- •Ю.А. Двойченко
- •Предисловие
- •Введение
- •1. Элементы водопроводных судовых систем
- •1.1. Материалы трубопроводных систем
- •1.1.1. Материалы труб
- •1.1.2. Прокладочные материалы
- •Главные параметры материалов прокладок
- •1.2. Трубы
- •1.2.1. Геометрические параметры труб в зависимости от материала трубопроводов
- •Минимально допустимые толщины стенок труб общесудовых систем, регламентируемые Правилами Регистра
- •Стандартные толщины стенок стальных труб по гост 8732-78
- •Диаметры и толщины стенок медно- никелевых труб (гост 17217-79) с ограничением по ост 5.9242-75
- •1.2.2. Давление в трубах
- •1.2.3. Защита трубопроводов от коррозии и эрозии
- •1.3. Арматура
- •1.3.1. Соединительная арматура
- •1.3.2. Запорно - переключающая арматура
- •1.3.3. Регулирующая арматура
- •1.3.4. Дистанционный привод и дистанционное управление арматурой
- •1.3.5. Отличительные планки
- •1.3.6. Фильтры
- •1.3.7. Концевая арматура
- •1.3.8. Установка протекторов
- •1.3.9. Устройства измерения и датчики контроля уровня жидкости в отсеках и цистернах
- •1.3.10. Измерительные приборы и датчики давления
- •1.4 Насосы
- •1.4.1. Виды судовых насосов и области их применения
- •1.4.2. Характеристики насосов и системы
- •1.4.3 Пневмоцистерны
- •1.5 Цистерны
- •1.5.1 Виды и назначение цистерн
- •1.5.3. Сборная цистерна сточных вод
- •1.5.2. Сборная цистерна нефтесодержащих вод
- •1.6.1. Установки для обработки сточных вод и фильтрующее оборудование нефтесодержащих вод2
- •1.6.2. Установка подготовки питьевой воды
- •Классификация и идентификация серийно выпускаемых элементов систем
- •2. Общие принципы проектирования судовых систем
- •2.1. Системный подход к проектированию судна и его элементов
- •2.1.1. Среда существования судна как совокупность подсистем
- •2.1.2. Проект судна как информационная система
- •2.1.3. Судно как система систем
- •2.1.4. Система приоритетов при проектировании общесудовых систем
- •2.1.5. Общие принципы проектирования систем, положенные в основу Правил и Норм
- •2.2. Этапы и стадии проектирования систем
- •2.2.1. Подготовительная стадия
- •2.2.2. Этап эскизного проектирования
- •2.2.3. Этап технического и техно-рабочего проекта судна в постройке
- •2.3. Разработка принципиальных схем систем
- •2.3.1. Общие понятия о схемах судовых систем
- •Условные обозначения трубопроводов и их элементов
- •2.3.2. Виды линий трубопроводов, их конфигурация и назначение
- •2.3.3. Типы компоновок схем систем
- •2.3.4. Основные приемы и порядок составления схем систем
- •2.5. Расчеты систем
- •2.5.1. Виды расчетов
- •2..5.2. Виды и особенности гидравлических расчетов
- •2.5.3. Порядок расчета простой разветвленной системы
- •2.5.4. Особенности расчета сложной разветвленной системы
- •2.6. Конструкторская документация по проектированию общесудовых систем на стадии технического проекта судна в постройке
- •2.6.1. Правила и рекомендации по оформлению принципиальных схем
- •Типовой состав технических требований на принципиальных схемах вновь строящихся судов
- •Дополнительные технические требования на принципиальных схемах переоборудуемых судов
- •2.6.2. Оформление расчетов по судовым системам
- •2.6.3. Пояснительная записка и спецификация по разделу «Общесудовые системы»
- •Связь текстов нормативных документов и пояснительной записки
- •2.6.4. Рассмотрение и согласование проектной документации Регистром и Санитарной инспекцией
- •Пример ответа проектанта на замечания эксперта Регистра
- •Библиографический список
2.2. Этапы и стадии проектирования систем
Проектирование систем является одной из составных частей общего процесса проектирования судна и проходит такой же ряд этапов, имея свою специфику на каждом из них. На своем рабочем месте каждый конструктор 95% времени решает свои узкоспециализированные задачи, поставленные перед ним начальником отдела или Главным конструктором по данному разделу, не вникая, как правило, в проблемы более высокого уровня. Представленные ниже сведения предназначены для «понимания своего маневра» конструкторами, вступающими на дорогу проектирования общесудовых систем.
2.2.1. Подготовительная стадия
Она начинается на уровне составления Технического предложения, когда надо оперативно, приближенно, но достоверно оценить водоизмещение, главные размерения, мощность СЭУ, мощность электростанции и, в итоге, стоимость судна.
На подготовительном этапе самым важным для Главного конструктора является оценка масс по различным разделам, расположении ЦТ, энергопотреблении. Поскольку подчиненные Главному конструктору начальники соответствующих отделов КБ заинтересованы «потянуть одеяло на себя»- получить для своего отдела побольше массы и энергии из общего баланса, приближенные расчеты и оценки по разделам нагрузки делает отдел (группа) Главного конструктора. Эта задача решается с помощью близкого прототипа проектируемого судна.
