CN101007565A - 船舶 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于在大气中存在有毒和/或爆炸气体期间人员撤离的船舶(10)，其中船舶(10)包括通信和控制室、发动机室(24)和至少一个气密的临时避难所(11)，临时避难所(11)包括密封舱(12)，人员可以通过密封舱(12)进入临时避难所(11)，船舶(10)包括用于将空气供给避难所(11)的空气处理系统，发动机室(24)包括设置有入气口和出气口的气密结构，发动机室(24)包括用于冷却空气和排气管(29)的冷却装置。本发明还涉及用于在应急操作模式期间操作发动机室的方法，采取下列步骤：关闭进气天窗(33)；关闭出气天窗(37)；开启发动机室中的循环空气天窗(32)；启动冷却排气管(29)和空气的冷却装置(27、28、31)；关闭发动机室门(39)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于在周围大气中存在有毒气体和/或爆炸气体期间人员临时撤离(evacuation)的船舶。本发明还涉及一种用于当大气中的有毒气体和/或爆炸气体含量超过预定水平时的应急操作模式期间操作船舶上的发动机室的方法。
背景技术
当钻井采油和/或采气时，总是存在这种可能性，即，在与消耗(waste)有毒气体和/或爆炸气体有关的地方可能发生事故。这种事故会使该地的工作人员处于毒气可能严重地损害或致死所述工作人员的严重形势。当然，如果引燃，爆炸气体可能引起巨大的毁坏和生命损失。
通常，当发生如上所述的情形时，用于采油和/或采气钻井的钻塔(rigs)释放在救生船上，以使人们撤离。如果天气条件允许，也可以使用直升飞机。特别是出版物US6,510,808B1采取了更进一步的措施，它披露了一种避难所，人们可以撤离到避难所，并待上一段很长的时间。营救所是气密的，其设置有用于呼吸营救所中的空气的再生单元。在营救所中还设置有救生船和用于弹射救生船的装置。
当高毒性气体硫化氢和/或烃类爆炸气体存在于大气中时，上面提到的美国出版物在某些情形下具有一些缺陷，需要指出来(addressed)。
例如，在该出版物中没有提到，电力从哪供给以运行营救所中不同的系统一段很长时间。只要周围大气中存在危险浓度的烃类的风险，在电力产生期间就必须非常小心，以确保在烃类如果存在于大气中的情况下烃类不会接触电力生产设备。对于小的营救所，可以使用蓄电池提供必须的电能，但是当营救所需要容纳很多人的时候，至少在非近海，蓄电池不再是一种可行的解决方案，因为需要供给充足电能的蓄电池的所需数量会太大、太重。另外，蓄电池需要大量的再充电和维护工作。
发明内容
因此，本发明的主要目的是提供一种供给电力以使临时避难所需的设备运行超过一段很长时间的解决方案。本发明的另一个目的是提供一种能够容纳相对较多人的临时避难所。本发明进一步的目的是提供一种临时避难所，其设计用于油/气具有相对较大含量的硫的区域，硫增加了危险，万一发生事故，大气中可能存在高毒性气体H2S。此外，本发明的一个目的是提供用于应急操作模式期间操作船舶上的发动机室的方法。
这些目的是通过提供依照独立权利要求1和14所述的船舶来实现的。船舶的优选实施例描述在从属权利要求2-13中。
依照本发明，提供了一种在周围大气中不期望地存在有毒气体和/或爆炸气体的情况下用于人们临时撤离的船舶。船舶的主要部件包括发动机室、用于在该地工作的人员的临时避难所(TR)和通信&控制室。
船舶设计成容纳很多人，例如高达500人。为了在应急情况期间提供必需的电力，船舶的发动机室可设置至少一个成套发电机组，优选设置两个，其中一个发电机组可用作另一个的备用。通常，两个发电机都包括用于在发电机停止工作的情况下自动转接的装置。发动机室还包括至少一个成套配电盘，优选包括两个成套配电盘。发电机组设计成在正常工况和有毒/爆炸工况下都能运转，通过具有至少一个单独的入气口和用于冷却排气管以保持排气管温度较低、优选低于200℃的装置。发电机组设计成用燃料、优选用柴油运转，但是为了能够在周围大气存在烃类、通常为甲烷的应急情况下运行，发电机组也能够用柴油和甲烷混合物运转。
为防止烃类气体进入发动机室、引发爆炸，发动机室设置有在应急模式操作期间使发动机室完全气密的装置。为了使发动机室免于烃类气体，发动机室设置有气密结构。进入发动机室的门和所有管道以及穿过墙壁、房顶或地板的其它设备都设置有气密密封。另外，发动机室还设置有至少一个入气口，入气口设置有进气天窗，在应急期间，进气天窗关闭。发动机室还设置有至少一个出气口，出气口包括出气天窗，以及优选地包括通风风扇。应急期间，通风风扇(如果有的话)停止，出气天窗关闭。所有的进气天窗和出气天窗都是气密的。
