АТОМНОЕ СУДНО ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ

Полезная модель относится к судостроению, а именно к атомному судну энергоснабжения, которое может использоваться на открытой акватории вдали от берега для обеспечения энергией потребителей, расположенных как рядом, так на удалении от судна, на берегу, на воде и под водой, в частности подводных нефтегазодобывающих комплексов.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Разработка плавучих атомных электростанций (ПАЭС) началась в середине 20 го века. Первой ПАЭС считается атомная баржа Sturgis, созданная в США в 1963 году для работы в зоне Панамского канала (см. Н. Honerlah, В. Hearty, Characterization of the nuclear barge Sturgis, WM'02 Conference, February 24-28, 2002, Tucson, AZ) во время Вьетнамской войны. В России в 1991-1994 годах, во время проведения Минатомом конкурса на лучший проект атомной станции малой мощности, были созданы такие проекты ПАЭС, как «Волнолом-3» с ядерной паропроизводящей установкой АБВ-67-01 (Атомная Блочная Водяная), плавучие АБВ-6, НИКА-12 и НИКА-50. И в 2006 году начались работы по созданию плавучего энергоблока (ПЭБ) для плавучей атомной теплоэлектростанции (ПАТЭС) проекта 20870. В 2010 году первый плавучий энергоблок атомной теплоэлектростанции «Академик Ломоносов» проекта 20870 был спущен на воду в Санкт-Петербурге на Балтийском заводе, где в настоящее время идут работы по его достройке, монтажу реактора, турбогенератора и другого энергетического оборудования.
Назначением ПАТЭС является снабжение электроэнергией и теплом удаленных, труднодоступных районов, по берегам морей или крупных рек, где сложно построить стационарные электростанции и куда дорого завозить органическое топливо. В России это, прежде всего, районы Крайнего Севера и Дальнего Востока, которые не охвачены единой энергетической системой и где большая часть земли покрыта вечной мерзлотой. Помимо выработки электроэнергии, предполагается также возможность использования ПАТЭС на основе ПЭБ со специализированным опреснительным комплексом для опреснения морской воды, что может быть особенно высоко востребовано в странах и регионах Африки, Азии и Европы с засушливым климатом. Таким образом, в мире существует потребность в создании и совершенствовании ПАТЭС.
Основой ПАТЭС проекта 20870 является ПЭБ, представляющий собой плавучее несамоходное сооружение, выполненное по традиционному архитектурно-конструктивному типу, которое подлежит буксировке к месту эксплуатации, являющемуся местом его постоянной стоянки. Известны также и другие варианты, например выполнение ПЭБ для ПАЭС согласно RU 2188466 С2 (опубликован 27.08.2002 г.) в виде несамоходного судна с упрощенными формами корпуса, с двойным бортом и двойным днищем, плоскими скосами носового и кормового отсеков для упрощения конструкции и повышения надежности ПАЭС. Кроме ПЭБ, в состав ПАТЭС входят объекты причальной и береговой инфраструктуры, создаваемые в месте постоянной стоянки ПЭБ и включающие в себя: гидротехнические причальные сооружения для установки, раскрепления и защиты ПЭБ от воздействия волн и льдов, а также береговые сооружения для приема и распределения электроэнергии и тепла потребителям. См., например, А. Никитин, Л. Андреев, Плавучие атомные электростанции, Доклад 2011. Объединение «Беллона» (опубликован 20.07.2015 г., доступен 01.08.2016 г. по адресу http://bellona.ru/publication/floatinq-npps-ru/), и «Реакторные установки КЛТ-40С для атомных станций малой мощности» (расширенная версия), буклет OA «ОКБМ АФРИКАНТОВ» (доступен 01.08.2016 г. http://www.okbm.nnov.ru/imaqes/pdf/klt-40s_extended_ru_web.pdf).
