Способ подъема затонувшего судна

 

Использование: судоподъемно-спасательное дело, подъем из больших глубин крупных судов и кораблей, а также других предметов. Сущность изобретения: операцию судоподъема осуществляют с помощью криогена, преимущественно жидкого азота, который по трубопроводу подают в теплообменники , где его газифицируют и направляют во внутреннюю полость понтонов, вытесняя при этом из них воду. За счет холода , образующегося при газификации, происходит замораживание пространства между теплообменниками. Вода превращается в лед и прочно соединяет теплообменники с затонувшим судном. После вытеснения воды из понтонов вся система, спаянная льдом, - понтоны, теплообменники и затонувшее судно - всплывает на поверхность . 1 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 63 С 7/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ С ВИДЕТЕЛ ЬСТВУ

1 (21) 4859366/11 (22) 26.06.90 (46) 07;01.93. Бюл, f+ 1 (75) Н.А.Седых и А.Н.Седых (56) Авторское свидетельство СССР

N 109222, кл, В 63 С 7/08, 1956. (54) СПОСОБ ПОДЪЕМА ЗАТОНУВШЕГО

СУДНА (57) Использование: судоподъемно-спасательное дело, подъем иэ больших глубин крупных судов и кораблей, а также других предметов, Сущность изобретения; операцию судоподъема осуществляют с помощью

Изобретение относится к технике судоподъемно-спасательного дела, преимущественно к технологии доставания из больших глубин различных предметов; от крупных судов и кораблей до приводнившихся на океанском глубоководье искусственных спутников Земли.

Известны следующие способы подъема затонувших судов. Механический способ многие годы, считали наиболее эффективным методом подъема: на затонувшем судне закрепляли достаточное количество тросов, а затем с их помощью поднимали это судно на поверхность. Приливной способ, где главная роль отводилась могучей силе природы. Частично притопленное на время отлива су -. но, использовавшееся для подъема, соединялось тросами с затонувшим кораблем и с наступлением прилива из него откачивалась вода. Способ с использованием сжатого воздуха. При этом возможен вариант с применением понтонов. Их затопляли, прикрепляли по обоим бортам лежащего на дне судна и продували сжатым воздухом. Возможен и другой вариант ис„„59„„1785948 А1 криогена, преимущественно жидкого азота, который по трубопроводу подают в теплообменники, где его газифицируют и направляют во внутреннюю полость понтонов, вытесняя при этом из них воду. 3а счет холода, образующегося при газификации, происходит замораживание пространства между теплообменниками. Вода превращается в лед и прочно соединяет теплообменники с затонувшим судном. После вытеснения воды из понтонов вся система, спаянная льдом, — понтоны, теплообменники и затонувшее судно — всплывает на поверхность. 1 ил. пользования сжатого воздуха: герметиэируют каждое отверстие в корпусе затонувшего корабля и заставляют его всплыть, продув сжатым воздухом.

Все описанные выше способы до сих пор находят применение на практике, причем в некоторых спасательных операциях одновременно используют водяной балласт, сжатый воздух, понтоны; силу прилива и устройства для снятия судов с мели.

В последнее время стали известны новые способы подъема затонувших судов.

Способ с использованием пенополиуретана. Над затонувшим кораблем ставят на якорь судно с цистернами, заполненными двумя основными компонентами полиуретана и вспенивающим веществом, С судна под воду опускают шланги и оба компонента перекачивают из судовых цистерн через раздельные регуляторы потока в стационарную смесительную камеру. Мгновенное испарение вспенивающего вещества приводит к образованию миллионов крошечных пузырьков полиуретана, которые заполняют отсеки затонувшего корабля. Вспененный

1785948 корабля воду, в результате чего он всплывает, 5

25

40 нах 200 м и более полиуретан через несколько минут превращается в твердую ячеистую массу с небольшим удельным весом и вытесняет из

Способ с использованием полистироловых гранул. В затонувшем судне заделывают отверстия в корпусе и вставляют внутрь шланга. По шлангам с помощью воды и воздуха в корпус затонувшего судна подают гранулы. Отсеки судна заполняются гранулами полистирола до тех пор, пока оно не всплывет на поверхность. Этот способ выгодно отличается от предыдущего, так как после подъема судна его помещения и отсеки можно легко очистить от гранул, тогда как затвердевший пенополиуретан необходимо вы рубать.

В дополнение к перечисленным можно указать еще несколько способов, которые хотя и известны, но представляют преиму,щественно только теоретический интерес.

Напримерпутем разложения морской воды на составные элементы, образующийся при этом водород подают по трубам в прикрепленные к затонувшему судну контейнеры до тех пор, пока подъемная сила газа не станет достаточной, чтобы заставить это судно всплыть.

