloki, które są zgrupowaniem urządzeń spełniających określoną i często złożoną funkcje systemów siłowni. Posiadają opracowany typoszereg i mogą być stosowane na różnych typach statków. Bloki, które są zgrupowaniem urządzeń realizujących określone zadania dla konkretnego statku i projektowane są indywidualnie dla danego statku lub pod obsługę konkretnego urządzenia. Często projektowane są pod indywidualne wymagania armatora.
7/50 Wiele firm, które dostarczają urządzenia wchodzące w skład siłowni statku dostarcza swoje konstrukcje w modułach/blokach. Istnieją firmy zajmujące się projektowaniem i budową modułów na zamówienie ze stoczni. Czynniki te wpływają na dużą różnorodność modułów/bloków zarówno pod względem stopnia nasycenia urządzeniami, wielkością i kształtem. Przedstawione poniżej bloki stosowane do wyposażenia siłowni są blokami, które generalnie znajdują zastosowanie na wszystkich typach statków budowanych w polskich stoczniach i mogą być kupione przez stocznie lub wykonane własnymi siłami. Przedstawiono również bloki, które powstają tylko na zamówienie na konkretny typ statku czy do obsługi konkretnego typu urządzeń. Do najczęściej stosowanych bloków montażowych bloków /modułów w polskich stoczniach należą: - blok przygotowania paliwa; - blok wirówek paliwa; - blok wirówek oleju; - blok oleju smarowania silnika spalinowego; - blok oleju smarowego turbodoładowarki; - blok przygotowania paliwa dla kotła pomocniczego; - blok hydroforowy wody sanitarnej; - blok sanitarny - oczyszczania ścieków; - bloki instalacji przeciw pożarowych; - bloki sprężarek chłodniczych ze skraplaczem; - bloki sprężarek powietrza;
8/50 3.1 Bloki kadłubowe oraz kadłubowo-wyposażeniowe Blok kadłubowy to stalowa konstrukcja przestrzenna fragmentu kadłuba statku, na którą składa się wiele sekcji przestrzennych połączonych razem w jedna większą całość (Rys.1). Każda sekcja przestrzenna wykonana jest z blach stalowych połączonych razem. Konstrukcja bloku usztywniona jest wręgami, węzłówkami, i pilersami. Na konstrukcje bloku używa się stali okrętowych zwykłych i specjalnych. Blok jest zabezpieczany przed wpływem korozji i (lub) malowany. Rozmiary bloku ograniczone są możliwościami transportowymi stoczni oraz wytrzymałością konstrukcji bloku na odkształcenia podczas transportu. Rys. 1 Proces budowy bloku kadłuba z sekcji [4] Rys. 2 Blok kadłubowy podczas transportu i w doku. [5] Na pochylni lub w doku bloki kadłubowe łączone są ze sobą razem tworząc ostateczny kształt kadłuba statku. Składa się o z kilkunastu bloków kadłubowych (Rys.3) oraz bloków nadbudówki i komina. 16 17 01 02 03 04 05 06 07 08 09 15 Rys. 3 Podział konstrukcji statku na bloki kadłubowe [4]
9/50 Rys. 4 Montaż na pochylni bloku kadłubowego [6] Bloki kadłubowo-wyposażeniowe to bloki kadłubowe, które podczas budowy zostały częściowo lub całkowicie wyposażone w urządzenia, rurociągi armaturę itp. Rys. 5 Blok kadłubowo-wyposażeniowy [4]
10/50 3.2 Blok nadbudówki Blok nadbudówki jest to stalowa (lub z innych materiałów) konstrukcja przestrzenna, w której znajdują się pomieszczenia socjalne i bytowe dla załogi i pasażerów. W nadbudówce zainstalowane są urządzenia i systemy łączności oraz kontroli ruchu statku. Na konstrukcje bloku używa się stali okrętowych zwykłych, specjalnych lub innych materiałów. Blok jest odpowiednio zabezpieczony przed korozja i malowany. Blok nadbudówki podczas budowy wyposaża się w bloki sanitarne, mieszkalne oraz wyposażanie nawigacyjne i systemy łączności. Blok posiada również instalacje klimatyzacyjne, sanitarne, zasilania w energię elektryczną oraz p.poż. Rys. 6 Blok nadbudówki po malowaniu przygotowany do transportu. [7] Częstym rozwiązaniem jest łączenie bloku nadbudówki z blokiem komina. W przypadku mniejszych nadbudówek bloki taki jako jeden element montowany jest na statku. Większe bloki nadbudówki i komina ze względu na możliwości transportowe stoczni oraz możliwość odkształcenia konstrukcji bloku dzieli się na dwie lub więcej części. Rys. 7 przedstawia podczas transportu blok nadbudówki i komina podzielony na dwie części. Rys. 7 Górna połówka blok nadbudówki i komina. [8]
11/50 Stopień całkowitego wyposażenia nadbudówki zależy od typu statku, wielkości nadbudówki, wymagań armatora i możliwości technologicznych stoczni. Niektóre nadbudówki nie tylko są wyposażone w kabiny sanitarne, mieszkalne, większe urządzenia oraz główne instalacje. Na statek blok nadbudówki jest dostarczany z całkowicie wyposażonym wnętrzem. Z szalunkami ścian i sufitów i wykładzinami na podłodze. Wszystkie pomieszczenia oraz urządzenia i systemy są zdatne do użycia po podłączeniu do zasilania. Rys. 8 Blok nadbudówki podczas montażu na jednostce [5] Rys. 9 Wnętrza pomieszczeń w nadbudówce. [5]
12/50 3.3 Blok komina Blok komina jest to stalowa konstrukcja przestrzenna, w której znajduje się wyprowadzenie instalacji spalinowej na zewnątrz statku oraz punkty poboru i oddawania powietrza. Blok komina jest wykonany z blach stalowych połączonych razem i usztywnionych przez usztywnienia i węzłówki. Na konstrukcje bloku używa się stali okrętowych zwykłych. Blok jest konserwowany środkami ochrony czasowej i (lub) malowany. Rozmiary bloku ograniczone są możliwościami transportowymi stoczni oraz wytrzymałością konstrukcji bloku na odkształcenia podczas transportu. Rys. 10 Blok komina [4] Rys. 11 Blok komina podczas transportu [5] Na wyposażenie bloku komina wpływa wiele czynników: typ statku, typ układu napędowego, zastosowane urządzenia, wymagania armatora oraz stosowana technologia przez stocznie. Najczęściej w skład bloku komina wchodzą: - przewody spalinowe silnika głównego, zespołów prądotwórczych oraz kotła; - kotły utylizacyjne; - łapacze iskier; - rurociągi odpowietrzające; - zbiorniki grawitacyjne; - czerpnie powietrza; - wyrzutnie powietrza; - elementy konstrukcji bloku: blachy stalowe, usztywnienia, gretingi itp.
