 15.12.18 01:17
Анализ возможности реализации инновационных решений на модернизированных и конверсионных речных круизных пассажирских судах
  13 декабря 2018 года в Центральном правлении Научно-технического общества судостроителей имени академика А.Н. Крылова состоялся доклад кандидата технических наук, старшего научного сотрудника Морского Инженерного Бюро Александра Егорова на тему "Анализ возможности реализации инновационных решений на модернизированных и конверсионных речных круизных пассажирских судах".
Доклад был посвящен анализу применимости инновационных решений в области архитектурно-конструктивного типа, пропульсии, энергетической установки, автоматизации управления судном и судовыми системами, в области механизации обслуживания гостиничного и ресторанного комплекса и применимости этих решений не только на новых речных круизных пассажирских судах (РКПС), но и на модернизируемых, в том числе, конверсионных.
Доклад представлен на научно-технической конференции по строительной механике корабля, посвященной 125-летию со дня основания "Крыловского государственного научного центра".
НТК проводится 13-14 декабря 2018 года в Санкт-Петербурге совместно Крыловским государственным научным центром, Санкт-Петербургским государственным морским техническим университетом и Центральным правлением Российского Научно-технического общества судостроителей имени академика А.Н. Крылова.
Основные тезисы доклада
Интерес к речным круизным пассажирским судам (РКПС) не случаен, не смотря на все перипетии с внутренним водным транспортом, водные путешествия являются вполне продаваемым продуктом и количество клиентов, особенно по рекам Европы, продолжает расти из года в год.
Средний возраст находящихся в эксплуатации РКПС по данным РРР и речных круизных компаний достиг 45 лет.
Судовладельцы пытаются "парировать" физическое старение судов путем дорогих ремонтов и замены кают на более комфортабельные.
Однако проблема не только в формальном возрасте судов, но и в том, что эти суда морально устарели - неэкономичные двигатели, часто не отвечающие современным представлениям об экологии; архаичный уровень комфорта и обслуживания, требующие много ручного труда; большие экипажи и значительное количество обслуживающего персонала и др.
Модульные принципы формирования жилого блока
Речные круизные суда, построенные за последние 10 лет ведущими мировыми операторами речного круизного рынка, позиционируются как суда с пассажирскими каютами одного класса, что позволяет широкое внедрение модульных принципов формирования, как жилых блоков в целом, так и самих каютных модулей.
Стандарты пассажирских кают
Исходя из современных тенденций операторами речного круизного рынка, как правило, предлагаются комбинированные туры, состоящие из береговой (отельной) и речной (круизной) частей. В этих условиях возникла потребность стирания граней между номерами береговых отелей и каютами на круизных судах.
На новых речных круизных судах стандартные каюты по уровню комфорта соответствуют стандартным номерам береговых отелей.
Стандартные каюты современных речных круизных судов имеют площадь от 13 до 18 кв. м и оборудование как стандартные номера береговых отелей соответствующего уровня.
На верхних палубах, не имеющих проходов по бортам, каюты, как правило, оборудованы индивидуальными террасами или раздвижными балконными дверьми (так называемый "французский балкон").
Вертикальные зоны
На современных речных круизных судах четко прослеживается разделение зон жилых и общественных помещений.
Рестораны, салоны и бары размещаются в отдельных вертикальных зонах от жилых помещений. Над каютами пассажиров и экипажа не размещаются помещения, в которых может создаваться шум, препятствующий отдыху пассажиров и экипажа.
Инновационные решения в области пропульсивных установок
Винто-рулевые колонки
Габариты РКПС, как правило, ограничены, в связи с чем, особую важность приобретает компактность и мощность СЭУ. Кроме того, существенное значение имеет высокая манёвренность, т.к. судам приходится маневрировать при частых швартовках и работать в узкостях.
Современные суда оснащаются дизельными или дизель-электрическими установками (яркий пример круизного дизель-электрохода - пассажирское судно "Штандарт" проекта PV09 или строящий сейчас "Петр Великий" проекта PV300VD).
Вопрос замены обычной пропульсии на ВРК при модернизации и конверсии пассажирских судов является не теоретическим, такие решения на практике были, однако они требуют заметных изменений в конструкции кормовой части судна.
Гребные колеса
Преимущества гребных колес в сравнении с гребными винтами по эффективности создаваемого ими упора достаточно известны.
Возрождению применения гребных колес способствуют следующие факторы:
• уменьшение глубин на внутренних водных путях и расширение круизного судоходства на мелководные участки боковых рек.
• предложение усовершенствованных типов гребных колес.
Примером усовершенствованного типа гребного колеса может служить конструкция колесного движительно-рулевого комплекса (КДРК), предложенная конструктором Е.В. Фальмоновым.