Анализ известных способов подъема затонувших судов показывает, что, несмотря на колоссальные успехи в усовершенствованиии водолазного снаряжения, имеет место значительный прогресс в изучении физиологических процессов человеческого организма в условиях высокого давления, невзирая на создание великого множества различных глубоководных аппаратов, разработку новых способов судоподъема с использованием пенопластов, гранул и сфер, общепринято, что известными методами поднять с действительно большой глубины что-либо немного крупнее гребной шлюпки практически невозможно.

Общим в этих технических решениях является применение судоподъемных понтонов которые предварительно затапливают, присоединяют к затопленному судну, а затем путем продувки этих понтонов обеспечивают их всплытие вместе с затонувшим судном.

Существенным недостатком прототипа является его низкая эффективность, особенно при подъеме затонувших судов на глубиОсновная трудность при использовании прототипа состоит в том, что для остроповки затопленного понтона необходимо сначала промыть под затонувшим судном специальные тоннели, а затем протащить через них стропы. Если учесть, что диаметр стальных стропов составляет 65 мм, то станет понятным как тяжело.и опасно работать водолазу под водой. Когда понтоны будут остроплены, их надо продуть сжатым воздухом. При больших глубинах это также практически не решаемая в настоящее время задача, Требуется черезвычайно громоздкое и дорогое компрессорное оборудование, Цель изобретения состоит в повышении эффективности судоподъемных работ.

В соответствии с изобретением цель достигаетсят тем, что затонувшее судно соединяют с предварительно притопленным понтоном путем смораживания за счет подачи сжиженного газа по трубопроводам в трубчатые теплообменники, навешенные на понтоне, а вытеснение воды из понтона осуществляют путем подачи отработанного газа из упомянутых трубчатых теплообменников.

Таким образом, захват затонувшего судна в заявленном способе осуществляется за счет холода, образующегося в процессе газификации сжиженного газа, В качестве сжиженного газа для подъема судов с больших глубин лучшим образом подходят криогенные жидкости (жидкий азот, жидкий водород и т.д,), т.е. жидкости, которые газифицируются при температурах ниже 120 К (-153 С), Такие низкие температуры способствуют активному льдообразованию вокруг трубчатых теплообменников, Со временем понтон с теплообменниками и расположенное между последними затонувшее судно соединяются в одно целое с помощью льда, Одновременно отработанный газ (газифицированный сжиженный гаэ) из трубчатых теплообменников направляют внутрь понтонов, чем обеспечивается вытеснение из них воды — вес всей системы уменьшается и она всплывает на поверхность вместе с впаянным в лед затонувшим судном.

Изобретение иллюстрируется следую5 щим примером устройства, реализующим заявленный способ. В данном примере в качестве сжиженного газа предполагается 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 криогенопровода, например, со спасательным судном, 1785948 а выход из теплообменников сообщен с внутренней трубой сифона. Для того чтобы исключить попадание жидкого криогена в понтон и замерзание воды в нем, выходы трубчатых теплообменников соединены с внутренней трубой сифона через вантуз, Для сокращения потерь холода в окружающую среду снаружи каркас с трубчатыми теплообменниками снабжен теплоизолированными перегородками. С цельюуменьшения сцепления корпуса затонувшего судна с отложениями (илом) дна моря, а также исключения его примерзания к дну устройство снабжено гидромониторами.

Для точной установки устройства под затонувшим судном его снабжают осветительными приборами, подводными телекамерами и подруливающими движителями, соединенными со спасательным судном связными и силовыми кабелями.

С целью поддержания постоянного веса устройства в процессе его погружения оно снабжено датчиками уровня воды внутри понтона и системой автоматики подачи жидкого криогена.

Схема устройства:реализующего зая вленный способ подъема затонувших судов, изображена на чертеже.

Устройство включает судоподъемный 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 уровня воды. Снизу указанного понтона с помощью гибких или жестких связей 8 крепится каркас с трубчатыми теплообменниками 9, вход которых соединен при помощи теплоизолированного криогенопровода 10 со спасательным судном (на чертеже не показано), содержащим запас криогенной жидкости, преимущественно жидкого азота, и известные в технике устройства для его перекачки. Выход иэ теп-. лообменников 9 соединен трубопроводами через вантуз 11 с внутренней трубой 4 сифо-. на 3. Наружные стенки каркаса трубчатых теплообменников 9 имеют теплоизолированные перегородки 12. В нижней части устройства установлены гидромониторы 13 со всасывающими водоводами 14, Устройство также снабжено осветительными приборами 15, подводными телекамерами 16 и подруливающими движителями 17, соединенными со спасательным судном 5 связными и силовыми кабелями 18. Все устройство опускается на дно с помощью троса 19 к затонувшему судну 20, Устройство работает следующим образом.