13/50 Rys. 12 Blok komina w różnych wykonaniach [4]
14/50 3.4 Blok sanitarny (kabina sanitarna) Blok sanitarny to przestrzenna konstrukcja spełniająca funkcje pomieszczenia sanitarnego. Blok sanitarny przeznaczony jest do montażu na statku jako kompletnie wyposażona łazienka do obsługi kabin załogi lub pasażerów. Konstrukcja bloku umożliwia jego transport oraz łatwy montaż na statku. Blok sanitarny przystosowany jest do podłączenia instalacji wodnej, elektrycznej oraz wentylacyjno klimatyzacyjnej na statku. Rys. 13 przedstawia różne wykonania bloku. Rys.13 Widok z góry na różne wykonania kabin sanitarnych firmy LUBMOR. [10] Rodzaj wyposażenie kabiny, kolorystyka oraz dodatkowe wyposażenie jest dostarczana zgodnie z wymaganiami armatora. Rys. 14 Widok na wyposażoną kabinę sanitarną firmy WetCab. [11] Rys. 15 Widok na wyposażoną kabinę sanitarną firmy MODUL. [12]
15/50 Blok sanitarny jest wykonany jako konstrukcja ramowa. Ściany oraz sufit bloku wykonane są z paneli z blachy stalowej ocynkowanej wypełnionej wełna mineralną. Panele od wewnętrznej strony kabiny pokryte są folia ozdobna PCV, wyklejone płytkami ceramicznymi lub pokryte powłokami lakierniczymi. Konstrukcja podłogi wykonana jest z blachy stalowej zabezpieczonej antykorozyjnie. Podłoga wyklejona jest płytkami ceramicznymi przeciwpoślizgowymi lub gładkimi z gretingiem. Rurociągi doprowadzające ciepłą i zimna wodę izolowane są przeciwpotnie. Rurociągi wewnątrz bloku pokrywane są ozdobnymi powłokami np. niklowo-chromowa. W bloku zamontowane są drzwi ze skrzydłami wykonanymi z blachy pokrytej folią PCV i wypełnionymi wełna mineralna. Rys. 16 Konstrukcje kabin sanitarnych firmy WetCab. [11] Wyposażenie bloku sanitarnego zależy od typu bloku oraz wymagań armatora. Najczęściej wyposażenie bloku stanowią: - wanna lub kabina prysznicowa z baterią natryskowa; - miska ustępowa (spłukiwanie grawitacyjne lub podciśnieniowe); - umywalka z baterią; - anemostat wyciągowy; - grzejnik lub elektryczne podgrzewanie podłogi; - uchwyt na papier toaletowy; - szafka toaletowa lub lustro; - lampa naścienna z gniazdkiem; - uchwyty, wieszaki; - koszyk na mydło i gąbkę; - i inne wg życzeń.
16/50 3.5 Blok mieszkalny (kabina mieszkalna) Blok mieszkalny to przestrzenna konstrukcja spełniająca funkcje pomieszczenia mieszkalnego. Blok mieszkalny przeznaczony jest do montażu na statku jako kompletnie wyposażone pomieszczenie bytowe dla załogi i pasażerów. Konstrukcja bloku umożliwia jego transport oraz łatwy montaż na statku. Blok mieszkalny przystosowany jest do podłączenia instalacji wodnej, elektrycznej oraz wentylacyjno klimatyzacyjnej na statku. Rys. 17 przedstawia różne wykonania bloku mieszkalnego. Rys. 17 Różne wykonania kabin mieszkalnych. [9]
17/50 Blok mieszkalny jest wykonany jako konstrukcja ramowa. Ściany oraz sufit bloku wykonane są z paneli z blachy stalowej ocynkowanej wypełnionej wełna mineralną. Panele od wewnętrznej strony kabiny pokryte są folia ozdobna PCV, wyklejone tapetą lub pokryte powłokami lakierniczymi. Konstrukcja podłogi wykonana jest z blachy stalowej zabezpieczonej antykorozyjnie. Podłoga wyklejona jest wykładzinami. Blok mieszkalny wyposażony jest w łazienkę z toaletą. Blok mieszkalny wyposażony jest w meble, sprzęt audio-video oraz elementy ozdobne wystroju kabiny. Rys. 18 Konstrukcja kabin mieszkalnych. [13] Wyposażenie bloku mieszkalnego zależy od typu bloku oraz wymagań armatora. Najczęściej wyposażenie bloku stanowią: - sofy, kanapy, łóżka; - fotele, krzesła; - biurka, stoły; - szafy, komody; - lampy, oświetlenie; - ozdobne elementy wystroju kabiny; - pomieszczenie sanitarne, tak jak kabina sanitarna; - sprzęt audio-video; - i inne wg życzeń.