Гребные колеса представляют интерес также с точки зрения решения экологических проблем. Скорости потока воды отбрасываемых от гребных колёс значительно ниже, чем от гребных винтов и, соответственно, меньше воздействие на окружающую среду, разрушение берегов (в особенности малых рек).
Инновационные решения в области судовых энергетических установок
Газовые двигатели
Основные вопросы, которые необходимо решить для обеспечения применения на РКПС природного газа в качестве топлива:
• выбор главных двигателей для работы на природном газе с сохранением концепции прямой передачи крутящего момента на винт;
• выбор и размещение вспомогательного оборудования, необходимого для работы главных двигателей на природном газе;
• проверка возможности применения природного газа для паровых котлов и дизель-генераторов, вплоть до перехода на дизель-электрическую схему с ДГ, работающими на СПГ;
• выбор способа хранения природного газа, выбор емкостей для хранения и их размещение на судне;
• обеспечение безопасной эксплуатации судна при наличии природного газа на борту.
Гибридные двигатели
Под гибридным двигателем понимается двигатель внутреннего сгорания (ДВС) со встроенным компонентом электродвижения (электромотором-генератором).
Применяются следующие основные схемы гибридных двигателей:
• последовательная при которой ДВС служит приводом генератора, который служит источником питания для зарядки батарей. Аккумуляторные батареи в свою очередь служат источником энергии для электродвигателя (ЭМ);
• параллельная, при которой для движения можно использовать как оба двигателя (ДВС и ЭМ) вместе, так и по отдельности.
На сегодняшний день существуют три разновидности этой схемы:
• полный гибрид (Full hybrid) - ЭМ и ДВС используются для движения в равной степени. При движении на ЭМ компонент ДВС может служить приводом генератора для зарядки аккумуляторных батарей;
• умеренный гибрид (Mild hybrid) - для движения в основном используется ДВС, а ЭМ обеспечивает дополнительную мощность или служит для движения на малых скоростях хода;
• подключаемый гибрид (Plug-in hybrid) - гибридный двигатель с возможностью подзарядки аккумуляторных батарей от сети.
Среди речных круизных компаний Viking River Cruises построила серию 110-метровых РКПС "Viking Aegir", рассчитанных на 190 пассажиров, энергетическая установка которых укомплектована гибридными двигателями.
Интересно отметить, что согласно опросу общества Bonapart приоритетными в сфере внутреннего водного транспорта к 2050 году будут следующие двигатели: дизельные - 23%, водородные - 23%, гибридные - 19%, на сжиженном природном газе - 14%, а остальная часть приходится на экзотичные или пессимистичные варианты.
Удельный расход топлива дизельных агрегатов можно будет сократить лишь незначительно. Согласно анализу, проведенному Центральной комиссией судоходства по Рейну, суда оснащаются чрезмерно мощными двигателями. Фактическое использование мощности составляет, в среднем, 45%. То же самое относится и к дизель-генераторам, фактическое использование мощности которых составляет не более 20-30%. Тем самым, назрела необходимость внедрения новых, более эффективных двигателей.
Использование солнечной энергии
Использование солнечного излучения на сегодняшний день является наиболее экологически чистым способом получения энергии.
К преимуществам использования солнечной энергии на водном транспорте относятся:
• доступность и неисчерпаемость источника;
• экологическая безопасность;
• отсутствие шума и вибрации.
Для водного транспорта наиболее перспективным является получение электроэнергии с помощью фотоэлементов.
Фотоэлементы рассчитаны на срок службы 30-50 лет, что вполне сопоставимо со сроком службы речного круизного судна.
Инновационные решения в области автоматизации управления судном и судовыми системами
Кресло судоводителя, оснащенное пультом управления судном
Кресло судоводителя является полной и независимой операционной станцией предназначенной для удовлетворения требований судоводителя относительно организации рабочего места, приборов и оборудования. Рабочая станция имеет все функции в пределах досягаемости оператора, контролирует широкий спектр подсистем, в том числе динамического позиционирования / джойстика, радар, ECDIS и диаграммный радар, гребной винт, винт и руль управления, и технику автоматизации. Функциональность может быть расширена включив контроль вспомогательным оборудованием как стабилизаторы, дворники, стиральные машины и обогреватели, прожекторы и многое другое.
При выполнении сложных операций оператор из одного кресла управляет судном, в то время как оператор со второго кресла выполняет оперативные задачи.
