Самоходное судно-нефтемусоросборщик - RU2653661C1

Чертежи

Описание

Изобретение относится к судостроению, в частности к конструированию судов для сбора мусора и нефтепродуктов с водной поверхности, предпочтительно на большом удалении от берега, и может быть использовано для ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов и ликвидации «мусорных островов» в открытом море.

Известно, что пластик разлагается более ста лет, в связи с чем в океане, благодаря океанским течениям, сформированы и постоянно растут (ежедневно в океан со всех материков сбрасывается порядка 2,5 млн т кусков и изделий из пластика и прочего мусора) по размерам огромные острова, один из которых, например, плавает между Калифорнией, Гавайями и Аляской.

Известны различные суда, предназначенные для обеспечения экологической безопасности морских и речных портов, предназначенные для сбора с морских и речных судов в портах нефтесодержащих вод, сбора и передачи в береговые хранилища сточных вод, различного вида мусора (проект ZT42BWS, судно «Брянск» проекта 21460); http://www.maritimemarket.ru/, http://www.sstc.spb.ru/activity/branches/ships/s25?start=0.

Недостатком таких судов является невозможность сепарации нефтесодержащих вод, сбора нефти и нефтепродуктов с водной поверхности при аварийных разливах нефти.

Известно также самоходное судно-нефтемусоросборщик, содержащее средства сбора нефти и нефтепродуктов, средства сбора наплавного мусора, средства сепарации нефтесодержащих вод, цистерны для накопления нефтеостатков и средства сброса очищенной воды в море, емкости для накопления мусора и боновые заграждения (см. RU №142488, B63B 35/00, B63C 9/28, 2013).

При аварийных разливах нефти и нефтепродуктов необходимо выполнять различные мероприятия, предотвращающие дальнейшее распространение аварийных разливов нефти и нефтепродуктов с использованием специальных устройств и оборудования.

Суть работы заявленного судна заключается в следующем:

- оно переходит от места базирования к месту аварийного разлива нефти и нефтепродуктов;

- экипаж судна устанавливает боновое заграждение необходимой конструкции (типа) для предотвращения распространения разлитой нефти (нефтепродуктов) по водной поверхности;

- после установки бонового заграждения экипаж судна разворачивает специализированное оборудование для сбора нефти и нефтепродуктов с водной поверхности и осуществляет их сбор;

- собранные с водной поверхности нефть и нефтепродукты, наплавной мусор собираются в специальных цистернах судна (танках);

- после завершения работ по сбору нефтесодержащих вод и различного вида мусора судно осуществляет сепарацию собранных вод, перекачку нефтеостатков в специальную цистерну с последующей их выдачей в береговые емкости для последующей утилизации. Мусор сортируется отдельно и сдается также в специальные береговые хранилища для утилизации, в последующем, на специализированном предприятии. Очищенные от нефтеостатков воды либо сбрасываются в море в специальных выделенных районах, либо сдаются в береговые емкости.

Недостаток этого технического решения - невозможность его использования для ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов, а также сбора наплавного мусора из «мусорных островов» вдали от берега, что не позволяет обеспечить высокие технико-эксплуатационные характеристики судна-нефтемусоросборщика.

Задачей изобретения является обеспечение возможности ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов, а также сбора наплавного мусора из «мусорных островов» вдали от берега.

Техническим результатом является улучшение технико-эксплуатационных характеристик судов-нефтемусоросборщиков.

Указанный технический результат достигается тем, что самоходное судно-нефтемусоросборщик, содержащее средства сбора нефти и нефтепродуктов, средства сбора наплавного мусора, средства сепарации нефтесодержащих вод, цистерны для накопления нефтеостатков и средства сброса очищенной воды в море, линии сортировки мусора и емкости для его накопления, боновые заграждения, отличается тем, что судно выполнено мореходным, при этом оно снабжено двумя гибкими плавучими боновыми заграждениями, длиной до 1500 м, установленными в кормовой части судна, снабженной слипом, у боков последнего, причем слип оборудован средствами приема наплавного мусора и/или нефтепродуктов, а его нижняя кромка размещена ниже ватерлинии, кроме того, гибкие плавучие боновые заграждения выполнены в виде полосы из гибкого материала, верхняя часть которой выполнена с положительной плавучестью, а нижняя снабжена балластом, например в виде, как минимум одного, скрепленного с ней металлического троса, кроме того, боновое заграждение скреплено с кабель-тросом, который одним концом электрически связан с источником электроснабжения, установленным на судне, а другим разъемно электрически подключен к исполнительному электродвигателю малого плавсредства, выполненного в виде катера-буксировщика, дистанционно управляемого с судна, по кабелю или радиоканалу, донная часть которого выполнена с возможностью его подъема по слипу. Кроме того, в кормовой части судна размещены вертикальные барабаны, снабженные приводом вращения, скрепленные с концом бонового заграждения, выполненные с возможностью намотки на них последнего. Кроме того, судно снабжено линиями сортировки мусора на пластмассу, материалы растительного происхождения, например дерево или водоросли, негорючие материалы, например металл и стекло, и средствами их утилизации и/или компактирования, установленными перед емкостями для накопления мусора.

Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию "новизна".

Признаки отличительной части формулы изобретения обеспечивают решение комплекса функциональных задач.

Признаки «судно выполнено мореходным» обеспечивают возможность плавания судна вдали от берега в районах позиционирования «мусорных островов» из наплавного мусора, поскольку мореходное судно - это судно, пригодное для плавания в открытом море и океане, в любых погодных условиях.

Признаки, указывающие, что судно «снабжено двумя гибкими плавучими боновыми заграждениями, длиной до 1500 м», обеспечивают возможность локализации значительных объемов водной поверхности, что важно при сборе нефти и нефтепродуктов, кроме того, оно обеспечивает «концентрирование» объемов плавающего мусора перед кормой судна в местах размещения его средств приема и выемки мусора (если последний не образует достаточно плотного слоя, при котором производительность средств приема и выемки мусора максимальна).

Признаки, указывающие, что плавучие боновые заграждения установлены «в кормовой части судна, снабженной слипом, у боков последнего, причем слип оборудован средствами приема наплавного мусора и/или нефтепродуктов, а его нижняя кромка размещена ниже ватерлинии», обеспечивают возможность локализации значительных объемов водной поверхности, что важно при сборе нефти и нефтепродуктов, кроме того, оно обеспечивает «концентрирование» объемов плавающего мусора перед кормой судна в местах размещения его средств приема и выемки мусора (если последний не образует достаточно плотного слоя, при котором производительность средств приема и выемки мусора максимальна), и, кроме того, обеспечивают возможность сбора загрязнений в режиме движения судна задним ходом, что предопределяет целостность носовой части, исключающей необходимость ее оснащения аппарелями и прочими средствами для обеспечения приема загрязнений, кроме того, обеспечивается подъем-спуск на воду буксировщиков боновых заграждений.

Признаки, указывающие, что гибкие плавучие боновые заграждения выполнены «в виде полосы из гибкого материала, верхняя часть которой выполнена с положительной плавучестью, а нижняя снабжена балластом, например в виде, как минимум одного, скрепленного с ней металлического троса», обеспечивают небольшой вес заграждений, обеспечивающий возможность их буксировки маломерными самоходными плавсредствами и гибкость заграждений, обеспечивающую возможность минимизации их объема, занимаемого на судне (за счет скручивания в рулон) в процессе перехода судна к месту работы.

Признаки, указывающие, что «боновое заграждение скреплено с кабель-тросом, который одним концом электрически связан с источником электроснабжения, установленным на судне, а другим разъемно электрически подключен к исполнительному электродвигателю малого плавсредства», обеспечивают вытягивание (расправления) заграждения, удержание буксировщика и подачу на него питания для привода электродвигателя.

Признаки, указывающие, что малое плавсредство выполнено «в виде катера-буксировщика, дистанционно управляемого с судна, по кабелю или радиоканалу, донная часть которого выполнена с возможностью его подъема по слипу», обеспечивают возможность управления движением буксировщика без присутствия на нем людей и обеспечивают возможность транспортирования буксировщиков на палубе судна в процессе его перехода к месту работы или в штормовых условиях.

Признаки, указывающие, что «в кормовой части судна размещены вертикальные барабаны, снабженные приводом вращения, скрепленные с концом бонового заграждения, выполненные с возможностью намотки на них последнего», обеспечивают минимизацию объема бонового заграждения, занимаемого им на судне (за счет скручивания в рулон) в процессе перехода судна к месту работы.

Признаки, указывающие, что «судно снабжено линиями сортировки мусора на пластмассу, материалы растительного происхождения, например дерево или водоросли, негорючие материалы, например металл и стекло, и средствами их утилизации и/или компактирования, установленными перед емкостями для накопления мусора», обеспечивают раздельную утилизацию собранного мусора, позволяющую накапливать его либо в виде золы, либо в виде блоков больших объемов, для последующей транспортировки на берег или затапливания на месте работ в качестве элементов искусственных рифов (в т.ч. трубчатой формы), пригодных для их освоения гидробионтами.

Заявленное устройство иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показана компоновка судна в состоянии, предшествующем его развертыванию для работы; на фиг. 2 показана компоновка судна в состоянии начала его развертывания; на фиг. 3 показана схема в плане работы судна на акватории; на фиг. 4 показано схематически боновое заграждение, вид сбоку.