К недостаткам вышеперечисленных известных ПАЭС, в частности ПАТЭС проекта 20870, можно отнести, прежде всего, существенные ограничения на географические районы их применения. ПАТЭС подлежит эксплуатации в месте постоянной стоянки ПЭБ на берегу моря или крупной реки, поэтому энергоблок способен обеспечивать энергией по существу только береговые и прибрежные объекты на относительно незначительном удалении от места стоянки. Как отмечалось выше, в месте постоянной стоянки ПЭБ возводятся необходимые сооружения причальной и береговой инфраструктуры, которые подлежат охране и обслуживанию в течение всего срока эксплуатации ПАТЭС. Строительство и обслуживание причальных и береговых сооружений обходится весьма дорого и составляет значительную часть затрат на создание и эксплуатацию ПАТЭС. Так, стоимость создания береговой и причальной гидротехнической инфраструктуры для размещения ПЭБ "Академик Ломоносов" в городе Певеке Чукотского автономного округа превышает 5 млрд руб. (см. http://tass.ru/ekonomika/1966371). Однако и дорогостоящие гидротехнические сооружения не обеспечивают ПЭБ достаточной защитой от экстремальных природных воздействий, таких как землетрясения и вызванные ими цунами. Поэтому место для постоянной стоянки ПЭБ выбирается весьма тщательно и эксплуатация ПАТЭС (как и береговых АЭС, что показала авария на АЭС Фукусима-1) в районах с высокой вероятностью землетрясений и цунами невозможна по соображениям безопасности.
Для увеличения безопасности прибрежных АЭС от землетрясений и цунами были предложены проекты создания ПАЭС на базе плавучих морских платформ по аналогии с морскими нефтяными платформами. См., например, David L. Chandler, Floating nuclear plants could ride out tsunamis, MIT News (опубл. 16.04.2014; http://news.mit.edu/2014/floating-nuclear-plants-could-ride-out-tsunamis-0416) и US 2014140466 A1 (опубл. 22.05.2014 г.). Такая платформа, содержащая энергоблок, подлежит буксировке и установке (якорному закреплению) в месте эксплуатации на открытой акватории.
Согласно оценке, установка подобной ПАЭС в нескольких километрах от берега обеспечит ее безопасность от землетрясений и цунами.
Наконец, в последние годы перспективной сферой применения ПАЭС стало электроснабжение шельфовых объектов, таких как морские нефтяные платформы и подводные нефтегазодобывающие комплексы. В Китае, при технической поддержке России, началось проектирование первой ПАЭС, предназначенной для обслуживания шельфовых объектов, на базе плавучей морской платформы с реактором малой мощности ACPR50S (см. http://english.gov.cn/news/top_news/2016/04/22/content_281475332766245.htm и http://tass.ru/nauka/2584981).
Создание плавучих атомных станций, способных работать на открытой акватории, в значительной степени устранит существующие на данный момент ограничения на географические районы применения ПАЭС. Однако вышеперечисленные известные проекты ПАЭС на основе морских платформ представляет собой узкоспециализированные конструкции, постройкой которых могут заниматься далеко не все судостроительные заводы, специализирующиеся на постройке судов традиционного архитектурно-конструктивного типа. Строительство таких сооружений выполняется, как правило, в специализированных сухих или плавучих доках, поскольку их большие габариты исключают использование для этих целей, например, наклонных стапелей, широко применяемых при строительстве судов традиционного архитектурно-конструктивного типа. Так, высотные габариты платформы, которая описана в вышеупомянутой статье David L. Chandler «Floating nuclear plants could ride out tsunamis», обуславливают необходимость использования для ее постройки кранового оборудования высокой грузоподъемности, обеспечивающего возможность работы на большой высоте. Подобное специальное и дорогостоящее оборудование может быть недоступно на обычных судостроительных заводах. Кроме того, для размещения варианта платформы, описанного в US 2014140466, в месте стоянки необходима достаточно глубокая акватория, порядка 100 и более метров, т.к. это сооружение ориентировано вертикально, в отличие от судов с традиционным архитектурно-конструктивным типом. Таким образом, данная платформа не может быть установлена в мелководных районах, что накладывает новые ограничения на географические районы применения ПАЭС. Имеются также и технологические сложности с процессом постройки и сдачи в эксплуатацию ПАЭС на основе такого сооружения, в котором верхнее строение будет устанавливаться на нижний "поплавок" платформы на плаву, на месте последующей работы объекта. Наконец, на рассматриваемых платформах отсутствуют движительно-рулевые комплексы, поэтому на открытой акватории около платформы, возможно, потребуется организовать дежурство морского буксира для обеспечения безопасности ПАЭС в случае аварийной ситуации с отрывом платформы от якорных раскреплений.
