СПОСОБ ЗАЩИТЫ ПОДВОДНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И ОБОРУДОВАНИЯ ОТ БИООБРАСТАНИЯ
METHOD OF PROTECTING UNDERWATER STRUCTURES AND EQUIPMENT FROM BIOFOULING

Изобретение относится к области физики и может быть использовано для защиты подводных конструкций и оборудования от их биологического обрастания (биообрастания) - со стороны животных, ведущих прикрепленный образ жизни (дрейссена и др.), а также прикрепления биологических примесей (БПР) - водоросли и др., и механических примесей (МПР) - частицы глины и др., для очистки оборотных и сточных промышленных вод от МПР и, в нештатной ситуации, от нефтепродуктов (НПР); для защиты водозаборов от несанкционированного проникновения подводными пловцами - в интересах обеспечения промышленной безопасности объектов повышенного риска (атомные и другие электростанции, морские буровые и добывающие платформы и др.); для предварительной подготовки питьевой воды: очистки исходной воды от БПР и МПР; для обеззараживания воды - очистки воды от болезнетворных бактерий (ББ) - в интересах здоровья населения; для защиты водозаборов от попадания молоди (с размером тел от 12 мм и выше) рыб; для управления поведением взрослых особей рыб - принудительного перемещения: в зону облова, из областей с грязной (содержащей большое количество БПР, МПР и НПР) и перегретой (в результате ее использования в технологическом процессе) водой в область с чистой водой (свободной от примесей) и не перегретой водой - в интересах экологии, независимо от концентрации биологических обрастателей (биообрастателей), находящихся в воде и/или осевших на поверхности субстрата, в любых погодно-климати-ческих условиях, при минимальных финансово-временных затратах, экологически безопасным для всех водных объектов, человека и окружающей природной среды (ОПС), в целом, способом.
Известен способ защиты подводных конструкций и оборудования от биообрастания, заключающийся в смешивании химического реагента (например, хлора) с водой и приготовлении раствора химических реагентов, биоцидной обработке поверхности, подвергшейся колонизации биообрастателями (например, дрейссены), умертвлении моллюсков и их личинок, а также потери их механической связи с поверхностью субстрата, физическом (например, струей воды) отсоединении умертвленных моллюсков от поверхности субстрата и их последующее удаление (например, при помощи вакуума) на поверхность /1-5/.
К основным недостаткам данного способа относятся:
1. Невозможность одновременного удаления гниющих мягких тканей моллюсков и, особенно, твердых остатков (раковин).
2. Высокая экологическая опасность, не обеспечивающая защиту других гидробионтов, человека и ОПС, в целом.
3. Длительность технологического процесса. Например, личинки дрейссены погибают при воздействии на них в течение 8 ч дозы хлора с концентрацией 0,5-1,5 мг/л, а моллюски дрейссены - при дозе хлора 4-5 мг/л и продолжительности воздействия не менее 7 суток.
4. Недостаточная эффективность, обусловленная невозможностью заблаговременно защитить молодь рыб от попадания на ЗМС. В результате тушки молоди рыб дополнительно к биообрастаниям забивают механическую защитную решетку (МЗР) водозаборного окна (ВЗО).
5. Недостаточная эффективность защиты, обусловленная невозможностью заблаговременно очистить воду от БПР и МПР. В результате БПР и МНР дополнительно, к водным организмам, забивают МЗР ВЗО.
6. Недостаточная эффективность защиты, обусловленная невозможностью привлекать естественных хищников биологических помех (биопомех): дрейссены, мшанки и др.) - рыб и беспозвоночных.
