RU1785948C - Способ подъема затонувшего судна - Google Patents

Abstract

Использование: судоподъемно-спаса- тельное дело, подъем из больших глубин крупных судов и кораблей, а также других предметов. Сущность изобретени : операцию судоподъема осуществл ют с помощью криогена, преимущественно жидкого азота, который по трубопроводу подают в теплообменники , где его газифицируют и направл ют во внутреннюю полость понтонов, вытесн   при этом из них воду. За счет холода , образующегос  при газификации, происходит замораживание пространства между теплообменниками. Вода превращаетс  в лед и прочно соедин ет теплообменники с затонувшим судном. После вытеснени  воды из понтонов вс  система, спа нна  льдом, - понтоны, теплообменники и затонувшее судно - всплывает на поверхность . 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к технике судо- подъемно спасательногодела, преимущественно к технологии доставани  из больших глубин различных предметов: от крупных судов и кораблей до приводнившихс  на океанском глубоковрдьё искусственных спутников Земли.

Известны следующие способы подъема затонувших судов. Механический способ многие годы, считали наиболее эффективным методом подъема: на затонувшем судне закрепл ли достаточное количество тросов, а затем с их помощью поднимали это судно на поверхность. Приливной способ , где главна  роль отводилась могучей силе природы. Частично притопленное на врем  отлива су/: но, использовавшеес  дл  подъема, соедин лось тросами с затонувшим кораблем и с наступлением прилива из него откачивалась вода. Способ с использованием сжатого воздуха. При этом возмо- жен вариант с применением понтонов. Их затопл ли, прикрепл ли по обоим бортам лежащего на дне судна и продували сжатым воздухом. Возможен и другой вариант использовани  сжатого воздуха: герметизируют каждое отверстие в корпусе затонувшего корабл  и заставл ют его всплыть, продув сжатым воздухом.

Все описанные выше способы до сих пор наход т применение на практике, причем в некоторых спасательных операци х одновременно используют вод ной балласт , сжатый воздух, понтоны; силу прилива и устройства дл  сн ти  судов с мели.

В последнее врем  стали известны новые способы подъема затонувших судов . Способ с использованием пенополиурета- на. Над затонувшим кораблем став т на  корь судно с цистернами, заполненными двум  основными компонентами полиурета- на и вспенивающим веществом. С судна под воду опускают шланги и оба компонента перекачивают из судовых цистерн через раздельные регул торы потока в стационарную смесительную камеру. Мгновенное испарение вспенивающего вещества приводит к образованию .миллионов крошечных пузырьков полиуретана, которые заполн ют отсеки затонувшего корабл . Вспененный

Ч|

00

ел ю

Ј 00

полиуретан через несколько минут превращаетс  в твердую  чеистую массу с неболь- шим удельным весом и вытесн ет из корабл  воду, в результате чего он всплывает . .

Способе использованием полистиррло- вых гранул. В затонувшем судне заделывают отверсти  в корпусе и вставл ют внутрь шланга. По шлангам с помощью воды и воздуха в корпус затонувшего судна подают гранулы. Отсеки судна заполн ютс  гранулами полистирола до тех пор, пока оно не всплывет на поверхность/Этот способ выгодно отличаетс  от предыдущего, так как после подъема судна его помещени  и отсеки можно легко очистить от гранул, тогда как затвердевший пенополиуретан необходимо вырубать.

В дополнение к перечисленным можно указать еще несколько способов, которые хот  и известны, но представл ют преимущественно только теоретический интерес. Например; путем разложени  морской воды на составные элементы, образующийс  при этом водород подают по трубам в прикрепленные к затонувшему судну контейнеры до тех пор, пока подъемна  сила газа не станет достаточной, чтобы заставить это судно всплыть.

Анализ известных способов подъема затонувших судов показывает, что, несмотр  на колоссальные успехи в усовершенство- ваниии водолазного снар жени , имеет место значительный прогресс в изучении физиологических процессов человеческого организма в услови х высокого давлени , невзира  на создание великого множества различных глубоководных аппаратов, разработку новых способов судоподъема с использованием пенопластов, гранул и сфер, общеприн то, что известными методами подн ть с действительно большой глубины что-либо немного крупнее гребной шлюпки практически невозможно.

Общим в этих технических решени х  вл етс  применение судоподъемных понтонов которые предварительно затапливают, присоедин ют к затопленному судну, а затем путем продувки этих понтонов обеспечивают их всплытие вместе с затонувшим судном.

Существенным недостатком прототипа  вл етс  его низка  эффективность, особенно при подъеме затонувших судов на глубинах 200 м и более.