С этой точки зрения одним из наиболее универсальных решений в данной области представляется проект создания подводных ПАЭС, снабженных балластной системой для погружения станции в подводное положение и системой динамического позиционирования для удержания ее в местоположении работы. См., например, RU 2399104 (С2, опубл. 10.09.2010) и CN 104299663 (А, опубл. 21.01.2015). Возможность погружения ПАЭС и работы под водой повышает безопасность станции, в том числе от воздействия льдов. Однако очевидно, что такая конструкция является более сложной, чем надводные станции, а также более дорогой в создании и обслуживании, несмотря на накопленный в российской промышленности опыт по созданию атомных подводных лодок. См., например, В. Ларин. Подводный буровой комплекс с ядерной энергетической установкой для освоения нефтегазовых месторождений шельфа арктических морей России. Аналитический обзор. Объединение «Беллона», опубл. 19.07.2015 года, http://bellona.ru/publication/from_polar_to_nuclear/.
Другим, достаточно универсальным решением в данной области представляется проект ПАЭС на базе плавучей полупогружной морской платформы, описанный в патенте JP 4324640 (В1, опубл. 02.09.2009). Описанная в JP 4324640 платформа с ядерной энергетической установкой имеет погружаемое плавучее основание, снабженное подруливающими устройствами или винторулевыми колонками с возможностью поворота на 360° для обеспечения мобильности платформы, а также системой динамического позиционирования для удержания платформы в местоположении работы. Таким образом, данная ПАЭС является самоходной, независимой от вспомогательных средств и может работать на открытой акватории, без ограничений по географическому местоположению. Наряду с достоинствами, такими как малое воздействие волнения на объект (из-за малой площади ватерлинии, что свойственно подобным плавучим полупогружным буровым установкам, полупогружным трубоукладочным баржам и крановым судам), у известной ПАЭС на основе платформы имеются и характерные для этого типа сооружений недостатки, а именно:
- платформа представляет собой узкоспециализированную конструкцию, постройка которой возможна только на специализированных судостроительных заводах, с наличием широкого дока и кранового оборудования высокой грузоподъемности, обеспечивающего возможность работы на большой высоте;
- в рабочем положении платформа имеет осадку до 20-25 м, что выше осадки ПЭБ классической компоновки по типу проекта 20870, имеющего осадку в 5-7 м, и накладывает определенные ограничения на географические районы применения ПАЭС;
- платформа имеет малую остойчивость из-за высокого центра тяжести конструкции (высокой массы реакторной установки, энергетического оборудования и корпусных конструкций в верхнем строении).
Последний недостаток является критическим при авариях, связанных с разрушением по различным причинам (столкновения, взрывы топлива и пр.) стабилизирующих колонн, и неправильных действиях экипажа при работе с балластной системой платформы. Подобные чрезвычайные происшествия могут привести к опрокидыванию платформы и дальнейшей серьезнейшей экологической катастрофе. В отличие от морских платформ классическая компоновка судна с реакторной установкой не имеет указанных выше недостатков, что увеличивает аварийную безопасность ПАЭС в отношении чрезвычайных ситуаций, связанных с частичным разрушением, затоплением ПЭБ и т.п.
Исходя из вышеизложенного в уровне техники выявлена техническая проблема, заключающаяся в необходимости расширения арсенала ПАТЭС с возможностью работы на открытой акватории, а частности создания ПАТЭС с возможностью работы на открытой акватории, без ограничения по географическому местоположению, отвечающей повышенным требованиям аварийной безопасности. В местоположении работы такая ПАТЭС должна обеспечивать возможность выполнения широкого спектра задач по энергоснабжению потребителей, расположенных как рядом, так и на удалении от станции, на берегу, на воде и под водой, в частности энергопитания подводных нефтегазодобывающих комплексов.