18/50 3.6 Blok centrali klimatyzacyjnej i wentylacyjnej Blok centrali klimatyzacyjnej i wentylacyjnej to rozplanowany przestrzennie zestaw elementów funkcjonalnych połączonych ze sobą. Przeznaczeniem centrali jest odpowiednie przygotowanie powietrza pod względem temperatury, wilgotności i czystości. Duża ilość wielkości oraz różnorodność zestawów wchodzących w skład centrali umożliwia złożenie najbardziej odpowiedniej centrali pod względem sprawności urządzenia, zużycia energii, wymiarów zewnętrznych, obróbki powietrza oraz układu wlotów i wylotów powietrza. Rys. 19 Widok na centrale klimatyzacyjne [14] Każdy zestaw wchodzący w skład centrali spełnia określoną funkcje. Na centrale składają się zestawy: - filtrów; - nagrzewnic powietrza; - chłodnic powietrza; - nawilżania powietrza; - wentylatorów; - sterowania i zasilania; - przepustnice, zawory, czujniki pomiarowe, automatyka i sterowanie; - oraz tłumik, zestaw odzysku ciepła;
19/50 Obudowę centrali stanowią: szkielet z profili aluminiowych i z tworzywa sztucznego oraz osłony stałe i odejmowalne. Centrale standartowo wyposażone są w skręcaną ramę. Zestawy łączone są przy pomocy specjalnych profili, montowanych na, zewnątrz, co ułatwia łatwy oraz szybki montaż lub demontaż poszczególnych zestawów centrali. Rys. 20 Schemat wyposażenia centrali klimatyzacyjnej [14] 1. Presostat filtra; 2. Termostat p/ zamrożeniowy; 2a. Nagrzewnica elektryczna + termostat zabezpieczający, 3. Silnik pompy z grzałkami postojowymi, 4. Siłownik przepustnicy, 5. Silnik wentylatora z grzałkami postojowymi, 6. Presostat filtra
20/50 3.7 Blok przygotowania paliwa dla silnika spalinowego (głównego) Blok przygotowania paliwa jest to rozplanowany przestrzennie zespół wzajemnie ze sobą połączonych elementów, które zainstalowane są na wspólnej ramie i spełniają ważna funkcje w systemie paliwowym na statku. Zadaniem bloku przygotowania paliwa jest dokładne oczyszczenie paliwa ciężkiego z cząstek stałych za pomocą filtrów: automatycznego oraz indykatorowego. Odpowiednią lepkość paliwa ciężkiego osiąga się poprzez podgrzanie za pomocą podgrzewaczy parowych lub elektrycznych. Podgrzewacze sterowane są przez wiskozymetr. Pompy paliwa przetłaczają paliwo ciężkie przez urządzenia wchodzące w skład bloku i podają odpowiednio przygotowane paliwo ciężkiego do pomp wtryskowych. Pracą pomp, filtra automatycznego, wiskozymetru oraz podgrzewaczy steruje zestaw sterowania, który zbiera informacje o pracy bloku z armatury kontrolno-pomiarowej. Na blokach instalowane są liczniki zużycia paliwa przez silnik. Instaluje się również pompy z filtrami dla paliwa lekkiego awaryjnych zespołów prądotwórczych. Na szczegółowe rozwiązania bloków przygotowania paliwa wpływa wiele czynników: wymagania producentów silnika i urządzeń wchodzących w skład bloku, wymagania stoczni i armatora oraz możliwości technologiczne wykonania bloku czy jego instalacji na statku. [15] Na Rys. 21 przedstawione jest przykładowe rozwiązanie bloku przygotowania paliwa dla silnika głównego oraz zespołów prądotwórczych. Rys. 21 Uproszczony schemat instalacji paliwowej bloku zasilania paliwem [15] Paliwo ciężkie dla silnika głównego i zespołów prądotwórczych pobierane jest ze zbiornika rozchodowego i podawane na blok przez pompę zasilającą 1 z filtrem 6. Paliwo ciężkie przepływa przez licznik przepływu 9 oraz automatyczny filtr samo oczyszczający 7. Następnie podawane jest do zbiornika odgazowującego, 3 w którym miesza się z paliwem ciężkim powrotnym z silnika głównego i zespołów prądotwórczych. Pompy wspomagające 2 przetłaczają paliwo ciężkie do podgrzewacza parowego 4 lub elektrycznego 5. W zależności od jakości paliwa ciężkiego może być ono podane do modułu homogenizacyjnego. Lepkość
21/50 paliwa ciężkiego za podgrzewaczami sprawdzana jest przez wiskozymetr, 11 który steruje pracą podgrzewaczy 4, 5. Paliwo ciężkie dla zespołów prądotwórczych przepływa przez filtr indykator 8 zanim zostanie podane do pompy wtryskowej. Paliwo ciężkie dla silnika głównego podawane jest od razu do pompy wtryskowej. Urządzenia jak i rurociągi podgrzewane są parą, skropliny odprowadzane są przez odwadniacz 10. Na bloku zainstalowane są urządzenia kontrolno-pomiarowe oraz system sterowania blokiem, który współpracuje z Centralą Manewrowo Kontrolną.[15] Rys. 22 Blok zasilania paliwem, podczas prób u producenta[15] Rys. 23 Blok zasilania paliwem zamontowany na statku [15] Do najważniejszych elementów wyposażenia bloku należą: - pompy śrubowe wstępne i cyrkulacyjne; - filtry zabezpieczające pompy; - filtr automatyczny; - filtr indykator; - wiskozymetr; - przepływomierz; - podgrzewacze parowe, płaszczowo-rurowe lub płytowe; - podgrzewacze elektryczne; - zbiornik odgazowujący; - odwadniacze; - zestaw elektryczny sterujące praca pomp; - zestaw elektryczny obsługi automatyki; - zestaw elektryczny obsługi zasilania w energie elektryczną: - kompletne okablowanie; - presostaty; - manometry, termometry; - komplet rurociągów wraz z armaturą,
22/50 3.8 Bloki wirówek paliwa lub oleju Blok wirówek paliwa lub oleju jest to rozplanowany przestrzennie zespół wzajemnie ze sobą połączonych elementów, które zainstalowane są na wspólnej ramie. Zadaniem bloku wirówek paliwa lub oleju jest osiągnięcie przez paliwa lub oleje smarowe odpowiedniej jakości wskutek usunięcia niepożądanych zanieczyszczeń stałych oraz wody w procesie wirowania. Rys. 24 Moduł z dwoma blokami wirówek firmy ALFA LAVAL [16] Rys. 25 Zespół wirówkowy WSK KRAKÓW S.A. [17] Efektywne wirowanie paliw i olejów wymaga zapewnienia wirowanemu czynnikowi odpowiedniej temperatury i lepkości. Uzyskuje się to za pomocą instalacji podgrzewacza. Oczyszczony w wirówce czynnik opuszcza wirówkę i jest gotowy do użycia w systemach okrętowych, podczas gdy oddzielona woda i szlam usuwane są do zbiornika szlamu. Ponadto zastosowanie w bloku wirówki modułu sterującego zapewnia kontrolę procesu wirowania. Rys. 26 Wirówka firmy Westfalia Separator[18]