正常情况期间，发电机被冷却，发动机室中的空气以传统方式通风。然而，在应急模式操作期间，不同的是，发动机室与外界隔离。除非采取某些方法，发动机室内的气温将变得过高以致于不能满足正式(official)调整的需要。所以，发动机室设置有冷却来自发电机的排出管的装置和冷却发动机室内的空气的装置。包括泵的冷却系统将流体、优选为水从外部压送到排气管冷却器中，以冷却排气管。该冷却系统还用来冷却发动机室内的空气。当位于来自周围大气的空气流过的入气口中的进气天窗在应急期间关闭时，发动机室中的至少一个循环空气天窗是开启的。发动机室内的空气则可以由船舶正常操作期间从周围大气抽取空气的同一通风风扇循环。当发动机室中的空气由通风风扇循环时，空气还被空气冷却器冷却，空气冷却器优选地属于如上所述的冷却系统的一部分。
船舶设置有从发动机室到临时避难所的至少一个气密门，气密门从两边都可以开启。所以应急期间工作人员可以进入发动机室，以便检查和/或维修那里的设备。但是，发动机室内的空气不久便会变得稀薄，进入发动机室的人需要携带自己的空气源。
为了容纳很多人，这是本发明的目标，船舶设置有用于人员及其他可能处于周围大气中存在不受控制地释放的有毒气体和/或爆炸气体的地方的人的临时避难所。临时避难所在结构上属于船舶的一部分，或者优选地，包括单独的结构。单独的结构可包括若干个容器模块，这些容器模块连接在一起，利用气密密封形成气密的、连续的空间。
通信&控制室(C&C)优选属于临时避难所的一部分，这样，应急情况期间，可以在C&C与大多数人所待着的公共区域之间移动。
临时避难所设置有至少一个密封舱(air lock)形式的气密入口。优选地，船舶设置有四个这样的密封舱，以便能够接收例如500人在15分钟内进入临时避难所。密封舱包括从外面进入密封舱的密封舱入口和从密封舱进入临时避难所的TR入口。为了避免有毒气体和/或爆炸气体进入临时避难所，密封舱和临时避难所中的压力一直维持在密封舱中的压力高于周围大气的压力以及临时避难所中的压力高于密封舱中的压力的水平。可利用压力计和临时避难所与密封舱以及密封舱与外界之间的墙壁中的阀门装置，来调节临时避难所和密封舱中的压力。
为了给临时避难所供给所需要的新鲜空气，船舶设置有HVAC(加热、通风、空调)系统。HVAC系统包括至少一个、优选两个空气处理单元(一个运转，一个备用)、至少一个空调器、TR-进气口、TR-出口、用于医务场所和梳妆区域的抽吸风扇、火和煤气阻尼器(damper)、过压阻尼器。空气处理单元通过管道系统向临时避难所供给新鲜空气源。空气源设计成使临时避难所主要区域一直达到所要求的过压状态，并通过减压阻尼器，降低密封舱中的过压，然后降低到如上所述的大气压力。临时避难所的增压是通过使供给到临时避难所的空气体积比从临时避难所抽取的空气体积大来实现的。通过C&C、临时避难所和密封舱中的过压计量器对过压进行监测。
船舶可以还设置有大大高于船舶的进气口，该进气口设计用于延长通风系统的使用。H2S比空气重，所以处于低水平面。进气口可设置有至少一个检测进入进气口的大气中的有毒气体和/或爆炸气体的气敏传感器和位于气敏传感器与空气处理单元之间的气密天窗。当进气口中发现有毒气体和/或爆炸气体时，气密天窗关闭。船舶还可设置有至少一个空气存储单元和/或氧气源。在应急情况下，空气处理单元将被停止，然后从一个或多个空气存储单元供给空气。也可以继续从大气供给空气，但是空气则必须在直接供给到临时避难所或空气处理单元之前流过气体过滤器，气体过滤器除去空气中的有毒气体和/或爆炸气体。
在应急状况结束以后，通风系统进行净化循环，以在准备好启动之前清洁管网，以免管道中潜在留有有毒气体和/或爆炸气体。
附图说明
图1是示意性地表示船舶的图。
具体实施方式
参照示意性显示船舶的附图，现在将解释本发明的优选实施例。
船舶10包括驳船(barge)40，驳船40设置有发动机室24，在发动机室24中产生开动船舶10的不同部件和系统所必需的动力。发动机室24优选包括两个成套发电机组25，每次只有一组可以运行。第二发电机组充当第一发电机组停机情况下的备用。各发电机组由单独的冷却系统26冷却。排气管29从发电机组25引导排气通过烟囱41。烟囱41中关闭设置有烟囱屏障42，以防止有毒气体和/或爆炸气体进入发动机室。排气管29以气密密封的方式通过烟囱屏障42。正常模式操作期间，发动机室利用通到发动机室24的入气口34和穿过烟囱屏障42的出气口进行通风，出气口优选设置有通风风扇38和出气天窗37。