Решение указанной технической проблемы легло в основу создания настоящей полезной модели. ПЭБ ПАТЭС проекта 20870 является наиболее близким аналогом настоящей полезной модели и был выбран в качестве ее прототипа.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Настоящая полезная модель обеспечивает решение указанной выше технической проблемы за счет создания атомного судна энергоснабжения, выполненного по традиционному архитектурно-конструктивному типу и содержащего плавучий атомный энергоблок, средства удержания судна в заданной точке акватории и подводные средства передачи энергии потребителям.
Полезная модель обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в создании ПАТЭС с возможностью работы на открытой акватории, без ограничения по географическому местоположению и отвечающей повышенным требованиям безопасности.
Выполнение атомного судна энергоснабжения по традиционному архитектурно-конструктивному типу повышает, как отмечено выше, аварийную безопасность ПАТЭС, увеличивая ее остойчивость и снижая риск опрокидывания ПАТЭС в случае аварий, связанных с частичным разрушением, затоплением ПЭБ и т.п. Кроме того, такое выполнение судна упрощает и ускоряет транспортировку ПАТЭС, по сравнению с транспортировкой массивных морских платформ, что обеспечивает возможность оперативно буксировать ПАТЭС из опасной зоны в случае землетрясения или цунами. Наличие подводных средств передачи энергии потребителям позволяет судну снабжать потребителей энергией напрямую, без вспомогательных средств и береговых объектов. В сочетании со средствами удержания судна в заданной точке акватории, указанные системы обеспечивают безопасную автономную работу судна на открытой акватории для снабжения энергией потребителей, расположенных как рядом, так и на удалении от судна, на берегу, на воде и под водой, в частности питания подводных нефтегазодобывающих комплексов. Таким образом, описанное судно отвечает повышенным требованиям аварийной безопасности и не имеет ограничений по географическому местоположению работы, присущих известным ПАЭС уровня техники.
В предпочтительном варианте осуществления атомное судно энергоснабжения также содержит движительно-рулевой комплекс. Движительно-рулевой комплекс обеспечивает самоходность судна на открытой акватории, в том числе обеспечивая судну возможность самостоятельно и быстро покидать опасную зону в случае землетрясения или цунами, а также добираться до места работы или ремонта и перегрузки топлива, дополнительно повышая аварийную безопасность ПАТЭС.
Согласно вариантам осуществления полезной модели, подводные средства передачи энергии потребителям атомного судна энергоснабжения содержат подводные силовые кабели и/или шлангокабели для передачи электроэнергии и/или теплоносителя, которые могут быть подключены к турели, установленной на судне с возможностью вращения.
В различных вариантах осуществления турель может быть установлена на судне с возможностью вращения одним из следующих способов: установлена в шахте, выполненной в корпусе судна, присоединена к корпусу судна или вынесена на рамной конструкции за пределы корпуса судна в его носовой или кормовой части. Все указанные варианты осуществления турели обеспечивают возможность вращения судна в зависимости от направления ветра в заданной точке акватории, где судно удерживается для работы, что обеспечивают судну меньшее волновое и ветровое сопротивление, повышая аварийную безопасность ПАТЭС.
В одном из вариантов осуществления средства удержания судна в заданной точке акватории содержат специализированные якорные средства, включающие в себя якоря и якорные линии, выполненные из по меньшей мере одного из цепей, стальных тросов и тросов из синтетического волокна. Данный вариант осуществления целесообразно применять при эксплуатации судна на малых и средних глубинах.
При этом предпочтительно, чтобы якорные линии были закреплены на турели, установленной на судне с возможностью вращения. Альтернативно, якорные линии могут быть проведены через турель и закреплены на лебедках, установленных на судне. В еще одном варианте осуществления, якорные линии закреплены на лебедках, установленных по бортам, с носа и кормы судна. При этом предпочтительно, чтобы средства удержания судна в заданной точке акватории содержали якорную систему позиционирования судна с возможностью управления лебедками, регулирующими натяжение якорных линий для удержания судна в заданной точке.
В еще одном варианте осуществления упомянутая турель может быть подключена к стационарным гидротехническим сооружениям, закрепленным на морском дне, что обеспечивает возможность вращения судна в зависимости от направления ветра вокруг указанных стационарных гидротехнических сооружений.