Основна  трудность при использовании прототипа состоит в том, что дл  остро- повки затопленного понтона необходимо сначала промыть под затонувшим судном специальные тоннели, а затем протащить

через них стропы. Если учесть, что диаметр стальных стропов составл ет 65 мм, то станет пон тным как т жело и опасно работать водолазу под водой. Когда понтоны будут

остроплены, их надо продуть сжатым воздухом . При больших глубинах это также практически не решаема  в насто щее врем  задача, Требуетс  чрезвычайно громоздкое и дорогое компрессорное оборудование.

0 Цель изобретени  состоит в повышении эффективности судоподъемных работ.

В соответствии с изобретением цель до- стигаетс ттем, что затонувшее судно соедин ют с предварительно притопленным

5 понтоном путем смораживани  за счет подачи сжиженного газа по трубопроводам в трубчатые теплообменники, навешенные на понтоне, а вытеснение воды из понтона осуществл ют путем подачи отработанного га0 за из упом нутых трубчатых теплообменников.

Таким образом, захват затонувшего судна в за вленном способе осуществл етс  за счет холода, образующегос  в процес5 се газификации сжиженного газа, В качестве сжиженного газа дл  подъема судов с больших глубин лучшим образом подход т криогенные жидкости (жидкий азот, жидкий водород и т.д.), т.е. жидкости, кото- 0 рые газифицируютс  при температурах ниже 120 К (-153°С). Такие низкие температуры способствуют активному льдообразованию вокруг трубчатых теплообменников. Со временем понтон с теплообменниками и распо5 ложенное между последними затонувшее судно соедин ютс  в одно целое с помощью льда. Одновременно отработанный газ (газифицированный сжиженный газ) из трубчатых теплообменников направл ют внутрь

0 понтонов, чем обеспечиваетс  вытеснение из них воды - вес всей системы уменьшаетс  и она всплывает на поверхность вместе с впа нным в лед затонувшим судном.

Изобретение иллюстрируетс  следую5 щим примером устройства, реализующим за вленный способ. В данном примере в качестве сжиженного газа предполагаетс  использовать криогенную жидкость, преимущественно жикий азот.

0 Известный судоподъемный понтон снабжают каркасом с трубчатыми теплообменниками , присоединенными к нему с таким расчетом, чтобы каркас с теплообменниками был ниже понтона. Кро5 ме того, понтон снабжают опрокинутым трубчатым сифоном, установленным в его верхней части. При этом вход трубчатых .теплообменников может быть соединен с помощью теплоизолированного криогеноп- ровода, например, со спасательным судном,

а выход из теплообменников сообщен с внутренней трубой сифона. Дл  того чтобы исключить попадание жидкого криогена в понтон и замерзание воды в нем, выходы трубчатых теплообменников соединены с 5 внутренней трубой сифона через вантуз.

Дл  сокращени  потерь холода в окружающую среду снаружи каркас с трубчатыми теплообменниками снабжен теплоизолированными перегородками. С 10 цельюуменьшени  сцеплени  корпуса затонувшего судна с отложени ми (илом) дна мор , а также исключени  его примерзани  к дну устройство снабжено гидромониторами .15

Дл  точной установки устройства под затонувшим судном его снабжают осветительными приборами, подводными телекамерами и подруливающими движител ми, соединенными со спасательным судном 20 св зными и силовыми кабел ми.

С целью поддержани  посто нного веса устройства в процессе его погружени  оно снабжено датчиками уровн  воды внутри понтона и системой автоматики подачи 25 жидкого криогена.

Схема устройства .-реализующего за вленный способ подъема затонувших судов, изображена на чертеже.

Устройство включает судоподъемный 30 понтон 1 с нижним отверстием 2 и опрокинутым трубчатым сифоном 3, содержащим внутреннюю трубу 4 и воздушный вентиль 5. Кроме того, понтон содержит датчик верхнего 6 и нижнего 7 уровн  воды. Снизу 35 указанного понтона с помощью гибких или жестких св зей 8 крепитс  каркас с трубчатыми теплообменниками 9, вход которых соединен при помощи теплоизолированного криогенопровода 10 со спасательным суд- 40 ном (на чертеже не показано), содержащим запас криогенной жидкости, преимущественно жидкого азота, и известные в технике устройства дл  его перекачки. Выход из теплообменников 9 соединен трубопроводами 45 через вантуз 11с внутренней трубой 4 сифона 3. Наружные стенки каркаса трубчатых теплообменников 9 имеют теплоизолиро- ванные перегородки 12. В нижней части устройства установлены гидромониторы 13 со 50 всасывающими водоводами 14. Устройство также снабжено осветительными приборами 15, подводными телекамерами 16 и подруливающими движител ми 17, соединенными со спасательным судном 55 св зными и силовыми кабел ми 18. Все устройство опускаетс  на дно с помощью троса 1.9 к затонувшему судну 20.

