大型集装箱船高压消防系统的制作方法

1.本实用新型涉及船舶领域，具体涉及大型集装箱船高压消防系统。

背景技术：

2.进入21世纪以来，集装箱船大型化的步伐明显加快，为适应这一市场潮流，中国造船业开展了相应的技术储备、船型研发、承接订单等前期工作，多家船企相继建造了8888teu、9200teu、9400teu集装箱船等，进而向建造超大型集装箱的目标迈进。自2013年起，建造万箱及以上集装箱的中国船厂迅速增加，标志着中国全面迈入了超大机装箱时代，打破日韩造船界在这一领域的垄断地位。
3.集装箱船是以载运集装箱为主的运输船舶。集装箱船使集装箱货物的流通速度更快，安全性更高。为了提高集装箱船的装箱量，集装箱船自船舱到甲板面以上堆积满集装箱，其甲板通道以及堆货区域间的空间较小，给消防工作带来不便。当发生火灾时，难以及时有效地大范围灭火，从而造成较大的经济损失。传统的消防方式是在船舶的重点位置设置消防栓、干粉灭火器等。如专利cn105966575b公开的集装箱船消防救生布置结构，通过舱底首部辅机舱区附近，舱底尾部机舱区，出入机舱区用步梯旁，主甲板首部驾驶室区内，驾驶室区周边、主甲板尾部厨房间、起居室和船员卧室区等位置分别设置对应的消防设置，在发生火灾时能够及时处理，消防和救生设备的数量及布置合理，能提高船整体安全性和逃生及时性。但是对于大型的集装箱船，特别是堆货区域，常规的消防措施很难覆盖到位，不能满足大范围的消防要求。
4.随着消防炮的普及，在集装箱船的高点位置设置消防炮，利用消防炮可以控制转向、调整仰角等优势，达到覆盖整船区域的目的。专利申请cn113975680a公开了一种集装箱船甲板堆箱区域消防安全系统及消防灭火方法，通过压载泵从海水总管抽取海水到压载主管中，再经过加压泵向水炮提供高压的消防水，水炮安装在在上建顶部以及烟囱的顶部对集装箱船全覆盖式消防。但是由于船舶上的消防管道内的水没有经过预增压，达不到消防炮工作所需的压力，在一边供水一边加压的情况下，加压的效果不明显；在消防炮工作过程中，由于水压较大，如果不能有效监控，会对整个消防系统产生损伤。