В другом варианте осуществления целесообразном при эксплуатации судна на средних и больших глубинах, где средства якорного раскрепления будут иметь слишком большой вес, средства удержания судна в заданной точке акватории содержат систему динамического позиционирования. Система динамического позиционирования может содержать вспомогательные подруливающие устройства и/или винторулевые колонки и/или быть выполнена как единое целое с движительно-рулевым комплексом судна. При этом указанные вспомогательные подруливающие устройства и/или винторулевые колонки могут считаться частью расширенного движительно-рулевого комплекса судна. В разных вариантах осуществления система динамического позиционирования может осуществлять позиционирование судна в автоматическом режиме, полуавтоматическом режиме или ручном режиме, по выбору оператора.
В еще одном варианте осуществления полезной модели атомное судно энергоснабжения содержит опреснительный комплекс для подготовки питьевой воды в промышленных объемах, накопители пресной воды и систему выдачи пресной воды на танкер-продуктовоз.
Таким образом, настоящая полезная модель во всех вариантах своего осуществления решает поставленную техническую проблему. При этом варианты осуществления полезной модели обеспечивают достижение технического результата, заключающегося в создании ПАТЭС с возможностью работы на открытой акватории, без ограничения по географическому местоположению, отвечающей повышенным требованиям аварийной безопасности. Атомное судно энергоснабжения согласно полезной модели обеспечивает возможность выполнения широкого спектра задач по энергоснабжению потребителей, расположенных как рядом, так и на удалении от судна, на берегу, на воде и под водой, в частности энергопитания подводных нефтегазодобывающих комплексов. При этом описанное судно энергоснабжения позволяет отказаться от сооружения дорогостоящих объектов причальной и береговой инфраструктуры для ПАТЭС.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Варианты осуществления полезной модели описаны ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
на фиг. 1 представлено схематическое изображение атомного судна энергоснабжения в варианте осуществления полезной модели с установленной в шахте корпуса судна турелью, к которой подключены якорные линии и подводный силовой кабель;
на фиг. 2 представлено схематическое изображение атомного судна энергоснабжения в варианте осуществления полезной модели с проведением якорных линий через турель к установленным на судне лебедкам;
на фиг. 3 представлено схематическое изображение атомного судна энергоснабжения в варианте осуществления полезной модели с движительно-рулевым комплексом и якорными линиями, закрепленными на лебедках с носа и кормы судна;
на фиг. 4 представлено схематическое изображение атомного судна энергоснабжения в варианте осуществления полезной модели с системой динамического позиционирования и передачей энергии через подключенный к турели подводный силовой кабель;
на фиг. 5 представлено схематическое изображение атомного судна энергоснабжения с опреснительным комплексом, согласно еще одному варианту осуществления полезной модели.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Сущность полезной модели поясняется ниже на примере вариантов ее осуществления, ни в коей мере, не являющихся ограничительными для объема правовой защиты, определяемой формулой полезной модели.
Атомное судно энергоснабжения согласно полезной модели представляет собой плавучее сооружение с развитой многоярусной надстройкой, выполненное по традиционному архитектурно-конструктивному типу. Предпочтительно, корпус судна является цельносварным, имеющим ледовые подкрепления. Основной корпус и силовые конструкции надстройки судна выполняются из высокопрочной стали. Подводная часть корпуса судна защищена от коррозии электрохимической защитой и лакокрасочным покрытием.
Судно, аналогично прототипу, ПЭБ ПАТЭС проекта 20870, содержит два основных функциональных блока: жилой блок, предпочтительно, расположенный в кормовой части, и энергетический блок, расположенный в центральной и носовой части судна, соответственно. Также возможна компоновка с выполнением жилого блока в носовой части судна, а энергетического блока, соответственно, в кормовой части, что может служить преимуществом в случае определенных запроектных аварий, обеспечивая сдувание ветром загрязнения в сторону от жилого блока.
Жизнедеятельность судна в целом обеспечивается общесудовыми системами. Функционирование как энергетического блока, так и других судовых систем и оборудования обеспечивается системой управления, предпочтительно, автоматизированной.