На чертежах показаны судно 1, средства сбора нефти и нефтепродуктов 2, средства сбора наплавного мусора 3, средства сепарации нефтесодержащих вод 4, цистерны 5 для накопления нефтеостатков и средства сброса очищенной воды в море 6, линии сортировки мусора 7, емкости для его накопления 8, боновые заграждения 9, кормовая часть 10 судна 1, слип 11, его нижняя кромка 12, ватерлиния 13, верхняя 14 и нижняя 15 части бонового заграждения 9, металлический трос 16, кабель-трос 17, источник электроснабжения 18, исполнительный электродвигатель 19, катер-буксировщик 20, его донная часть 21, вертикальные барабаны 22, их приводы вращения 23, средства утилизации и/или компактирования мусора 24, носовой движитель 25. Кроме того, показано мусорное пятно 26.

Самоходное судно 1 нефтемусоросборщик выполнено мореходным, с возможностью плавания вдали от берега в районах позиционирования «мусорных островов» из наплавного мусора (т.е. пригодно для плавания в открытом море и океане, в любых погодных условиях).

Целесообразно, чтобы судно было оснащено дополнительным движителем 25, размещенным в носовой части, или же кормовой движитель должен быть максимально удален от нижней кромки 12 слипа 11, чтобы обеспечить максимально благоприятную работу для средства сбора нефти и нефтепродуктов 2, средства сбора наплавного мусора 3.

Оно снабжено двумя гибкими плавучими боновыми заграждениями 9, длиной до 1500 м, установленными в кормовой части 10 судна 1. Кормовая часть 10 судна 1 снабжена слипом 11. Слип 11 оборудован средством приема наплавного мусора 3 и средством приема нефтепродуктов 2, а его нижняя кромка 12 размещена ниже ватерлинии 13. Для обеспечения безопасности плавания проем слипа 11 снабжен средством его перекрытия, например раздвижными воротами или поднимающейся аппарелью и т.п. (не показаны), конструктивно не отличающимися от средств аналогичного назначения.

Гибкие плавучие боновые заграждения выполнены в виде полосы из гибкого материала, верхняя часть 14 которой выполнена с положительной плавучестью (например, за счет использования материала с плотностью, меньшей плотности воды с закрытыми порами), а нижняя 15 снабжена балластом, например в виде, как минимум одного, скрепленного с ней металлического троса 16. Кроме того, боновое заграждение скреплено с кабель-тросом 17, который одним концом электрически связан с источником электроснабжения 18, установленным на судне, а другим разъемно электрически (за счет соответствующего герметизированного электроразъема известной конструкции, не показанного на чертежах) подключен к исполнительному электродвигателю 19 малого плавсредства, выполненного в виде катера-буксировщика 20, дистанционно управляемого с судна, по кабелю или радиоканалу, донная часть 21 которого выполнена с возможностью его спуска и подъема по слипу 11.

В кормовой части судна размещены вертикальные барабаны 22, снабженные приводами их вращения, 23, скрепленные с концом бонового заграждения 9, выполненные с возможностью намотки на них последнего.

Кроме того, судно снабжено линиями сортировки мусора 7 на пластмассу, материалы растительного происхождения, например дерево или водоросли, негорючие материалы, например металл и стекло, и средствами их утилизации и/или компактирования 24, установленными перед емкостями для накопления мусора 8. При этом средства утилизации мусора могут быть выполнены в виде установок для его сжигания (обеспечивают сжигание пластмассы, дерева и биомассы) или в виде установок для его компактирования (прессования - для металла, и/или стекла, и/или керамики; или прессования с подогревом до температуры размягчения пластмассы). Во втором случае возможно формование пластмассы в блоки с плотностью, большей плотности воды, в том числе содержащие сквозные каналы и полости, которые можно использовать в качестве искусственных рифов и отправлять на дно.

Заявленное самоходное судно 1 нефтемусоросборщик работает следующим образом.

Судно переходит в район работы, перемещаясь по курсу носом вперед, при этом боновые заграждения 9 и катера-буксировщики 20 размещены на палубе и закреплены по-походному, а слип 11 перекрыт во избежание захлестывания волн на палубу.

После выхода в район работы с использованием штатного подъемно-такелажного оборудования судна осуществляют подготовку к работе боновых заграждений 9 и катеров-буксировщиков 20: подсоединяют кабель-тросы 17 к источнику электроснабжения 18 и соответствующим исполнительным электродвигателям 19 катеров-буксировщиков 20, т.е. обеспечивают возможность подачи электроснабжения; закрепляют жестко на корпусах катеров-буксировщиков 20 концы кабель-тросов 17 для исключения расцепления их электрических разъемов с исполнительными электродвигателями 19, катеров-буксировщиков 20 из-за усилий, возникающих на кабель-тросе 17 в процессе буксировки боновых заграждений 9 и маневрирования с ними.