23/50 Bloki wirówek pozwalają na zestawienie wszystkich podzespołów systemu niezbędnych do wirowania w jednym miejscu zmniejszając zapotrzebowanie na miejsce oraz ułatwiając obsługę. Istnieje także możliwość łączenia kilka bloków wirówek w jeden moduł. Wyposażenie bloku wirówki. Rys. 27 Blok wirówki firmy ALFA LAVAL [16] - pompa śrubowa zasilająca paliwa/oleju podająca oczyszczany czynnik przez podgrzewacz do wirówki. - podgrzewacz paliwa/oleju typy płytowego; - zawór 3-drogowy sterowany pneumatycznie kierujący nie oczyszczony czynnik, w zależności od poleceń modułu sterującego, do wirówki lub do zbiornika/silnika; - zawory elektromagnetyczne sterujące dopływem wody technicznej; - moduł sterujący wraz z aparaturą kontrolno-pomiarową w celu sterownia procesem wirowania; - komplet armatury w skład którego wchodzi: zawór regulacyjny na wylocie czynnika z wirówki, zawór zaporowy sterowany pneumatycznie zamykający odlot oleju czystego; - wspólna rama fundamentowa z wanienką ściekową; - opcjonalne zbiornik szlamu z pompą transportową szlamu
24/50 3.9 Blok oleju smarowania silnika spalinowego (głównego) Blok oleju smarowania silnika spalinowego jest to rozplanowany przestrzennie zespół wzajemnie ze sobą połączonych elementów, które zainstalowane są na wspólnej ramie i spełniają określoną funkcje na statku. Zadaniem bloku oleju smarowania silnika spalinowego (głównego) jest odpowiednie przygotowanie oleju. Polega to na odebraniu ciepła z oleju w chłodnicy, oczyszczaniu oleju przez filtry dokładany i ponownym przetłoczeniu do instalacji smarowania silnika spalinowego (głównego). Blok oleju smarowania jest wykonywany bezpośrednio pod wymagania silnika spalinowego głównego. Jego wyposażenie (wymienniki ciepła) współpracują z instalacją wody chłodzącej, dlatego spotyka się różne rozwiązania bloków (Rys. 28, 29). Rys. 28 Blok oleju smarowego z pompami dla silnika głównego [19] Rys. 29 Blok oleju smarowego dla silnika głównego [19] Najczęściej tego typu bloki są wykonywane pod wymagania projektu ze stoczni bądź armatora lub producenta silnika. Przykładowe wyposażenie bloku zamontowanego na wspólnej ramie fundamentowej jest następujące: chłodnica płytowa lub płaszczowo-rurowa, filtr oleju dokładny, wielokomorowy, pompy śrubowe i filtr zabezpieczające pompy, zestaw sterowniczokontrolny, armatura pomiarowa, zawory termostatyczne trójdrogowe, komplet rurociągów wraz armaturą, kompletne okablowanie.
25/50 3.10 Blok oleju smarowego turbodoładowania silnika spalinowego Blok oleju smarowego turbodoładowania silnika spalinowego jest to rozplanowany przestrzennie zespół wzajemnie ze sobą połączonych elementów, które zainstalowane są na wspólnej ramie i spełniają określoną funkcje na statku. Zadaniem bloku oleju smarowego turbodoładowania silnika spalinowego jest oczyszczanie, chłodzenia i podawania oleju smarowego do turbodoładowarki. Bloki oleju smarowego turbodoładowania silnika spalinowego są wykonywane bezpośrednio pod wymagania silnika spalinowego oraz systemu turbodoładowania. Zasada pracy bloku jest następująca; olej zasysany jest przez pompę śrubową ze zbiornika oleju i podawany jest do chłodnicy gdzie odprowadzanie jest ciepło i dalej przez filtr gdzie usuwane są zanieczyszczenia podawany jest do turbodoładowarki. Rys. 30 Blok oleju smarowego dla turbodoładowania silnika spalinowego z chłodnica płaszczowo-rurową [20] Rys. 31 Blok oleju smarowego dla turbodoładowania silnika spalinowego z chłodnicą płytową [19]
26/50 Bloki oleju smarowego turbodoładowania silnika spalinowego mogą być wykonany na oddzielnej ramie posadowionej odrębnie w siłowni (Rys. 30, 31) lub połączonej bezpośrednio ze zbiornikiem oleju smarowego (Rys. 32) Rys. 32 Blok oleju smarowego dla turbodoładowarki zamocowany na górnej płycie zbiornika [20] Blok oleju smarowego dla turbodoładowarki dodatkowo może być wyposażony w odrębny układ wstępnego oczyszczania oleju smarowego, w skład, którego wchodzi: filtr odśrodkowy dokładny wraz z pompą podającą, komplet rurociągów z armaturą. Przykładowe wyposażenie bloku oleju smarowego jest następujące: - pompy śrubowe - chłodnica płaszczowo rurowa lub płytowa, - filtr wielokomorowy, - zawór termostatyczny trójdrogowy, - komplet rurociągów wraz z armaturą, - zawór przelewowy, - kompletne okablowanie, - skrzynki sterownicze.
27/50 3.11 Blok przygotowania paliwa dla palnika kotła pomocniczego Blok przygotowania paliwa dla palnika kotła pomocniczego jest to rozplanowany przestrzennie zespół wzajemnie ze sobą połączonych elementów, które zainstalowane są na wspólnej ramie i spełniają określoną funkcje w systemie paliwowym na statku. Zadaniem bloku paliwa dla palnika kotła pomocniczego jest wstępne przygotowanie paliwa. Paliwo jest oczyszczane (w filtrach) a następnie podgrzane w podgrzewaczach w celu uzyskania wymaganej wielkości lepkości paliwa przed podaniem do palnika kotła. Bloki te mogą być budowane w różnym stopniu wyposażenia: - blok z podgrzewaczami, pompami podającymi oraz filtrami na ssaniu pomp; - blok z pompami podającymi paliwo oraz filtrami na ssaniu pomp. Rys. 33 Blok przygotowania paliwa dla palnika kotła pomocniczego [20 Rys. 34 Schemat bloku pompowego dla zasilania kotła pomocniczego [20] Przykładowe wyposażenie bloku zbudowanego na wspólnej ramie fundamentowej jest następujące: - pompy śrubowe, - filtry siatkowe na ssaniu pomp, - podgrzewacz płaszczowo-rurowy lub płytowy, - komplet rurociągów wraz z armaturą, - kompletne okablowanie, - skrzynki sterownicze.