技术实现要素：

5.为了克服集装箱船因堆货区域大，且通道空间小而带来的消防系统布置困难的问题，本实用新型提供了大型集装箱船高压消防系统，同时实现对高压系统的有效监控，确保持续正常运行。
6.为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案为：
7.大型集装箱船高压消防系统，包括两组消防水炮，每组消防水炮分别连接有供水单元和增压单元，一组消防水炮安装在集装箱船烟囱的顶部，一组消防水炮安装在集装箱船上层建筑的顶部，每组消防水炮由四个高压水炮组成，四个高压水炮分别朝向四个方位；与烟囱处消防水炮连接的供水单元包括第一压载泵，所述第一压载泵自海水总管内抽取海
水并经压载管道送至对应的增压泵单元；与上层建筑处消防水炮连接的供水单元包括第二压载泵，所述第二压载泵自海水总管内抽取海水并经压载管道送至对应的增压泵单元，对应的增压单元连接至消防水炮，一组增压单元安装在机舱，另一组增压单元压安装在上建机械处所，增压单元包括两个并联设置的增压泵，在集装箱船驾驶室安装有控制系统，各增压单元的控制端分别连接增压泵软启动板，增压泵的前后端分别串联有电动阀门，各供水单元的控制端分别连接有启动控制板，各供水单元的输出端分别安装有压力传感器，所述控制系统收集供水单元处的压力，并控制启动控制板、软启动控制板、电动阀门以及高压水炮。
8.进一步地，所述增压单元的增压泵的进出水端分别安装有压力表，各压载泵的输入端与其前端的电动阀门间安装有泄放支路，泄放支路上连接有阀门，泄放支路的排水管连接就近的地漏，增压单元通过增压管道向消防水炮供水，增压管道一端连接消防水炮，另一端安装有阀门并连接就近地漏。
9.进一步地，所述增压单元与对应消防水炮间的管道上安装有调压阀，调压阀的前后两侧分别安装有压力传感器，压力传感器向控制系统传输压力信号。
10.进一步地，所述高压水炮的输入端安装有电动阀门以及压力表，高压水炮与增压单元输出管道连接的支路管路上安装有泄压阀，泄压阀的排水管连接就近的地漏，电动阀门由控制系统控制。
11.进一步地，所述压载泵的输入端和输出端分别安装有压力表和压力传感器，压载泵的输入端连接海水总管，海水总管联通海底门，压载泵的输出端连接有压载水管，压载水管以及压载泵与海水总管连接的管道上分别安装有双作用电液遥控蝶阀，压力传感器向控制系统传输压力信号，控制系统控制双作用电液遥控蝶阀。
12.进一步地，所述压载总管连接压载舱，压载总管设有支路，支路上安装有电动阀门，压载总管通过支路向增压单元供水，电动阀门由控制系统控制。
13.采取以上技术方案后，本实用新型的有益效果为：
14.1.通过驾驶舱的控制系统控制启动控制板启动压载泵处的双作用电液遥控蝶阀以及电动阀门，使得压载泵自海水总管中抽水并通过压载管向增压单元供水，控制系统控制软启动控制板，启动增压泵以及增压泵前、后端的电动阀门，将水增压至高压水炮的工作压力，控制高压水炮处的电动阀门开启向高压水炮供应合适压力的消防水，并调节高压水炮的角度，对准起火点喷射，达到灭火的效果，通过控制系统对压载泵、增压泵以及高压水炮处压力传感器的数据收集，实施压力的监测与控制，确保系统的稳定运行。
15.2.在压载泵、增压泵处分别设置泄放支路，在压力过大时可以通过开启阀门泄放，在高压水泵处安装调压阀以及泄压阀，保证水炮处的水压满足高压水炮的要求，在压力过大时完成泄放，保证消防系统内的压力稳定，确保正常运行；泄放支路以及泄压阀排出的水均导向就近的地漏，避免污染机舱或者其他舱室。
16.本技术方案通过控制系统对压力监测、对各执行元件控制，保证整个系统内的压力稳定在安全压力内，通过软启动系统的设置，保证水炮内水压满足工作压力，避免系统的损伤。
附图说明
17.图1为本实用新型的管路布置图。
18.图2为供水单元的示意图。
19.图3为消防水炮的布置图。
具体实施方式
20.以下结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步详述：
21.如图1所示，大型集装箱船高压消防系统，由两组独立的消防水炮1，每组消防水炮连接的独立供水单元2和独立增压单元3组成。
22.如图3所示。其中一组消防水炮安装在集装箱船烟囱的顶部，另外的一组消防水炮安装在集装箱船上层建筑的顶部或者罗经甲板。每组消防水炮由四个高压水炮11组成，四个高压水炮11四角分布，朝向与船体长度方向一致。高压水炮11可在水平面旋转以及在竖直平台调整倾角，水平回转角为270
°
，俯仰角在-30
°
至+70
°
，可选用带紫外探测以及摄像头的消防炮，可以自动检测火情，并喷射，消防炮为现有产品，其结构和原理不做赘述。两组八个消防炮可以覆盖集装箱船的全部区域。
23.如图2所示，供水单元2包括海水总管21、压载泵22、压载管23，海水总管21联同海底门，可通过海水门抽取海水，压载泵22通过管道连接海水总管21，并通过压载管23将海水送至压载舱内，在压载管23上安装有支路26，通过支路向增压单元3供水。压载泵22的输入端和输出端分别安装有压力传感器24以及压力表，同时在压载泵22的输入端和输出端连接的管道上安装双作用电液遥控蝶阀25，以便实现远程控制压载泵的开启和关闭，电液遥控蝶阀25带刻度显示，以便确定其开启的程度。在支路26上同样安装双作用电液遥控蝶阀，用于控制供水单元2的供水。在正常状态下，支路26处于关闭状态，压载泵22只用于压载舱的供水，在消防状态下，双作用电液遥控蝶阀打开，压载泵向增压单元3供水。
24.增压单元3由两并列的增压泵31组成，两个增压泵31的输入端连接支路26，并分别安装有电动阀门32，两个增压泵31的输出端分别经增压管道33连接消防水炮1，两个增压泵31的输出端同样安装有电动阀门，通过电动阀门的控制，可以切换增压泵，或者两个增压泵同时工作。增压泵21的进出水口分别安装有压力传感器34以及压力表，各增压泵的输入端分别安装有泄放支路35，在泄放支路上安装有阀门，当压载泵22供液夜压力大时，打开阀门泄压，泄放支路35的排水管连接就近的地漏。
25.增压单元3连接消防水炮1的增压管道33上安装有调压阀36，调压阀36的前后端分别安装有压力传感器37，通过调压阀36的设置，可以保证供向消防水炮1的水压稳定。增压管道33一端连接消防水炮1，另一端连接地漏，并安装有阀门38，用于泄压或者排水。
26.各高压水炮11分别通过消防管道12与增压管道33连接，各消防管道12上分别安装有电动阀门13以及压力传感器14，各消防管道12上还连接有泄压阀支路15，当高压水炮11内压力过大时，通过泄压阀支路15泄压，泄压阀支路15排水至就近的地漏。
27.高压消防系统通过驾驶室内的控制系统4实现控制，控制系统4为船用常规控制系统，在各压载泵的对应位置安装控制启动控制板5，控制压载泵22的开启，控制启动板5与控制系统4电连接，也可以通过控制系统4在驾驶室内控制压载泵；与烟囱处消防水炮连接的增压单元安装在机舱，与上建或者罗经甲板处消防单元连接的增压单元安装在上建机械处
所，各增压单元处分别安装有软启动控制板6，软启动控制板6与控制系统1电连接，软启动控制板6控制增压泵31的启动，通过软启动控制板6的控制，增压泵31可实现渐进式增压，避免增压泵31以及管道的损伤。同样，控制系统4可以实现在驾驶室内对软启动控制板以及增压泵的控制。
28.控制系统4收集压载泵22处、增压泵31处、增压管道33、高压水炮11处的压力传感器的信号，实现对整个系统的压力的监控；通过系统的计算控制各电动阀门、压载泵、增压泵、双作用电液遥控蝶阀等执行元件，实现系统的运行。
29.整个系统中通过泄放支路35、泄压阀支路15、调压阀36等调节系统内的水压，在系统内的压力过大时，能够排水泄压，保证系统的稳定运行。
30.本系统的工作原理是，当需要灭火时，控制系统4启动压载泵22，压载泵22（1000m3/h*4.5bar）自海水总管21抽水送至增压泵31处，增压泵31（550m3/h*23bar）软启动后逐渐加压，当将水压加至1.4mpa左右时，高压水炮11处的电动阀门打开开始喷射，在喷射过程中控制系统4监控整个消防系统的压力。