4
Известен способ защиты подводных конструкций - МЗР ВЗО системы водозабора атомной электростанции (АЭС) от биообрастания, заключающийся в формировании, усилении, непрерывном и направленном - вдоль ЗМР, излучении интенсивных - с амплитудой звукового давления 5×10 Па и выше, акустических волн ультразвукового диапазона (УЗД) частот: от 16-20 кГц и выше, с помощью нескольких (не менее четырех - со всех направлений) направленных гидроакустических излучателей, установленных на ВЗО; формировании знакопеременного акустического давления, а также управляемой акустической кавитации, акустического течения и других нелинейных эффектов; обездвиживании и физическом уничтожении, а также откреплении от ЗМР (очистки ЗМР ВЗО) биообрастания, БПР и МПР /6/.
К недостаткам данного способа относятся:
1. Низкая эффективность защиты, обусловленная реализацией только на одном рубеже - в непосредственной близости от МЗС.
2. Низкая эффективность защиты, обусловленная использованием только интенсивных гидроакустических волн УЗД частот.
3. Низкая эффективность, обусловленная невозможностью защитить от обрастания другие (удаленные вглубь от водозабора) подводные конструкции (камеры, трубопроводы и др.) и оборудование.
4. Недостаточная эффективность, обусловленная невозможностью заблаговременно защитить молодь рыб от попадания на ЗМР. В результате молодь рыб гибнет, а ее тушки дополнительно, к биообрастанию, забивают МЗР.
5. Недостаточная эффективность защиты, обусловленная невозможностью заблаговременно очистить воду от части БПР и МПР. В результате БПР и МПР дополнительно, к биообрастанию, забивают МЗР.
6. Недостаточная эффективность защиты, обусловленная невозможностью привлекать естественных хищников биообрастания (дрейссены, мшанки и др.) - рыб и беспозвоночных, для ее физического уничтожения (поедания).
7. Невозможность предотвращения колонизации биообрастателями удаленных вглубь от ВЗО, подводных конструкций и оборудования.
8. Невозможность ликвидации биообрастания на удаленных вглубь от ВЗО подводных конструкциях и оборудовании и др.
3
4
Известен способ защиты подводных конструкций - ВЗО водозабора для питьевой воды от биообрастания - путем предварительной (до ВЗО) и непосредственной (на ВЗО) очистки воды, поступающей в ВЗО, от БПР и МПР, заключающийся в формировании за 30-50 м от ВЗО (в зависимости от скорости течения) вверх по течению воздушно-пузырьковой завесы (ВПЗ), в создании над ВЗО ВПЗ, поднятии (пузырьками воздуха ВПЗ) БПР и МПР на поверхность воды до ВЗО и их сносе, вниз по течению; в формировании и направленном - на поверхность, излучении менее интенсивных - с амплитудой звукового давления 10 Па и выше, сигналов звукового диапазона (ЗД) частот (от 16-20 Гц до 16-20 кГц), приданию всплывающим пузырькам воздуха ВПЗ колебаний монопольного (сжимающих и растягивающих) типа, эффективном прикреплении к пульсирующим стенкам пузырьков БПР и МПР, а также их поднятии (примесей) на поверхность в виде грязной пены ВПЗ; в формировании, а также непрерывном и направленном: навстречу-вниз и навстречу-вверх потоку воды, излучении интенсивных - с амплитудой звукового давления 5×10 Па и выше, сигналов УЗД частот, формировании знакопеременного акустического давления, а также управляемой акустической кавитации, акустического течения и других нелинейных эффектов, обездвиживании и физическом уничтожении биообрастателей, а также их гидроакустическом придавливании ко дну и поднятии на поверхность воды с последующим сносом вниз по течению и мимо (сверху и снизу) ВЗО; в формировании и направленном - навстречу потоку воды, излучении низкочастотных (НЧ) интенсивных электромагнитных волн, обездвиживании и физическом уничтожении биообрастателей /7/.
К недостаткам данного способа относятся:
1. Недостаточная эффективность защиты, обусловленная ее реализацией только на двух рубежах.
2. Недостаточная эффективность, обусловленная невозможностью защитить от обрастания другие (удаленные вглубь от водозабора) подводные конструкции (камеры, трубопроводы и др.) и оборудование.