Энергетический блок атомного судна энергоснабжения предназначен для выработки электрической и тепловой энергии и содержит для этих целей энергоустановку, турбогенераторную установку, резервные дизельные и/или котельные установки и комплекс электроэнергетического оборудования. Судно также может включать в себя отсек хранения отработавших тепловыделяющих сборок, жидких и твердых радиоактивных отходов, а также, в определенных вариантах, собственный перегрузочный комплекс для перегрузки реакторных установок без привлечения специальных технологических баз перезарядки в течение межремонтного периода. Отсеки судна, содержащие энергоустановку и отработавшее топливо, защищены от внешних воздействий (столкновений, посадки судна на мель и т.п.) конструктивными средствами противоударной защиты. Кроме того, на судне реализованы технические решения (в частности, наличие защитной оболочки, защитного ограждения, автономная система вентиляции), исключающие выбросы радиоактивных веществ в окружающую среду, аналогично прототипу.
Энергоустановка судна может включать в себя одну или две реакторные установки, которыми, в зависимости от назначения ПАТЭС, могут быть аналогичные прототипу установки КЛТ-40С, установки РИТМ-200, РИТМ-400 или установки АБВ-6Э (все - разработки АО «ОКБМ Африкантов»). Вместе с тем, настоящая полезная модель не ограничена в отношении типов и конструктивных особенностей энергетического оборудования и других вышеперечисленных систем на борту атомного судна энергоснабжения, подразумевая возможность использования любых подходящих технических средств соответствующего назначения.
Авторский замысел настоящей полезной модели относится исключительно к обсуждаемым ниже отличительным аспектам конструкции атомного судна энергоснабжения, тогда как в остальных аспектах судно может быть аналогично прототипу или другим подходящим техническим решениям, как существующим на дату подачи заявки, так и тем, которые могут быть разработаны позднее. Учитывая известность прототипа и других решений уровня техники, возможность промышленного создания и использования атомного судна энергоснабжения согласно настоящей полезной модели будет очевидна для специалистов в области атомного судостроения после ознакомления с настоящим описанием. Соответственно, детали осуществления компонентов судна, аналогичных прототипу или другим известным в данной области техники решениям, не описываются далее для сохранения краткости и ясности изложения сущности полезной модели.
Атомное судно энергоснабжения согласно полезной модели содержит плавучий атомный энергоблок, по существу аналогичный прототипу, а также, в отличие от него, средства удержания судна в заданной точке акватории и подводные средства передачи энергии потребителям.
Подводные средства передачи энергии потребителям в различных вариантах осуществления содержат подводные силовые кабели и/или шлангокабели для передачи электроэнергии и/или теплоносителя. Указанные кабели и/или шлангокабели предпочтительно являются гибкими и снабжены броней, например броней из стали или арамида, кроме того, кабели и/или шлангокабели могут быть гибридными, включающими в себя различные датчики и силовые элементы. В зависимости от требуемой конфигурации, атомное судно энергоснабжения может содержать разное количество подводных силовых кабелей и/или шлангокабелей для передачи электроэнергии и/или теплоносителя. Полезная модель не ограничена в отношении количества и типов используемых подводных силовых кабелей и/или шлангокабелей и подразумевает возможность использования на атомном судне энергоснабжения любого необходимого количества подходящих кабелей и/или шлангокабелей для передачи электроэнергии и/или теплоносителя, в частности, доступных на рынке типов и моделей. Например, на судне могут использоваться подводные силовые кабели и/или шлангокабели производства компании Nexans (см., например, http://www.nexans.ru/eservice/Russia-ru_RU/navigate_254310/.html).
В одном из вариантов осуществления указанные подводные силовые кабели и/или шлангокабели подключены к турели, установленной на судне с возможностью вращения, по аналогии с турелями, широко используемыми в области морской нефтедобычи для якорного закрепления судов FPSO в заданной точке акватории с возможностью вращения в зависимости от направления ветра.