技术特征：

1.大型集装箱船高压消防系统，包括两组消防水炮，每组消防水炮分别连接有供水单元和增压单元，一组消防水炮安装在集装箱船烟囱的顶部，一组消防水炮安装在集装箱船上层建筑的顶部，每组消防水炮由四个高压水炮组成，四个高压水炮分别朝向四个方位；与烟囱处消防水炮连接的供水单元包括第一压载泵，所述第一压载泵自海水总管内抽取海水并经压载管道送至对应的增压泵单元；与上层建筑处消防水炮连接的供水单元包括第二压载泵，所述第二压载泵自海水总管内抽取海水并经压载管道送至对应的增压单元，对应的增压单元连接至消防水炮，一组增压单元安装在机舱，另一组增压单元压安装在上建机械处所，增压单元包括两个并联设置的增压泵，其特征在于，在集装箱船驾驶室安装有控制系统，各增压单元的控制端分别连接增压泵软启动板，增压泵的前后端分别串联有电动阀门，各供水单元的控制端分别连接有启动控制板，各供水单元的输出端分别安装有压力传感器，所述控制系统收集供水单元处的压力，并控制启动控制板、软启动控制板、电动阀门以及高压水炮。2.根据权利要求1所述的大型集装箱船高压消防系统，其特征在于，所述增压单元的增压泵的进出水端分别安装有压力表，各压载泵的输入端与其前端的电动阀门间安装有泄放支路，泄放支路上连接有阀门，泄放支路的排水管连接就近的地漏，增压单元通过增压管道向消防水炮供水，增压管道一端连接消防水炮，另一端安装有阀门并连接就近地漏。3.根据权利要求1所述的大型集装箱船高压消防系统，其特征在于，所述增压单元与对应消防水炮间的管道上安装有调压阀，调压阀的前后两侧分别安装有压力传感器，压力传感器向控制系统传输压力信号。4.根据权利要求1所述的大型集装箱船高压消防系统，其特征在于，所述高压水炮的输入端安装有电动阀门以及压力表，高压水炮与增压单元输出管道连接的支路管路上安装有泄压阀，泄压阀的排水管连接就近的地漏，电动阀门由控制系统控制。5.根据权利要求1所述的大型集装箱船高压消防系统，其特征在于，所述压载泵的输入端和输出端分别安装有压力表和压力传感器，压载泵的输入端连接海水总管，海水总管联通海底门，压载泵的输出端连接有压载水管，压载水管以及压载泵与海水总管连接的管道上分别安装有双作用电液遥控蝶阀，压力传感器向控制系统传输压力信号，控制系统控制双作用电液遥控蝶阀。6.根据权利要求5所述的大型集装箱船高压消防系统，其特征在于，所述压载总管连接压载舱，压载总管设有支路，支路上安装有电动阀门，压载总管通过支路向增压单元供水，电动阀门由控制系统控制。

技术总结

本实用新型涉及船舶消防领域，提供了大型集装箱船高压消防系统。通过驾驶舱的控制系统控制启动控制板启动压载泵处的双作用电液遥控蝶阀以及电动阀门，使得压载泵自海水总管中抽水并通过压载管向增压单元供水，控制系统控制软启动控制板，启动增压泵以及增压泵前、后端的电动阀门，将水增压至高压水炮的工作压力，达到灭火的效果，通过控制系统对压载泵、增压泵以及高压水炮处压力传感器的数据收集，实施压力的监测与控制，确保系统的稳定运行。通过控制系统对压力监测、对各执行元件控制，保证整个系统内的压力稳定在安全压力内，通过软启动系统的设置，保证水炮内水压满足工作压力，避免系统的损伤。避免系统的损伤。避免系统的损伤。