Интегрированная система управления судовыми ТС
Применение интегрированной системы управления техническими средствами (ИСУ ТП) обеспечивает комплексное решение задач автоматизации судна. Автоматизация судовых технологических процессов позволяет исключить человека-оператора из трудоёмких, часто повторяющихся и ответственных процессов управления и контроля, особенно при возникновении аварийных ситуаций.
При этом жизнеобеспечение и безопасность судна должны быть обусловлены таким составом средств автоматизации и электротехнического оборудования, при котором максимально снижается влияние "человеческого фактора" в условиях эксплуатации судна.
Основной концепцией построения ИСУ ТП судна является реализация всех её подсистем на основе ограниченного по составу набора типовых унифицированных программно-аппаратных средств.
Системы управления выполняются на базе программируемых контроллеров различных типов.
Система "умный дом" для пассажирских помещений и кают
Основные элементы, входящие в состав системы "умный дом":
• электронный ключ;
• регулятор яркости освещения каюты;
• автоматическое регулирование микроклимата каюты;
• таймер для санузлов;
• видеонаблюдение в общественных помещениях;
• система АТС.
Электронный ключ - цифровой электронно-механический замок дающий доступ в помещения, цифровой ключ которых прописан в замке помещения, в качестве ключа используется магнитная карта.
Система доступа организована следующим образом:
• пассажир имеет доступ на свою палубу, в свою каюту, а так же в рестораны, помещения досуга, остальные общественные помещения, но не имеет доступа в специальные помещения, машинные помещения и другие технические помещения судна;
• обслуживающий персонал имеет доступ на пассажирские палубы, в ресторан, помещения досуга, специальные помещения, в каюты пассажиров, машинные помещения;
• экипаж имеет доступ в специальные, машинные и другие технические помещения судна, но не имеет доступ на палубы и в каюты пассажиров.
Инновационные решения в области механизации обслуживания гостиничного и ресторанного комплекса
Обслуживание пассажиров на борту круизного пассажирского судна занимает достаточно большое время и требует значительного числа обслуживающего персонала.
Инновационные решения, направленные на снижение времени операций по снабжению судов и сокращение обслуживающего персонала, в основном, заключаются в контейнеризации снабжения, механизации и автоматизации процессов ресторанного и прачечного комплексов.
Контейнеризация снабжения и отходов
В портах захода круизных судов значительное время занимает обеспечение судна продовольствием, постельным бельем и другими расходными материалами.
К примеру, обеспечение речного отечественного пассажирского судна продовольствием занимает от 170 до 260 минут в портах посадки, 50-150 минут в промежуточных портах (в зависимости от необходимого объема снабжения), обеспечение постельным бельем от 60 до 200 минут.
Для ускорения процесса обеспечения пассажирских судов необходимым снабжением гостиничного (каюты - постельное белье) и ресторанного комплекса (продовольствие) в мировой практике стали использовать специальные контейнеры. В контейнерах формируют определенный состав необходимого снабжения и поставляют его прямо на борт судна. Расформирование контейнера происходит уже непосредственно в рейсе, что сокращает стояночное время круизных судов. В расформированный контейнер экипаж судна складывает отработанные материалы, которые при следующем заходе в порт сдаются на берег.
На судах в районе продовольственных кладовых устанавливаются с каждого борта лацпорты, оборудованные телескопическими выдвигаемыми грузовыми устройствами, для перемещения и погрузки/выгрузки на берег контейнеров.
Размеры коридоров внутри судна позволяют перемещение по ним контейнеров. Размеры дверных проемов продовольственных и бельевых кладовых позволяют размещение в них контейнеров.
Механизация процессов ресторанного комплекса
Для повышения производительности при приготовлении большого ассортимента блюд используются комбинированные пароковектоматы, обеспечивающие оптимальные параметры приготовления блюд за счет точного контроля температуры, влажности и потока воздуха внутри.
Пароконвектоматы обеспечивают приготовление блюд в следующих режимах:
• приготовление на пару с температурой от 30 до 130°С;
• приготовление горячим воздухом с температурой от 30 до 300°С;
• комбинированное приготовление на пару и горячем воздухе с температурой от 30 до 300°С.
Для повышения производительности процесса мойки посуды используются многофункциональные автоматизированные конвейерные посудомоечные машины. Посуда в них может подаваться непрерывным потоком. При этом достигается минимизация расхода моющих средств и электроэнергии.
Механизация процессов прачечного комплекса
Для наилучшего насыщения ограниченных по площади судовых прачечных используются сушильные машины с увеличенным размером по высоте и двухъярусное размещение (сушильная машина устанавливается сверху на стиральную машину, имеющую на верхней крышке специальные места для крепления).
Повышение производительности процесса глажки достигается за счет применения высокопроизводительных и компактных роликовых и плоскостных гладильных машин.
|