В зависимости от требуемой конфигурации, атомное судно энергоснабжения согласно полезной модели может содержать любую подходящую турель. При этом в различных вариантах осуществления турель может быть установлена на судне с возможностью вращения одним из следующих известных в данной области техники способов: установлена в шахте, выполненной в корпусе судна, присоединена к корпусу судна или вынесена на рамной конструкции за пределы корпуса судна в его носовой или кормовой части. Все указанные варианты осуществления турели обеспечивают возможность вращения судна в зависимости от направления ветра в заданной точке акватории, где судно удерживается для работы, что обеспечивают судну меньшее волновое и ветровое сопротивление, повышая аварийную безопасность плавучего энергоблока.
В свою очередь, средства удержания судна в заданной точке акватории в одном из вариантов осуществления полезной модели содержат специализированные якорные средства, включающие в себя якоря и якорные линии, выполненные из, по меньшей мере, одного из цепей, стальных тросов и тросов из синтетического волокна. Указанные якорные средства также широко используются в области морской нефтедобычи и доступны на рынке в различных вариантах, все из которых могут с успехом использоваться в различных вариантах осуществления судна. При этом в предпочтительном варианте упомянутые якорные линии также закреплены на описанной выше турели, установленной на судне с возможностью вращения.
На фиг. 1 представлено схематическое изображение атомного судна энергоснабжения (1) в варианте осуществления полезной модели, содержащего плавучий атомный энергоблок (2) и установленную с возможностью вращения в шахте корпуса судна турель (3), к которой подключен подводный силовой кабель (4) и якорные линии (5) системы раскрепления судна, которые с равным успехом могут быть выполнены из цепей, и/или стальных тросов, и/или тросов из синтетического волокна. Судно (1) также содержит, по меньшей мере, якоря любого подходящего типа для фиксации якорных линий (5) на дне (не показано на фиг. 1). Кроме этого, в зависимости от конкретной задачи, в состав специализированных якорных средств судна (1) могут входить буи и/или иные средства, известные в области якорных систем раскрепления судов.
Указанные специализированные якорные средства, вместе с установленной на судне (1) турелью (3), образуют турельную якорную систему раскрепления, по образу систем, используемых на судах FPSO. В других вариантах осуществления, когда выполнение шахты в корпусе судна (1) для установки турели (3) не осуществимо или не выгодно, турель (3) может быть присоединена к корпусу судна или вынесена на рамной конструкции за пределы корпуса судна в его носовой или кормовой части. Варианты осуществления полезной модели с турелью (3) обеспечивают возможность вращения судна (1) в зависимости от направления ветра в заданной точке акватории, где оно удерживается для работы специализированными якорными средствами, что обеспечивает судну (1) меньшее волновое и ветровое сопротивление.
В описанном со ссылкой на фиг. 1 варианте осуществления полезной модели судно (1) не оборудовано движительно-рулевым комплексом, и его необходимо буксировать к месту работы, подобно известному ПЭБ для ПАТЭС проекта 20870. Однако, в отличие от прототипа, судно (1) выполнено с возможностью закрепления в местоположении работы на открытой акватории посредством средств удержания судна в заданной точке акватории, в данном варианте осуществления представляющих собой специализированные якорные средства, состоящие из якорей и якорных линий (5). Данный вариант осуществления наиболее предпочтителен для эксплуатации атомного судна энергоснабжения (1) на малых и средних глубинах, поскольку при больших глубинах якорные линии (5) будут иметь слишком большой вес.
На фиг. 2 показан другой вариант осуществления полезной модели, отличающийся от описанного выше атомного судна энергоснабжения (1) только конфигурацией турельной якорной системы раскрепления судна. А именно, в данном варианте осуществления якорные линии (5) проведены через турель (3) и закреплены на лебедках (6), установленных на судне (1). При этом предпочтительно, чтобы средства удержания судна в заданной точке акватории включали в себя якорную систему позиционирования судна с возможностью управления лебедками (6), регулирующими натяжение якорных линий (5) для удержания судна (1) в заданной точке, как известно в данной области техники.
В альтернативном варианте осуществления якорные линии (5) могут быть закреплены на лебедках (6), установленных по бортам, с носа и кормы судна, например, как показано на фиг. 3. Кроме того, в варианте осуществления, показанном на фиг. 3, судно (1) не оборудовано турелью, поэтому его якорная система крепления должна обеспечивать удержание судна (1) в заданной точке работы, не допуская его вращения вокруг точки закрепления, что может обеспечиваться якорной системой позиционирования судна, управляющей лебедками (6). Соответственно, в данном варианте осуществления подводный силовой кабель (4) подключен к соединительному элементу, установленному непосредственно в корпусе судна (1).