28/50 3.12 Blok hydroforowy wody sanitarnej Blok hydroforowy wody sanitarnej jest to rozplanowany przestrzennie zespół wzajemnie ze sobą połączonych elementów, które zainstalowane są na wspólnej ramie i spełniają określoną funkcje na statku. Zadaniem bloku hydroforowego wody sanitarnej jest dostarczenie załodze i pasażerom wody sanitarnej (ciepłej, zimniej) i pitnej. Woda przeznaczona jest do zabezpiecza załodze i pasażerom higieny osobistej oraz potrzeb bytowych i gospodarczych. Rys. 35 Uproszczony schemat bloku hydroforowego wody pitnej i sanitarnej [20] Działanie bloku hydroforowego jest następujące: Pompy tłoczą wodę do zbiornika hydroforowego, w którym znajduje się powietrze. Powietrze sprężane jest tak długo dopóki ciśnienie w zbiorniku nie wzrośnie do ciśnienia maksymalnego roboczego, po czym następuje wyłączenie pracy pompy przez wyłącznik ciśnieniowy. Woda znajdująca się pod ciśnieniem może być pobierana z dowolnego punktu sieci. W czasie pobierania wody ciśnienie w zbiornika spada i gdy osiągnie wartość minimalna wówczas włącza się pompa i zbiornik jest uzupełniany. Woda ciepła dla systemu sanitarnego podgrzewana jest przez zespół podgrzewaczy. Woda jest pobierana ze zbiornika hydroforowego i przez pompę cyrkulacyjną podawana do podgrzewacza wody i dalej do systemu sanitarnego wody ciepłej. Woda przeznaczona do picia pobierana jest z zbiornika hydroforowego i przepuszcza przez specjalne filtry oraz system dezynfekcji lampami UV i dalej do systemu wody pitnej. Praca wszystkich urządzeń nadzorowana jest przez zespół sterownioczo-kontrolny.
29/50 Rys. 36 Blok hydroforowy wody pitnej i sanitarnej z podgrzewaczem [20] Bloki hydroforowe bardzo często podzielone są na dwa wydzielone bloki, jeden hydroforowy do obsługi wody sanitarnej zimnej oraz pitnej i drugi blok wody sanitarnej ciepłej. Rys. 37 Blok hydroforowy wody zimnej i ciepłej [21] Rys. 38 Blok cyrkulacyjny wody ciepłej [22] Przykładowe wyposażenie bloku hydroforu: - pompy wirowe; - zbiornik ciśnieniowy; - armatura, zawory bezpieczeństwa, zawory ciśnieniowe; - filtry do wody pitnej; urządzenia do dezynfekcji wody; - zbiornik wody gorącej; - podgrzewacz parowy, elektryczny wody sanitarnej ciepłej; - komplet rurociągów wraz z armaturą, kompletne okablowanie; - zestaw sterownia pracą bloku.
30/50 3.13 Blok sanitarny - oczyszczalnia ścieków Blok oczyszczania ścieków jest to rozplanowany przestrzennie zespół wzajemnie ze sobą połączonych elementów, które zainstalowane są na wspólnej ramie. Zadaniem bloku oczyszczania ścieków jest obróbka zanieczyszczonej wody by jej skład chemiczny i biologiczny był zgodny z przepisami ochrony wód morskich przed zanieczyszczeniami ze statków. Rys. 39. przedstawia biologiczno - chemiczną oczyszczalnia ścieków sanitarnych typu LK produkcji WARMA" Grudziądz, obecnie WARMANOVUM. Rys. 39 Blok obróbki ścieków [22] Oczyszczalnia wykonana jest w formie zbiornika podzielonego na cztery komory: komorę wstępną, komorę napowietrzania, komorę osadową i komorę chlorowania (Rys. 40). Ścieki fekalne kierowane są do komory wstępnej 1 o objętości odpowiadającej 5-6 godzinnemu średniodobowemu dopływowi świeżych ścieków. Ścieki kierowane są na kratę rozdrabniającą 8, na której zatrzymują się wszelkiego rodzaju wtrącenia stałe nieulegające rozdrobnieniu w wodzie. W komorze l, celem uśrednienia, ścieki poddawane są ciągłemu mieszaniu przy pomocy pompy cyrkulacyjnej 6. Przepływając wielokrotnie przez kratę 8, wszelkie wtrącenia zostają dokładnie rozdrobnione. Dwa pływakowe czujniki poziomu sterują cyrkulacją ścieków w komorze. Na odgałęzieniu rurociągu obiegowego zainstalowany jest zdalnie sterowany zawór dozujący 17, poprzez który ścieki skierowane są do komory napowietrzania 2. Zawór dozujący sterowany jest przekaźnikami czasowymi, co pozwala na równomierne porcjowanie, w ciągu całej doby, świeżych ścieków do przedziału obróbki biologicznej 2. Cała zawartość komory napowietrzania poddawana jest ciągłemu natlenianiu. Tlen pobierany jest z powietrza dostarczanego przez dmuchawy 5. Powietrze tłoczone jest poprzez system drobnopęcherzykowego napowietrzania 18. Obrobione w komorze napowietrzania ścieki przepływają do komory osadowej 3, gdzie następuje sedymentacja osadu i klarowanie cieczy. Opadający osad jest zawracany z komory 3 do komory 2 poprzez układ recyrkulacji 15. Zbierający się na powierzchni komory 3 kożuch jest również zawracany do komory 2. Czynnikiem napędowym recyrkulacji osadu jest sprężone powietrze. Oczyszczona i sklarowana ciecz przepływa do komory chlorowania 4. Do komory chlorowania doprowadzane są również; tzw. ścieki szare, zwane także wodami odpadowymi. Ścieki szare