Устройство работает следующим образом .

Устройство с помощью троса 19 опускаетс  со спасательного судна на поверхность мор , открываетс  вентиль 5 и понтон 1 заполн етс  водой через отверстие 2. При погашении запаса плавучести устройства вентиль 5 закрепл етс  и устройство с помощью троса 19 опускаетс  к затонувшему судну 20. По мере приближени  к дну мор  давление воды в понтоне 1 увеличиваетс , . оставшийс  в верхней части понтона 1 воздух сжимаетс , уровень воды в понтоне 1 повышаетс . При достижении воды датчиком б уровн  подаетс  сигнал на подачу жидкого азота, и жидкий азот по теплоизо- лированному криогенопроводу 10 со спасательного судна поступает в трубчатые теплообменники 9, где этот азот газифицируетс , в вантузе 11 отдел етс  от жидкой фазы и подаетс  в газообразном виде по внутренней трубе 4 сифона 3 и понтон 1, вытесн   из него воду через отверстие 2. Этот процесс длитс  до тех пор, пока уровень воды внутри понтона Т не снизитс  до уровн  установки датчика 7, который дает сигнал на прекращение подачи жидкого азота . Данный процесс циклически повтор етс  и обеспечивает посто нную нагрузку на трос 19. В непосредственной близости от затонувшего судна 20 включаютс  осветительные приборы 15 и подводные телевизионные камеры 16. При их помощи, а также включением подруливающих движителей 17 производ т точную установку устройства таким образом, чтобы затонувшее судно 20 оказалось между трубчатыми теплообменниками 9. После этого включаетс  система подачи жидкого азота в посто нную работу по описанной выше схеме. Жидкий азот, проход  через трубчатые теплообменники 9, испар етс  при температуре около -180°С. Така  низка  температура способствует активному льдообразованию вокруг теплообменников 9. Со временем все пространство между ними превращаетс  в лед, который прочно соедин ет затонувшее судно 20 с опущенным на дно судоподъемным устройством.

Установленные на наружных поверхност х каркаса трубчатых теплообменников 9 теплоизолированные перегородки 12 исключают потери холода в окружающую среду и предохран ют лед от та ни  после подъема судна 20 на поверхность. По мере газификации жидкого азота и подачи его внутрь понтона 1 происходит одновременно вытеснение воды через отверстие 2 и его осушение , в результате чего все устройство с впа нным в него с помощью льда затонувшим судном 20 восстанавливает свою плавучесть и поднимаетс  на поверхность.

Дл  того чтобы уменьшить сцепление затонувшего судна 20 с дном мор , одновременно с подачей жидкого азота в теплообменники 9 включают гидромониторы 13, которые освобождают судно 20 от ила и ис- ключают его примерзание к дну.

По-мере всплывани  устройства давление с внешней стороны понтона 1 уменьшаетс . Наличие отверсти  2 в понтоне 1 обеспечивает самопроизвольный выход из него избыточного газообразного азота и автоматическое выравнивание давлений азота и воды соответственно внутри и снаружи понтона 1. что исключает разрыв его при всплытии с большой глубины. Всплывшее судно дополнительно креп т к понтону одним из известных способов и доставл ют в док дл  ремонта. . Использование предлагаемого способа позвол ет подн ть затонувшее судно с практически любых размеров и с любых глубин без непосредственного участи  водолазов или роботов. Одной из сложных проблем при использовании за вленного способа остаетс  отыскание затонувшего судна и установка над ним понтонов с теплообменниками . Эта проблема, как показывает практика, может быть успешно решена с помощью обитаемых или необитаемых глубоководных аппаратов, которые при ис-

пользовании за вленного способа примен ютс  исключительно как наблюдательные пункты дл  координации действий спасателей на поверхности при установкегтонтонов с теплообменниками под затонувшим судном .

За вленный способ отличаетс  высокими технико-экономическими показател ми. Например; дл  подъема судна массой 10000 т с глубины 2000 м потребуетс  4583 т жидкого азота. Жидкий азот, по существу,  вл етс  бросовым продуктом при добыче кислорода в сталеплавильном производстве . Его стоимость составл ет около 40 руб. за тонну.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ подъема затонувшего судна, заключающийс  в соединении этого судна с притопленным понтоном и придании последнему положительной плавучести путем вытеснени  из него воды, отличающий- с   тем, что, с целью повышени  эффектив ности проведени  работ, судно соедин ют с понтоном путем смораживани  за счет подачи сжиженного газа по трубопроводам со . спасательного судна в трубчатые теплообменники , навешенные на понтон, а вытеснение воды из понтона осуществл ют путем подачи отработанного газа из упом нутых трубчатых теплообменников.