Необходимо понимать, что закрепление якорных линий (5) на лебедках (6), установленных по бортам, с носа и кормы судна, не исключает и не препятствует наличию на судне (1) турели (3), например, в целях унификации объектов.
Альтернативно или дополнительно, установленная на судне (1) с возможностью вращения турель (3) может быть подключена к стационарным гидротехническим сооружениям, размещенным на морском дне (не показаны на чертежах). В этом случае обеспечивается возможность вращения судна (1) в зависимости от направления ветра вокруг указанных стационарных гидротехнических сооружений.
Отличительной особенностью варианта осуществления судна (1), показанного на фиг. 3, также является наличие движительно-рулевого комплекса (7), обеспечивающего судну (1) самоходность на открытой акватории, в том числе обеспечивая судну (1) возможность самостоятельно покидать опасную зону в случае землетрясения или цунами и добираться до места работы или ремонта и перегрузки топлива, дополнительно повышая аварийную безопасность плавучего энергоблока. При этом специалистам в данной области техники будет понятно, что судно (1) может оснащаться любым подходящим движительно-рулевым комплексом (7), в зависимости от конфигурации и требований к плавучему энергоблоку. Движительно-рулевой комплекс (7) может с успехом применяться в любом из описанных здесь вариантов осуществления полезной модели, если самоходность атомного судна энергоснабжения (1) является предпочтительной. Вместе с тем, все описанные варианты осуществления полезной модели могут быть с равным успехом реализованы и без движительно-рулевого комплекса (7), если буксировка судна к месту работы считается предпочтительным решением, например, в целях уменьшения стоимости судна (1).
В еще одном варианте осуществления средства удержания атомного судна энергоснабжения в заданной точке акватории содержат систему динамического позиционирования с возможностью осуществления позиционирования судна в автоматическом режиме, полуавтоматическом режиме или ручном режиме, по выбору оператора. При этом в предпочтительном варианте осуществления система динамического позиционирования содержит вспомогательные подруливающие устройства и/или винторулевые колонки (8) и/или выполнена как единое целое с движительно-рулевым комплексом (7) судна (1), например, как показано на фиг. 4. В последнем случае вспомогательные подруливающие устройства и/или винторулевые колонки (8) могут считаться частью расширенного движительно-рулевого комплекса (7, 8) судна (1).
Наличие на судне (1) системы динамического позиционирования устраняет необходимость использования средств якорного раскрепления, поэтому данный вариант осуществления является предпочтительным при эксплуатации судна (1) на средних и больших глубинах, где средства якорного раскрепления будут иметь слишком большой вес. Соответственно, к турели (3) судна (1) могут подключаться только подводные кабели и/или шлангокабели (4), как показано на фиг. 4.
В еще одном варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг. 5, атомное судно энергоснабжения (1) содержит опреснительный комплекс (9) для подготовки питьевой воды в промышленных объемах, накопители пресной воды и систему выдачи пресной воды на танкер-продуктовоз (не показаны на чертежах). Полезная модель не ограничена в отношении типа и характеристик опреснительного комплекса (9). Например, опреснительный комплекс (9) может быть аналогичен комплексу, используемому совместно с прототипом, ПЭБ ПАТЭС проекта 20870. В остальных аспектах конструкции судно (1) в варианте осуществления по фиг. 5 аналогично варианту, описанному выше со ссылкой на фиг. 4, и содержит, в частности, установленную с возможностью вращения в шахте корпуса судна (1) турель (3), к которой подключен подводный силовой кабель (4), и расширенный движительно-рулевой комплекс (7, 8), включающий в себя вспомогательные подруливающие устройства и/или винторулевые колонки (8) системы динамического позиционирования.
Необходимо понимать, что описанные выше варианты осуществления полезной модели являются лишь примерными и не ограничивают объем ее правовой охраны, определяемый нижеследующей формулой полезной модели.