Далее слип 11 открывают для обеспечения работ по спуску боновых заграждений и приема мусора и/или нефтепродуктов на борт, и разворачивают судно на 180°, так чтобы его корма была направлена на мусорное пятно 26. После этого осуществляют спуск на воду катеров-буксировщиков 20 с боновыми заграждениями 9, включают в работу их исполнительные электродвигатели 19 и приводы вращения 23 вертикальных барабанов 22 (на которые намотана основная часть боновых заграждений 9), обеспечивая их разматывание. При этом скорость разматывания боновых заграждений 9 согласуют со скоростью движения катеров-буксировщиков 20, чтобы процесс шел с максимальной стабильностью усилий натяжения, исключающей рывки или, наоборот, скучивание заграждений у бортов судна.

После охвата мусорного пятна 16 катера-буксировщики 20 сводят максимально близко друг к другу, стопорят их ход, выбирают работой приводов вращения 23 вертикальных барабанов 22 боновые заграждения 9, что обеспечивает «подтягивание» нефти к средству сбора нефти и нефтепродуктов 2, «подтягивание» наплавного мусора к средству его сбора 3.

Далее происходит подъем названных загрязнений на судно и их переработка. При этом на линиях сортировки мусора 7 мусор сортируется на пластмассу, материалы растительного происхождения, например дерево или водоросли, негорючие материалы, например металл и стекло.

Далее, в зависимости от принятой схемы утилизации и/или компактирования мусора осуществляют его сжигание (обеспечивают сжигание пластмассы, дерева и биомассы), а золу накапливают в емкости 8; или компактируют мусор (прессованием - для металла, и/или стекла, и/или керамики), при этом металлические блоки накапливают в соответствующей емкости 8; или (посредством прессования с подогревом до температуры размягчения пластмассы) формуют пластмассовые блоки, в том числе содержащие сквозные каналы и полости, которые можно использовать в качестве искусственных рифов и отправлять на дно за счет плотности большей плотности воды, что возможно за счет подмешивания в массу пластика дробленого стекла и/или керамики.

Возможна и несколько иная схема работы судна, при которой катера-буксировщики 20 формируют как бы большую воронку перед кормой судна, разводя боновые заграждения 9, примерно, под углом 40-45° к диаметральной плоскости судна. Далее судно дает малый ход кормой вперед (за счет работы носового движителя 25), при этом катера-буксировщики 20 перемещаются вперед с такой же скоростью. Это обеспечивает «подтягивание» нефти к средству сбора нефти и нефтепродуктов 2, «подтягивание» наплавного мусора к средству его сбора 3. Далее, процедура переработки загрязнений повторяется. По мере наполнения цистерн 5 для накопления нефтеостатков и емкостей для накопления мусора 8 их содержимое передают на вспомогательные транспортные суда и удаляют на берег.

Для перехода в новый район сворачивают боновые заграждения 9 в порядке обратном их разворачиванию, поднимают катера-буксировщики 20 на борт, перекрывают слип 11, разворачивают судно на курс носом вперед и осуществляют переход на штатных движителях, расположенных в корме судна.

Далее все повторяется.

Реферат

Изобретение относится к области судостроения, в частности к судам для очистки акваторий. Предложено самоходное судно-нефтемусоросборщик, содержащее средства сбора нефти и нефтепродуктов, средства сбора наплавного мусора, средства сепарации нефтесодержащих вод, цистерны для накопления нефтеостатков и средства сброса очищенной воды в море, линии сортировки мусора и емкости для его накопления, выполненное с двумя гибкими плавучими боновыми заграждениями, установленными в кормовой части судна, снабженной слипом, который оборудован средствами приема наплавного мусора и/или нефтепродуктов, а его нижняя кромка размещена ниже ватерлинии, гибкие плавучие боновые заграждения выполнены в виде полосы из гибкого материала, верхняя часть которой выполнена с положительной плавучестью, а нижняя снабжена балластом, боновое заграждение скреплено с кабель-тросом, который одним концом электрически связан с источником электроснабжения, установленным на судне, а другим разъемно электрически подключен к исполнительному электродвигателю малого плавсредства, выполненного в виде катера-буксировщика, дистанционно управляемого с судна по кабелю или радиоканалу, донная часть которого выполнена с возможностью его подъема по слипу. Технический результат заключается в расширении эксплуатационных возможностей нефтемусоросборщика. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Формула