31/50 pochodzą z kuchni, pralni i łazienek. Ścieki kuchenne przed podaniem ich do komory chlorowania przechodzą przez odtłuszczacz odstojnikowy. Do komory chlorowania doprowadzony jest środek dezynfekujący (np. roztwór podchlorynu sodu). Poziom cieczy w komorze chlorowania kontrolowany jest czujnikami pływakowymi.[22,23] Rys. 40 Biologiczno chemiczna oczyszczalnia ścieków typu LK 50 WARMA [23] Oznaczenia oraz ważniejsze elementy oczyszczalni ścieków: 1. Komora wstępna 2. Komora napowietrzania 3. Komora osadowa 4. Komora chlorowania 5. Dmuchawy 6. Pompa cyrkulacyjna 7. Pompy opróżniające 8. Krata rozdrabniająca 9. Surowe ścieki i feralne 10. Odpowietrzenie 11. Wlot ścieków szarych 12. Chlorator 13. Przelew 14. Odloty wody czystej 15. Recyrkulacja osadu 16. Urządzenie sterownicze 17. Zawór dozujący 18. System napowietrzania Surowe ścieki fekalne Osad Woda oczyszczona Ścieki szare Powietrze
32/50 3.14 Bloki gaśnicze 3.14.1 Blok CO 2 Blok gaśniczy systemu CO 2 jest to rozplanowany przestrzennie zespół wzajemnie ze sobą połączonych elementów, które zainstalowane są na wspólnej ramie i spełniają ważną funkcje w systemie przeciw pożarowym na statku. Zadaniem bloku CO 2 jest: - przechowywanie czynnika gaśniczego w odpowiednich warunkach; - podanie czynnika gaśniczego jakim jest CO 2 do instalacji gaśniczej podczas gaszenia pożaru. Do najczęściej stosowanych objętościowych instalacji gaśniczych stosowanych do gaszenia pożaru w siłowni statku należy instalacja CO 2. Instalacja jest stosowana na wszystkich typach statków i okrętów. Instalacje CO 2 wykonuje się w dwóch rodzajach: - butlowej, nazywanej również wysokociśnieniową - zbiornikowej, nazywanej także niskociśnieniową. Instalacja CO 2 działa poprzez wypełnienie gazem CO 2 pomieszczenia, co powoduje spadek zawartości tlenu w powietrzu poniżej granicy przy której zachodzi zjawisko palenia. Instalacje CO 2 zbiornikowe znajdują zastosowanie na jednostkach na których trzeba by było użyć bardzo dużej ilości butli z CO 2. Blok gaśniczy CO 2 składa się z: - zbiornika ciśnieniowego odpowiedni wyposażonego i izolowanego; - dwóch niezależnych od siebie urządzeń chłodniczych, całkowicie automatycznych; - niezbędnej armatury kontrolno-pomiarowej umożliwiającej zdalny nadzór i przystosowanej do zdalnego wypuszczenia CO 2 ze zbiornika. Rys. 41 Blok gaśniczy CO 2 [24] Zbiornik wykonany jest w postaci walczaka stalowego z dnami wypukłymi o konstrukcji spawanej. Z zewnątrz jest izolowany i pokryty blachą aluminiowa lub ocynkowana. Wewnątrz zbiornika umieszczone są dwa wyparowniki urządzeń chłodniczych. Zbiornik wyposażony jest w zawory bezpieczeństwa. Pobór CO 2 ze zbiornika do instalacji gaśniczej następuje poprzez zawór zaporowy sterowany ręcznie, umieszczony bezpośredni na zbiorniku i zawór zdalnie sterowany, umieszczony na głównym rurociągu CO 2.
33/50 3.14.2 Blok mgły wodnej Blok gaśniczy systemu mgły wodnej jest to rozplanowany przestrzennie zespół wzajemnie ze sobą połączonych elementów, które zainstalowane są na wspólnej ramie i spełniają ważną funkcje w systemie przeciw pożarowym na statku. Zadaniem bloku mgły wodnej jest przechowywanie oraz podanie pod wysokim ciśnieniem podczas pożaru czynnika gaśniczego do instalacji systemu mgły wodnej. Czynnikiem jest woda słodka. Zasada działania instalacji wysokociśnieniowej na mgłę wodną polega na wytwarzaniu bardzo małych kropelek (0,1 mm) wody o dużym pędzie, które absorbują energię pożaru, chłodzą gorące powietrze oraz gazy spalinowe otaczające źródło ognia, a jednocześnie uniemożliwiają dopływ tlenu do palącego się materiału.[25], [26] Typowa instalacja składa się z zespołu pompowego, akumulatora wodnego, rurociągów zasilających, zraszaczy oraz rozdzielnicy sterującej i instalacji alarmowej. Zespół pompowy napędzany dwoma silnikami elektrycznymi lub spalinowymi, umieszczony jest poza bronionym pomieszczeniem, przy czym jeden z silników traktowany jest jako rezerwowy. Jeśli zastosowano silnik elektryczny to musi on mieć możliwość zasilania z awaryjnego źródła energii. Normalnie instalacja pracuje przy użyciu wody słodkiej o odpowiedniej czystości, magazynowanej w zbiorniku. Rys. 42 Blok gaśniczy mgły wodnej [27]
34/50 3.15 Blok sprężarki chłodniczej ze skraplaczem. Blok sprężarki chłodniczej ze skraplaczem jest to rozplanowany przestrzennie zespół wzajemnie ze sobą połączonych elementów, które zainstalowane są na wspólnej ramie i spełniają określoną funkcje na statku. Zadaniem bloku sprężarki chłodniczej jest obsługa systemów chłodniczych na statku. Blok podaje czynnik chłodniczy do urządzeń chłodniczych a następnie odbiera pary czynnika chłodniczego, skrapla go i ponownie podaje do urządzeń chłodniczych. Rys. 43 Blok sprężarki chłodniczej [36] Rys. 44 Blok sprężarki chłodniczej [21] Generalnie w skład bloku wchodzą następujące urządzenia: - sprężarka chłodnicza typu tłokowego napędzana silnikiem elektrycznym; - skraplacz płaszczowo-rurowy; - zbiornik ciekłego czynnika chłodniczego; - osuszacz z zaworem ładowania; - orurowanie z armaturą; - aparatura kontrolno-pomiarowa; - panel sterujący.