Не всегда это одно судно. Например, судно-прототип близкое по главным размерениям и скорости хода подходит для приближенной оценки ходкости проекта и мощности его СЭУ. Однако, если у проекта другой район плавания с большей высотой волны для прочности требуется усиленные связи набора корпуса и, следовательно, прототип для оценки массы корпуса будет другим судном. Пересчет масс элементов нагрузки прототипа на проект производится с помощью измерителей– относительных величин. с использованием определяющих параметров для данного раздела и вида нагрузки.
Аналогичная ситуация с общесудовыми системами – для каждой из них имеется набор внешних параметров, определяющих структуру, массу и энергопотребление системы. Именно по этим параметрам подбираются близкие суда-прототипы. Для каждой из систем они свои и о них будет упомянуто в соответствующих пп. ниже.
Для проектантов систем на этом этапе важно сделать самостоятельную оценку, поскольку зачастую они имеют больший опыт и квалификацию, чем специалисты Главного. При существенном расхождении с данными группы Главного конструктора, на этой стадии проектирования необходимо выяснить причины расхождения и прийти к согласованному решению.
Задача каждого конструктора на этой стадии – помочь Главному конструктору пройти по узкой грани, по одну сторону которой – риск потерять Заказчика из-за высокой цены судна, а по другую риск напрасного труда КБ, когда на последующих этапах проектирования выясняется, что реальная стоимость судна превышает обещанную Заказчику в ТЗ.
2.2.2. Этап эскизного проектирования
На этапе эскизного проектирования (ЭП) производится детализация ТЗ на основе расчетов и более точных оценок, чем это было сделано на подготовительном этапе. Главной особенностью ЭП является разработка нескольких вариантов проекта судна. На основе анализа вариантов производится поиск решений наиболее приемлемых с точки зрения адекватности подсистемам среды существования судна (см. п. 2.1.1.).
Исходными материалами для проектирования судовых систем кроме ТЗ являются эскизы общего расположения судна, главные размерения и водоизмещение которого получены на базе расчетов группы Главного конструктора и более детального уточнения в соответствующих отделах КБ.
Последовательность шагов ЭП для общесудовых систем состоит в следующем:
1. Производится анализ ТЗ, общего расположения и характеристик судна , выявляются основные особенности, влияющие на архитектуру систем.
2. Составляется перечень общесудовых систем для данного судна, выявляются возможные связи между системами, влияние систем на характеристики судна. Определяются возможные информационные связи проекта систем с различными разделами проекта судна в целом (см. схему на рис. 2.3.).
3. Для каждой из систем выписываются требования, вытекающие из ТЗ и общесудовых характеристик, затем требования из соответствующих Правил, РД, ОСТов и Норм;
4. Производятся расчеты по определению минимально необходимых параметров систем на основе формул нормативных документов (диаметры трубопроводов, производительность насосов);
5. Выбираются типы компоновок систем, конфигурации трубопроводов;
6. На эскизах общего расположения наносятся схемы систем в соответствии с выделенными требованиями,
7. Производятся проектные или проверочные гидравлические расчеты подтверждающие работоспособность систем или, в противном случае, производится корректировка параметров;
8. Производится окончательный выбор стандартных трубопроводов, насосов, пневмоцистерн и пр.
9. Выполняется приближенный расчет масс и положения ЦТ систем, оценивается потребляемая электрическая мощность.
10. Результаты проектирования систем доводятся до сведения отделов и подразделений, использующих их в соответствующих разделах общего проекта судна ( группа Главного конструктора, электрики, отдел автоматизации и пр.)
Многие из этих действий приходится выполнять по нескольку раз, для различных вариантов ЭП.
После выбора окончательного выбора варианта ЭП судна, схемы и расчеты оформляются в соответствии с правилами выполнения документации ЭП.
Кроме всего, проектант систем должен выполнить свой раздел Пояснительной записки (ПЗ) и Спецификации (СП) для включения его в общую ПЗ и СП Эскизного проекта. На данном этапе проектирования в ПЗ должны приводиться обоснования выбора конструктивных решений, материалов и оборудования, приводится сравнительные характеристики решений в других разработанных вариантах судна. Согласованный с Заказчиком ЭП служит основой разработки техническогои техно-рабочего проекта судна в постройке.
ЭП не подлежит рассмотрению и согласованию с Регистром, что накладывает на Главного конструктора и Главных конструкторов разделов большую ответственность. Если на последующих этапах выяснится несоответствие каких-либо принципиальных решений Нормам и Правилам или ТЗ, возникнет необходимость возврата к началу проектирования в каком-либо из разделов проекта. Тогда в силу системных связей (см. п. 2.1.3) может потребоваться переработка всего проекта. Далее потребуется пересогласование ЭП у Заказчика, в результате чего КБ понесет не только финансовые потери, но и снизит свой рейтинг в рыночно- конкурирующей среде своего существования.