入气口34还包括气密的天窗33。出气口43在出口和烟囱屏障42之间设置有气密密封，以确保有毒气体和/或爆炸气体在应急期间不会泄漏到发动机室24内。在正常模式下，发动机室开启，以便通过至少一个入口39进入。入口39设置有气密密封，在应急操作模式期间入口39关闭。从TR到发动机室的入口设置有气密的TR门36。为了循环发动机室内的空气，发动机室设置有通风风扇30，正常操作模式期间，通风风扇30将空气从入气口34吹入发动机室。发电机燃烧所需要的空气通过发电机进气口35供给，发电机进气口35优选从船舶10外面的大气中吸取空气。为了使应急操作模式期间排气管温度和发动机室中的温度保持在可接受的水平，发动机室设置有单独的冷却装置。冷却装置包括泵27，泵27从外面通过管道向排气管冷却器28和空气冷却器31压送水。在周围大海中收集和排放水的管道在它们进出发动机室的地方设置有气密密封。
在应急操作模式期间，发动机室24与周围大气隔离，以防止有毒气体和/或爆炸气体进入。气密的进气天窗33关闭，气密的出气天窗关闭，通风风扇38停止。进入发动机室24的入口39关闭。循环空气天窗32开启，进入发动机室24的空气进行再循环。启动泵27，以便冷却正在进行再循环的空气以及冷却排气管29。
此外，船舶10还包括在驳船40顶部的临时避难所(TR)11。TR11优选由若干个容器模块组成，这些容器模块连接在一起，利用气密密封形成连续的空间，人们可以在应急期间撤离到该连续的空间中，并待上一段时间。TR11包括至少一个、优选四个密封舱12。密封舱12包括密封舱入口13和TR入口14。密封舱12设计成，使得密封舱入口13和TR入口14两者不能同时开启，除非由C&C主导控制(overruled)。
船舶10还设置有由两部分组成的空气处理系统，用于控制TR的加热、通风和空气条件。正常操作模式期间，TR11中的空气由包括两部分的空气处理系统的第一部分处理，第一部分包括至少一个空气处理单元15。空气从TR11通过至少一个TR吸气管16被引导进入空气处理单元15，空气处理单元15提供新鲜空气，新鲜空气通过至少一个TR出气管17引导进入TR11。由两部分组成的空气处理单元的第一部分优选还设置有进气口18，进气口18高于船舶10，例如高于甲板水平面15m。由于H2S比空气重，这种气体很可能出现在低水平面上，因而应急情况期间，延伸到空气中的进气口可以延长通风系统的使用。进气口18包括检测有毒气体和/或爆炸气体的气敏传感器19。进气口18还包括气密天窗20，一旦气敏传感器19检测到进气口18中含有有毒气体和/或爆炸气体，气密天窗20即可关闭。
由两部分组成的空气处理系统的第二部分包括至少一个空气存储单元21。空气存储单元优选是压缩空气瓶，优选地，在船舶上有一组压缩空气瓶。应急期间，当检测到进气口18中存在有毒气体和/或爆炸气体时，空气处理单元15停止，空气从空气存储单元21经由减压面板(未显示在附图中)和空气管道22供给给TR11。空气管道22可以将空气直接传送到TR11，或者可以将空气传送到一个或多个TR出气管17。
作为空气存储单元21的替换，也可以从大气中吸取空气，并且空气通过气体过滤器，该气体过滤器除去空气中存在的有毒气体和/或爆炸气体。气体过滤器可以设置在进气口18中，或者也可以设置在单独的进气口(在附图中未显示)中。经过过滤的空气可以供给给空气处理单元15或者直接地供给给TR11。
TR11中的压力总是保持高于TR11外面的大气压力。这由使通过TR出气管17供给的空气体积大于通过TR进气管16吸取的空气体积来实现。优选地，TR11中的压力比大气压力高50Pa。为避免应急期间有毒气体和/或爆炸气体进入TR11，密封舱构造成其中的压力处于TR11中的压力与大气压力之间。这通过从密封舱12到外面的过压阻尼器46以及从TR11到密封舱12的过压阻尼器45实现。优选地，密封舱中的压力比大气压力高25Pa。通过密封舱12、TR11和通信与控制室(C&C)23中的过压计量器对过压进行监测。
从通信&控制室C&C23可监测船舶上的所有安全系统。C&C属于TR11的一部分，其还设置有看管TR11和驳船40上的外部通信和内部通信的扩音系统。C&C23还设置有不同的无线电通信设备。C&C23优选属于TR11的一部分，这样，人们可以在C&C23和TR11之间自由移动。