35/50 3.16 Blok sprężarek powietrza Blok sprężarki powietrza jest to rozplanowany przestrzennie zespół wzajemnie ze sobą połączonych elementów, które zainstalowane są na wspólnej ramie i spełniają określoną funkcje na statku. Zadaniem bloku sprężarki jest dostarczenie sprężonego powietrza do: - rozruchu silników napędu głównego, zespołów prądotwórczych; - sterowania automatyką; - napędu urządzeń; - przedmuchów zaworów, instalacji itp. Rozróżniamy bloki sprężarek powietrza rozruchowego oraz powietrza roboczego. Często stosuje się połączone bloki zarówno dostarczające powietrze do rozruchu silników spalinowych jak i do obsługi systemów okrętowych. Stosowane są również zestawy sprężarkowe, w których sprężarka zainstalowana jest na zbiorniku na sprężone powietrze oraz bloki, w których sprężarki oraz zbiorniki sprężonego powietrza są zainstalowane na wspólnej ramie. Rys. 45 Blok sprężarek powietrza rozruchowego.[37] Generalnie w skład bloku sprężarki powietrza wchodzą: - zbiornik sprężonego powietrza wyposażony w armaturę; - sprężarka(i) sprężonego powietrza typu tłokowego napędzana silnikiem elektrycznym; - komplet rurociągów wraz z armaturą; - automatyczne odwodnienie sprężarek; - osuszacz/filtr sprężonego powietrza dla automatyki; - panel sterujący ze starterem.
36/50 3.17 Modułowa wyposażenie statków typu RoRo i RoPax Analizując dotychczasowe osiągnięcia w zakresie modularyzacji siłowni w Polsce i na świecie w CTO S.A. podjęto próbę opracowania modułowego wyposażenia siłowni na statkach typu RoRo i RoPax. Jest to dalszy ewolucyjny rozwój obecnie stosowanej idei blokowego wyposażenia siłowni. W odróżnieniu od rozwiązań stoczni Thyssen Nordseewerke, w których zastosowane rozwiązanie modułowe systemu przestrzeni siłowni okrętowej bazujące na wielokondygnacyjnych ramach modułowych do zabudowy siłowni w pionie, dla statków o tradycyjnej wysokich pokładach. Opisanych w amerykańskich opisach patentowych nr 5.299.520[28] i nr. 5.899.161.[29] oraz rozdziale w 5.3. W rozwiązaniu przyjęto, że wyposażenie siłowni okrętowej będzie oparte na ramach modułowych, których szerokość nie przekracza dopuszczalnej szerokości naczepy lądowego pojazdu drogowego, natomiast długość poszczególnej ramy modułowej jest krotnością długości najmniejszej z nich, przy czym każda z ram modułowych jest podparta, co najmniej czterema kolumnami nośnymi. Rama modułowa jest prostokątna, a jej kolumny nośne maja jednakową wysokość.[30] Rys. 46 Rama modułowa [30], [4] Przedstawiona na rys. 46 rama modułowa M1 jest zabudowana z kształtownika o przekroju prostokątnym i ma szerokość B, w przybliżeniu równa szerokości standardowej naczepy lądowego pojazdu siodłowego i długości L, która jest krotnością długości najmniejszej ramy modułowej M0 przyjętej do zabudowy siłowni okrętowej konkretnego statku. Rama modułowa M1 jest wzmocniona wewnętrznym ożebrowaniem C o kształcie dostosowanym do zabudowy przeznaczonym dla niej wyposażeniem funkcjonalnym. Rama modułowa M1 ma cztery kolumny nośne o wysokości H wykonane z kształtownika o przekroju prostokątnym i zaopatrzone w stopy-kołnierze z otworami dostosowanymi do zamocowania w fundamencie siłowni okrętowej.[30] Ramy modułowe przewidziane są do instalowania na nich urządzeń wchodzących w skład instalacji znajdujących się siłowni statku. Urządzenia instalowane są na ramach modułowych łącznie z rurociągami, torami kablowymi, sterowaniem i armaturą. Na ramach modułowych można instalować gotowe bloki funkcjonalne np. bloki przygotowania paliwa, bloki wirówek. W ten sposób na ramach montażowych można zainstalować znacznie więcej urządzeń wraz z podłączeniami w porównaniu do siłowni, w której zainstalowano tylko bloki funkcjonalne. Zarówno na samych ramach jak i pomiędzy nimi można instalować gretingi podłogi siłowni. Wysokość kolumn nośnych można dobrać tak, iż pod rama będzie wolna przestrzeń na prowadzenie rurociągów.
MODULARISATION IN SHIP EQUIPMENT 37/50 Rys. 47 Przykłady zabudowanych ram modułowych. [4] Przedstawiony na rys. 48 i 49 schematyczne rozmieszczenie ram modułowych przedstawia sposób optymalnego wykorzystania połowy przestrzeni siłowni, wyznaczonej płaszczyzną symetrii PS. Optymalne wykorzystanie przestrzeni siłowni uzyskano przez zastosowanie ram modułowych M0, M1, M2 M3 M4 i M5 o różnych długościach. W zależności od ukształtowania przestrzeni siłowni okrętowej, usytuowane szczególnie w pobliżu burty statku ramy M0 i M2 maja niektóre kolumny nośne o wysokości mniejszej od pozostałych, a jest to wymuszone konfiguracją fundamentu siłowni.[30] Rys. 48 Schemat ideowy rozmieszczenia ram modułów. [30] Rys. 49 Przykładowe rozmieszczenie ram modułów [4]
38/50 3.18 Bloki różne Powyżej przedstawione bloki są blokami o różnym stopniu skomplikowania, gabarytach oraz funkcjach, jakie pełnią na statku. Ilość bloków stosowanych w siłowni zależy do wielu czynników; typu statku, możliwości technologicznych oraz transportowych stoczni, możliwości wykonania bloków lub ich nabycia. W efekcie, czego do wyposażenia siłowni stosuje się wiele różnych bloków. Przedstawione powyżej bloki nie opisują wszystkich, jakie są i można zastosować do wyposażenia statku czy siłowni. Duża grupę bloków stanowią pojedyncze urządzenia instalowane na ramie wspólnie z kompletem rurociągów, armatury i zestawem sterującym pracą. W wielu wypadkach o powstaniu takiego bloku decyduje typ statku czy siłowni, specyficzne urządzenia wchodzące w skład siłowni, wymagania armatora, itp. Poniżej przedstawione są przykładowe zestawy urządzeń, które wchodzą w skład tego typu bloków: - pompy śrubowe podających paliwo do wirówek; - pompy śrubowe podających olej smarowy do wirówek; - pompy wirowe wody morskiej obsługujące silnika głównego lub zespołów prądotwórczych; - chłodnice wody chłodzącej silnika głównego lub zespołów prądotwórczych; - filtry oleju smarowego i chłodzącego; - pompy wirowe p.poz. wody morskiej; - pompy ładunkowe; - sprężarki powietrza i zbiorniki sprężonego powietrza; - wyparowniki; - skrzynie cieplne z chłodnicami; - odolejacze wody zęzowej; - skraplacze; - itp.