Устройство с помощью троса 19 опускается со спасательного судна на поверхность моря, открывается вентиль 5 и понтон 1 заполняется водой через отверстие 2. При по5 гашении запаса плавучести устройства вентиль 5 закрепляется и устройство с помощью троса 19 опускается к затонувшему судну 20. По мере приближения к дну моря давление воды в понтоне 1 увеличивается, 10 . оставшийся в верхней части понтона 1 воздух сжимается, уровень воды в понтоне 1 повышается. При достижении воды датчиком 6 уровня -подается сигнал на подачу жидкого азота, и жидкий азот по теплоиэо15 лированному криогенопроводу 10 со спасательного судна поступает в трубчатые теплообменники 9, где этот азот газифицируется, в вантузе 11 отделяется от жидкой фазы и подается в газообразном виде по

20 внутренней трубе 4 сифона 3 и понтон 1, вытесняя из него воду через отверстие 2.

Этот процесс длится до тех пор, пока уровень воды внутри понтона. 1 не снизится до уровня установки датчика 7, который дает

25 сигнал на прекращение подачи жидкого азота. Данный процесс циклически повторяется и обеспечивает постоянную нагрузку на трос 19, В непосредственной близости от затонувшего судна 20 включаются освети30 тельные приборы 15 и подводные телевизионные камеры 16, При их помощи, а также включением подруливающих движителей 17 производят точную установку устройства таким образом, чтобы затонувшее судно 20

35 оказалось между трубчатыми теплообменниками 9. После этого включается система подачи жидкого азота в постоянную работу по описанной выше схеме, Жидкий азот, проходя через трубчатые теплообменники

40 9, испаряется при температуре около

-1 80 С. Такая низкая температура способствует активному льдообразованию вокруг теплообменников 9, Со временем все пространство между ними превращается в лед, 45 который прочно соединяет затонувшее судно 20 с опущенным на дно судоподъемным устройством.

Установленные на наружных поверхностях каркаса трубчатых теплообменников 9

50 теплоизолированные перегородки 12 исключают потери холода в окружающую среду и предохраняют лед от таяния после подъема судна 20 на поверхность, По мере газификации жидкого азота и подачи его внутрь

5 понтона 1 происходит одновременно вытеснение воды через отверстие 2 и его осушение, в результате чего все устройство с впаянным в него с помощью льда затонув шим судном 20 восстанавливает свою плавучесть и поднимается на поверхность. о

1785948

Для того чтобы уменьшить сцепление затонувшего судна 20 c дном моря, одновременно с подачей жидкого азота в теплообменники 9 включают гидромониторы 13, которые освобождают судно 20 от ила и ис- 5 ключают его примерзание к дну.

По мере всплывания устройства давление с внешней стороны понтона 1 уменьшается. Наличие отверстия 2 в понтоне 1 обеспечивает самопроизвольный выход из 10 него избыточного газообразного азота и автоматическое выравнивание давлений азо- . та и воды соответственно внутри и снаружи понтона 1. что исключает разрыв его при .всплытии с большой глубины. Всплывшее 15 судно дополнительно крепят к понтону одним из известных способов и доставляют в док для ремонта.

Использование предлагаемого способа позволяет поднять затонувшее судно с 20 практически любых размеров и с любых глубин без непосредственного участия водолазов или роботов. Одной из сложных проблем при использовании заявленного способа остается отыскание затонувшего 25 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- 30 пользовании заявленного способа применяются исключительно как наблюдательные пункты для координации действий спасателей на поверхности при установке понтонов с теплообменниками под затонувшим судном.

Заявленный. способ отличается высокими технико-экономическими показателями.

Например, для подъема судна массой

10000 т с глубины 2000 м потребуется 4583 т жидкого азота. Жидкий азот, по существу, является бросовым продуктом при добыче кислорода в сталеплавильном производстве. Его стоимость составляет около 40 руб. за тонну.

Формула изоб ретения .

Способ подъема затонувшего судна, заключающийся в соединении этого судна с притопленным понтоном и придании последнему положительной плавучести путем вытеснения из него воды, о т л и ч а ю щ и й-. с я тем, что, с целью повышения эффектив-. ности проведения работ, судно соединяют с понтоном путем смораживания за счет подачи сжиженного газа по трубопроводам со. спасательного судна в трубчатые теплообменники, навешенные на понтон, а вытеснение воды из понтона осуществляют путем подачи отработанного газа из упомянутых трубчатых теплообменников.

1785948

Составитель Н. Седых

Техред M,Ìoðãåíòàë Корректор Т. Палий

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 221 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35,,Раушская наб., 4/5