3. Недостаточная эффективность, обусловленная невозможностью заблаговременно защитить молодь рыб от попадания на ЗМР. В результате молодь рыб гибнет, а ее тушки дополнительно, к биообрастанию, забивают МЗР.
4. Невозможность использования на водозаборах с большим расходом воды.
5. Недостаточная эффективность защиты, обусловленная невозможностью привлекать естественных хищников биообрастания (дрейссены, мшанки и др.) - рыб и беспозвоночных, для ее физического уничтожения (поедания).
6. Невозможность предотвращения колонизации биообрастателями удаленных вглубь от ВЗО, подводных конструкций и оборудования.
7. Невозможность ликвидации биообрастания на удаленных вглубь от ВЗО подводных конструкциях и оборудовании и др.
Задача, которая решается изобретением, заключается в разработке способа, свободного от указанных выше недостатков.
Технический результат предложенного способа заключается в эффективной: качественной, быстрой и надежной защите подводных конструкций и оборудования от биообрастания, независимо от концентрации биообрастателей в воде, при разных погодно-климатических и технологических условиях, при минимальных финансово-временных затратах, экологически безопасным для всех водных объектов, человека и ОПС, в целом, способом.
4
Поставленная цель достигается тем, что в процессе реализации разработанного способа защиты подводных конструкций и оборудования от биообрастания (биологического обрастания), принудительно - под действием широкополосных акустических сигналов инфразвукового и звукового диапазонов частот, периодически - по мере уменьшения требуемой для эффективного поедания биообрастателей концентрации, перемещают из удаленной от подводящего канала части водоема: естественного или искусственного происхождения, в часть водоема прилегающую к подводящему каналу скопления водных биологических объектов: рыб и беспозвоночных - естественных хищников биообрастателей; заблаговременно защищают: взрослых особей рыб (естественных хищников биообрастателей) от попадания в отводящий канал с перегретой, в результате технологического процесса, оборотной технической водой, а также молоди рыб - с размером тела от 12 мм и выше (будущих естественных хищников биообрастателей), от попадания в подводящий канал и водозаборное окно объекта энергетического комплекса путем излучения широкополосных акустических сигналов информационного, энергетического, высокоградиентного и биорезонансного типов в инфразвуковом и звуковом диапазонах частот, а также создания акустико-пузырьковых завес, соответственно, на выходе из отводящего канала и на входе в подводящий канал; заблаговременно частично очищают от биообрастателей оборотную техническую воду, поступающую в подводящий канал из водоема, направляемую в отводящий канал с объекта энергетического комплекса и движущуюся по течению водоема - путем поэтапного подъема биообрастателей на поверхность каналов и водоема при помощи заблаговременно сформированных идентичных друг другу акустико-пузырьковых завес с последующим их (биообрастателей) удалением в виде грязной пены; заблаговременно предотвращают колонизацию биообрастателями подводных конструкций и оборудования за счет обездвиживания их основной - более 90% массы, а также значительного - более 75% массы, физического уничтожения путем, соответственно, воздействия на биообрастателей интенсивными - с амплитудой звукового давления не менее 5×10 Па акустическими волнами звукового и ультразвукового диапазонов частот, интенсивными низкочастотными электромагнитными волнами, а также в режиме управляемой акустической кавитации; постоянно защищают от попадания мертвых, обездвиженных и подвижных биообрастателей в оборудование объекта энергетического комплекса, путем установки на его входе акустического фильтра соответствующей производительности, колеблющая фильтровальная перегородка которого обеспечивает постоянную задержку биообрастателей с гораздо меньшими, чем диаметр ячеи фильтровальной перегородки, линейными размерами с одновременной самоочисткой фильтровальной перегородки.
