ЛЕДОКОЛ С ДВУХТОПЛИВНОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКОЙ

Полезная модель относится к области судостроения, а более конкретно - к ледоколам и касается вопроса, связанного с повышением эффективности работы ледоколов.
В условиях покрытых льдом акваторий основной проблемой является обеспечение ледокольному судну возможности работы в качестве ледокола в тяжелых ледовых условиях для взламывания льда и требуемой тяги для преодоления сил ледового сопротивления. При этом экологические требования по выбросам в атмосферу вредных веществ постоянно ужесточаются, выполнение которых также представляет собой проблему и связано с использованием энергетической установкой ледоколов того или иного вида топлива.
Ограничения по уровню выбросов в атмосферу вредных веществ вынуждают использовать судовладельцев дорогостоящие системы очистки отработанных газов и более экологичные виды топлива, такие как низкосернистое дизельное топливо или природный газ. Так как в эксплуатационных расходах судна стоимость топлива составляет до 90% общих расходов, применение дорогостоящего низкосернистого дизельного топлива ведет к значительному росту эксплуатационных расходов. Природный газ при этом значительно дешевле, однако при прочих равных условиях, энергетические установки на газообразном топливе обладают пониженной мощностью, худшими тяговыми характеристиками и стабильностью работы, а также требуют специальных емкостей значительного объема для хранения запасов топлива, поэтому данный вид топлива не применяется на ледоколах, работающих в тяжелых ледовых условиях.
Известно ледокольное судно проекта Aker ARC 130 «Polaris» (https://akerarctic.fi/app/uploads/2018/09/akerarc130_2017.pdf), содержащее корпус с кормовым и носовым подзорами и движительно-рулевой комплекс, включающий три движителя в виде винторулевых колонок, два из которых расположены в кормовом подзоре, и один находится в носу, а также энергетическую установку, работающую на двух видах топлива - дизельном топливе и сжиженном природном газе.
При этом следует отметить, что данное судно не является ледоколом, так как не может работать набегами, а также в тяжелых и запредельных ледовых условиях ввиду опасности повреждения носовой винторулевой колонки и в связи с тем, что его носовая часть и обводы корпуса не имеют соответствующих ледовых подкреплений для работы судна в тяжелых ледовых условиях.
Известен также ледокол проекта 21900 М типа «Владивосток» (https://www.aoosk.ru/products/civil/line-diesel-electric-icebreaker/), содержащий корпус с кормовым подзором и размещенный в кормовом подзоре движительно-рулевой комплекс, включающий два движителя в виде винторулевых колонок, а также энергетическую установку, работающую на дизельном топливе - прототип.
Однако, энергетическая установка известного ледокола в полной мере не удовлетворяет современным экологическим нормам в части выброса ею в атмосферу большого количества отработавших вредных газов и ледокол не обладает достаточной экономической эффективностью работы при сохранении его ледокольных возможностей из-за работы на участках с различными ледовыми условиями и на чистой воде.
Задачей полезной модели является обеспечение удовлетворения энергетической установкой известного ледокола современным экологическим нормам за счет уменьшения среднего суммарного выброса ею в атмосферу объема отработавших газов и повышение экономической эффективности использования ледокола при его работе в условиях различной ледовой обстановки и на чистой воде при сохранении его ледокольных возможностей.
Для этого у ледокола с двухтопливной энергетической установкой, содержащего корпус с кормовым подзором и размещенный в кормовом подзоре движительно-рулевой комплекс, состоящий из двух движителей в виде полноповоротных винторулевых колонок, а также энергетическую установку, использующую для работы жидкое дизельное топливо, заключенное в связанных с ней топливных баках, по полезной модели его энергетическая установка выполнена с возможностью работы как на жидком дизельном топливе, так и на газообразном топливе, поступающими соответственно из топливных баков жидкого и из введенных в состав энергетической установки хранилищ газообразного топлива.
Обеспечение возможности работы энергетической установки ледокола на жидком дизельном топливе и на газообразном топливе позволяет комбинировать виды топлива при движении ледокола на участках с различными ледовыми условиями и на чистой воде, благодаря чему существенно улучшаются экологические характеристики за счет использования работы энергетической установки на газообразном топливе на участках движения по чистой воде и в легких ледовых условиях и, соответственно, за счет уменьшения выброса в атмосферу объема отработавших газов, а также повысить экономическую эффективность использования ледокола при сохранении его ледокольных возможностей за счет использования работы энергетической установки на дешевом газообразном топливе при движении ледокола на участках с неинтенсивными ледовыми условиями и по чистой воде.
Сущность полезной модели поясняется рисунком, на котором схематически представлен общий вид предлагаемого ледокола с двухтопливной энергетической установкой.
Ледокол содержит корпус 1 с кормовым подзором 2, в котором размещен движительно-рулевой комплекс, состоящий из двух движителей в виде полноповоротных винторулевых колонок 3, а также энергетическую установку 4, содержащую связанные с ней топливные баки жидкого дизельного топлива 5 и введенные в ее состав хранилища газообразного топлива 6. Энергетическая установка 4 ледокола выполнена с возможностью ее работы как на жидком-дизельном топливе, так и на газообразном топливе, используемом при ее работе на участках движения ледокола с менее интенсивными ледовыми условиями и по чистой воде.
Предлагаемый ледокол функционирует при его движении в различных ледовых условиях следующим образом.
Для работы ледокола при его движении на участках с тяжелыми ледовыми условиями на режимах, предполагающих использование максимальной тяги судна, в том числе набегами, энергетическая установка 4 использует для работы жидкое топливо из топливных баков 5, что дает стабильную максимальную тягу на движителях 3 и обеспечивает максимальные ледокольные характеристики.
При движении ледокола в легких ледовых условиях и по чистой воде энергетическая установка 4 переходит на использование газообразного топлива, для чего производится переключение подачи топлива к энергетической установке 4 с топливных баков 5 на хранилища газообразного топлива 6. Использование газообразного топлива обеспечивает улучшение экологических характеристик и повышение экономической эффективности использования ледокола за счет снижения вредных выбросов в отработанных газах и стоимости топлива.
Предлагаемый ледокол, оснащенный двухтопливной энергетической установкой, обладает повышенной экономической эффективностью его использования при работе в условиях различной ледовой обстановки и улучшенными показателями, отвечающими современным экологическим нормам за счет уменьшения среднего суммарного выброса ею в атмосферу отработавших газов, что его выгодно отличает от прототипа.