39/50 4. Ocena stopnia modularyzacji/wyposażania blokowego stosowanego w polskich stoczniach. Blokowe projektowanie, budowa i wyposażanie statków w polskich stoczniach jest stosowane od połowy lat 60 ubiegłego wieku. Doświadczenia poszczególnych stoczni są różne, co wynika z technologii i możliwości transportowych, jakie posiadają stocznie. Specjalizacja stoczni w budowie konkretnych typów statków oraz silna konkurencja w ostatnich latach na rynku budowy statków wywarły wpływ na technologie blokowej budowy i wyposażania statków oraz jej dalszy rozwój w polskich stoczniach. Analizując doświadczenia i stosowane rozwiązania dotyczące kadłuba, można stwierdzić, iż poziom zastosowania bloków podczas budowy kadłuba jest wysoki. Kadłuby statków budowane są z dużych bloków kadłubowych, których rozmiary ograniczone są tylko przez możliwości dźwigów i suwnic stoczniowych. Stopień wyposażenia niektórych bloków kadłubowych jest wysoki zarówno w rurociągi, armaturę jak i duże urządzenia czy mniejsze bloki. Najbardziej dotyczy to bloków komina oraz nadbudówki, która bardzo często jest całkowicie wyposażona, posiada szalunki oraz wszystkie instalacje tak, że po zamontowaniu na statku nie wymagają żadnych dalszych prac wyposażeniowych. Blokowe wyposażenie siłowni okrętowych po osiągnięciu pewnego poziomu uległo spowolnieniu w swoim dalszym rozwoju. Rozwiązania, które pojawiały się w minionym okresie były dopasowywaniem do wymogów stoczni, czy dostawców bloków idei, jaka została opracowana i wdrożona na początku lat siedemdziesiątych. Generalnie stosowane do wyposażenia siłowni bloki nie pokrywają w całości potencjalnych obszarów zdatnych do modularyzacji. Jest to obszar, w którym można wnieść nowe idee jak i rozwiązania związane z modułową budową jak i wyposażaniem statków.
40/50 5. Modularyzacja w rozwiązaniach światowych Część dotycząca modularyzacji w światowych rozwiązaniach ogranicza się do rozwiązań stosowanych w stoczniach skandynawskich i Europy Północnej. Opracowanie zastało przygotowane w oparciu o informacje z fachowej literatury, seminariów, informacji prasowych oraz stron internetowych stoczni i producentów wyposażenia okrętowego. Analizując zebrane materiały pod kontem stosowania modułów podczas budowy i wyposażania statku można stwierdzić, iż stosowane rozwiązania w Polsce, jaki i w krajach Europy Północnej są podobne. Dlatego autor w części dotyczącej rozwiązań stosowanych w stoczniach Skandynawskich i Europy Północnej postanowił przedstawić najbardziej charakterystyczne i innowacyjne rozwiązania.
41/50 5.1 Modułowa budowa statku Analizując zebrane materiały pod kontem stosowania modułów podczas budowy statku można stwierdzić, iż stosowane rozwiązania w Polsce, jaki i w krajach Europy Północnej są podobne. Stosowana jest blokowa budowa kadłuba statku z dużych bloków kadłubowych. Bloki te są wyposażane w urządzenia, rurociągi armaturę itp. Rys. 50 Bloki kadłubowe [31] Na rozmiary i stopień wyposażenia bloków kadłubowych wpływają możliwości transportowe stoczni, stosowana technologia podczas budowy jak i wytrzymałości konstrukcji na odkształcenia podczas transportu.
42/50 5.2 Modułowa budowa i wyposażenie okrętów wojennych Inną odmiana modularyzacji w budownictwie okrętowym jest stosowanie modułów wyposażenia specjalnego na okrętach wojennych. 5.2.1 Standard Flex Koncepcja jednostek wielozadaniowych Standard Flex opracowano w Danii w latach 80-tych a do połowy lat 90-tych zbudowano 14 jednostek typu SF-300. Założono ze okręt taki dzięki wymiennym modułom uzbrojenia i specjalistycznego wyposażenia mógłby, w zależności od potrzeb, sprawować wiele funkcji. Standartowo okręty typu SF-300 pełnią role jednostek patrolowych i pomocniczych, w zależności od sytuacji mogą zostać przezbrojone na okręty przeciw minowe, stawiacze min, uderzeniowe lub inne. Okręt taki posiada odpowiednie gniazda wewnątrz kadłuba do mocowania kontenerów z różnego rodzaju wyposażeniem specjalnym. Gniazda te mają znormalizowana wielkość: dł. 3,5m x szer. 3.0m x wys. 2 m. Kontenery posiadają dwupunktowy system podłączeń z instalacjami okrętu, dzięki którym moduł po montażu jest automatycznie podłączony do wszystkich niezbędnych do pracy podsystemów (zasilanie, łączność, sterowanie, woda czy inne czynniki niezbędne do pracy modułu.) Rys. 51 Moduł armaty [33] Rys. 52 Koncepcja modułowego wyposażenia [32] Schemat rozmieszczenia modułów specjalistycznych na okręcie typu Standard Flex 300 [32]: 1 armata 76mm OTO Breda Super Rapido; 2 kontenery z pociskami Harpoon; 3 pojedyncze wyrzutnie dla torped FFV Type 613; 4 kontenery z pociskami plot. Sea Sparow; 5 sonar holowany Thompson-Sintra TSM 2640 Salomon; 6 półsztywna łódź inspekcyjna; 7 przeciwminowy pojazd podwodny Double Eagle.