当检测到外部大气中存在有毒气体和/或爆炸气体时，发动机室24中的动力供给功能自动激活到应急操作模式。进气天窗33、出气天窗37将自动关闭。如果通风风扇38正在运行，通风风扇38也将停止。
循环空气天窗32将开启，以便通风风扇30能够循环发动机室空气。启动泵27，以便排气管29和发动机室空气可以分别由排气管冷却器28和空气冷却器冷却。
Claims (18)
1.一种用于在周围大气中不期望地存在有毒气体和/或爆炸气体的期间人员临时撤离的船舶(10)，其中船舶(10)包括通信和控制室(23)、发动机室(24)和至少一个气密的临时避难所(11)，人员可以撤离到该气密的临时避难所(11)中并待上一段时间，其特征在于
临时避难所(11)包括至少一个密封舱(12)，人员可以通过密封舱(12)进入临时避难所(11)；
船舶(10)包括由两部分组成的空气处理系统，用于将空气供给给临时避难所(11)；
发动机室(24)包括设置有入气口(34)和出气口的气密结构，入气口(34)包括气密的进气天窗(33)，出气口包括气密的出气天窗(37)；
发动机室(24)包括用于冷却再循环的空气和发动机室(24)中的至少一个排气管(29)的冷却装置(27、28、31)。
2.如权利要求1所述的船舶(10)，其特征在于，由两部分组成的空气处理系统的第一部分包括至少一个空气处理单元(15)、至少一个TR进气管(16)和至少一个TR出气管(17)。
3.如权利要求2所述的船舶(10)，其特征在于，由两部分组成的空气处理单元的第一部分设置有至少一个进气口(18)，进气口(18)将空气从周围大气传送到空气处理单元(15)。
4.如权利要求3所述的船舶(10)，其特征在于，进气口(18)设置有在进气口(18)顶端附近的气敏传感器(19)和在气敏传感器(19)与空气处理单元(15)之间的气密天窗(20)。
5.如权利要求3所述的船舶(10)，其特征在于，进气口(18)的顶端抬升到基本上高于船舶(10)的上部的高度。
6.如权利要求5所述的船舶(10)，其特征在于，进气口(18)包括用于当气敏传感器(19)检测到有毒气体和/或爆炸气体时自动关闭气密天窗(20)的装置。
7.如权利要求3所述的船舶(10)，其特征在于，进气口(18)设置有至少一个气体过滤器，气体过滤器除去空气中存在的有毒气体和/或爆炸气体。
8.如权利要求1-7任一项所述的船舶(10)，其特征在于，由两部分组成的空气处理系统的第二部分设置有至少一个存储在船舶(10)中的空气存储单元(21)。
9.如权利要求8所述的船舶(10)，其特征在于，由两部分组成的空气处理系统的第二部分设置有至少一个减压面板和至少一个向TR11供给空气的空气管道(22)。
10.如权利要求9所述的船舶(10)，其特征在于，所述至少一个空气管道(22)将空气传送到TR出气管(17)。
11.如权利要求1-10任一项所述的船舶(10)，其特征在于，密封舱(12)中的压力比周围大气中的压力高。
12.如权利要求1-11任一项所述的船舶(10)，其特征在于，临时避难所(11)中的压力比密封舱(12)中的压力高。
13.如权利要求1-12任一项所述的船舶(10)，其特征在于，存在从临时避难所(11)进入发动机室(24)的至少一个气密TR门(36)。
14.如权利要求1-13任一项所述的船舶(10)，其特征在于，发动机室(24)设置有至少一个发电机进气口(35)，所述发电机进气口(35)从发动机室(24)外部吸取空气。
15.如权利要求1-14任一项所述的船舶(10)，其特征在于，冷却装置(27、28、31)包括至少一个泵(27)、至少一个排气管冷却器(28)和至少一个空气冷却器(31)。
16.如权利要求1-15任一项所述的船舶(10)，其特征在于，发动机室(24)包括至少一个通风风扇(30)，通风风扇(30)通过空气冷却器(31)循环发动机室(24)中的空气。
17.如权利要求1-16任一项所述的船舶(10)，其特征在于，通信和控制室(23)是临时避难所(11)的一部分。
18.一种用于在应急操作模式期间操作依照权利要求1-17所述的船舶上的发动机室的方法，其特征在于，采取下列步骤，以确保爆炸气体不会泄漏到发动机室内：
关闭发动机室中的进气天窗(33)；
关闭发动机室中的出气天窗(37)；
开启发动机室中的循环空气天窗(32)；
启动用于冷却至少一个排气管(29)和循环空气的冷却装置(27、28、31)；
关闭发动机室门(39)。
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