Дифферентные системы

Назначение: приём в цистерны, перекачка и удаление за борт водяного балласта с целью выравнивания дифферента судна или создания искусственного дифферента.

Особое значение дифферентная система имеет на ледоколах, где она является одним из основных средств освобождения судна от заклинивания во льдах. Для этого либо создают продольные наклонения судна, что способствует переходу статического трения в динамическое, либо производят опорожнение дифферентных цистерн для снижения давления корпуса на лёд, а следовательно, и сил трения. При заклинивании во льдах происходит всплытие корпуса судна (вытеснение из воды), в результате чего сила тяжести превышает силу Архимеда. Если в этом случае вес выброшенного из дифферентных цистерн балласта равен или близок к значению потерянной силы плавучести при заклинивании, то нормальные давления, а следовательно и силы трения, в районе контакта уменьшаются до нуля.

Требования:

Ни в одних Правилах классификационных учреждений нет положений, строго регламентирующих основные параметры дифферентных систем. Поэтому выбор характеристик дифферентных систем при проектировании производится на основании имеющегося опыта проектирования и эксплуатации ледоколов.

Рекомендации при проектировании:

1. Суммарный объём балластных цистерн должен лежать в пределах (6÷10)% от водоизмещения.

2. Время перекачки балласта (или заполнения и опорожнения цистерн) должно лежать в интервале (10÷15) мин. С другой стороны, это время должно в 1,5 – 2 раза превышать время перекачки балласта в креновых цистернах.

3. Дифферентные цистерны располагаются в оконечностях судна симметрично ДП. Требований по высоте расположения цистерн нет, т.к. положение центра тяжести балласта мало влияет на величину продольной метацентрической высоты.

4. Работа дифферентной системы ледоколов для раскачивания судна с заданным периодом наклонения должна осуществляться автоматически.

Компоновка.

Дифферентные системы могут проектироваться по централизованному или автономному принципу.

При проектировании по централизованному принципу носовые и кормовые цистерны обслуживаются одним и тем же насосом, связывающая цистерны магистраль проходит по всей длине судна (рис. 1.6.6). Такая схема дифферентной системы называется замкнутой.

Рис. 1.6.6. Замкнутая дифферентная система

Достоинством данной схемы является возможость использовать её насосы для креновых систем и снимает надобность в собственных заборных отверстиях креновой системы. Однако на больших ледоколах данная схема не получила распространения, так как прокладывать по всей длине судна трубопровод большого диаметра нерационально.

При проектировании по автономному принципу носовые и кормовые дифферентные цистерны не сообщаются между собой и обслуживаются каждая своими насосами. Такая схема дифферентной системы называется открытой (рис. 1.6.7).

Рис. 1.6.7. Открытая дифферентная система

Преимуществом такой схемы является сокращение времени заполнения (опорожнения) цистерн, оперативность и живучесть системы. Именно такая схема получила наибольшее распространение на современных больших ледоколах.

Принципиальная схема дифферентной системы, обслуживающей носовую дифферентную цистерну, приведена на рис. 1.6.8.

Рис. 1.6.8. Принципиальная схема дифферентной системы ледокола

Заполнение и опорожнение дифферентной цистерны 7 осуществляется двумя осевыми центробежными насосами 5 через кингстоны, расположенные в ледовых ящиках 1. В качестве арматуры в системе используются клинкетные задвижки 2 и поворотные затворы 3. По обеим сторонам насоса устанавливаются линзовые компенсаторы 4 для предотвращения смещения насоса и деформации трубопроводов при сжатии корпуса судна во льдах.