На фиг.1-фиг.7 представлены структурные схемы устройства, реализующего разработанный способ защиты подводных конструкций и оборудования от биообрастания. При этом: на фиг.1 иллюстрируется структурная схема устройства применительно к общему принципу реализации разработанного способа защиты подводных конструкций и оборудования от биообрастания, а также к принудительному - под действием широкополосных акустических сигналов в ИЗД и ЗД диапазонах частот, перемещению в часть водоема, прилегающей к подводящему каналу, скоплений водных биологических объектов (ВБО) из удаленной части водоема; на фиг.2 иллюстрируется структурная схема устройства применительно к мобильному передвижному комплексу (МПК), оснащенного пневмоакустическими, гидроакустическими и механическими излучателями; на фиг.3 иллюстрируется структурная схема устройства применительно к идентичным друг другу первому, второму и третьему акустическим модулям (AM); на фиг.4 иллюстрируется структурная схема устройства применительно к идентичным друг другу первому, второму и третьему акустико-пузырьковым модулям (АПМ); на фиг.5 иллюстрируется структурная схема устройства применительно к ОЭК (15), а также к первому МАМ (9) и к второму МАМ (11); на фиг.6 иллюстрируется структурная схема устройства применительно к акустическому фильтру (14).
Устройство, применительно к АЭС, содержит естественный водоем (1), природная вода в котором содержит в большой концентрации биообрастатели: дрейссену и др., БПР: водоросли и др., МПР: частицы глины и др., а также в небольшой концентрации: болезнетворные бактерии (ББ) и скопления ВБО (2) рыб, беспозвоночных (креветки) и др. - естественных хищников биообрастателей, которые неравномерно распределены - из-за постоянных миграций (кормовых, нерестовых и др.), по водоему (1) и МПК (3), периодически - по мере надобности (для принудительного перемещения ВБО из одной области водоема в другую), курсирующему по водоему (1).
Устройство также содержит последовательно функционально соединенные: первый акустический модуль (4) и первый акустико-пузырьковый модуль (5), установленные друг за другом на входе подводящего канала (6), в котором также содержатся биообрастатели и другие примеси, а также ВЗО (7) с МЗР (8), на которой установлены элементы (излучатели) первого магнито-акустического (9) модуля (МАМ); при этом ВЗО (7) с МЗР (8) является входом в железобетонную камеру (10), на выходе которой установлены элементы (излучатели) второго МАМ (11); при этом выход камеры (10) является входом трубопровода (12), имеющего в своей нижней правой части накопитель осадка (13). На выходе трубопровода (12) установлен акустический фильтр (14), являющийся входом водяного насоса (16), являющегося, в свою очередь, входом объекта (15) энергетического комплекса (ОЭК), состоящего из последовательно функционально соединенных: водяного насоса (16), подводящей трубы (17), блока (18) охлаждения (конденсатора) турбины (19), отводящей трубы (20), являющейся выходом ОЭК (15), а также являющейся входом в отводящий канал (21), в котором также содержатся биообрастатели и другие примеси, на выходе которого друг за другом установлены: второй акустико-пузырьковый модуль (22), идентичный первому (5) модулю и второй акустический модуль (23), идентичный первому (4) модулю; при этом выход отводящего канала (21) соединен с водоемом (1), в котором между оконечностью насыпной дамбы (24) и берегом, прилегающим к одной из сторон подводящего канала (2), последовательно установлены: третий акустический модуль (25), аналогичный первому (4) и второму (23) модулям, а также третий акустико-пузырьковый модуль (26), аналогичный первому (5) и второму (22) модулям.
1
1
2
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
При этом МПК (3) содержит: корпус (27) в виде катамарана (две сдвоенные лодки) - для большей устойчивости, движительно-рулевую установку (28), топливную емкость (29); навигационный канал (30), содержащий функционально соединенные: блок (31) связи с искусственным спутником Земли, электронно-вычислительную (ЭВМ) машину (32) и радиолокационную (РЛС) станцию (33); два идентичных друг другу постановочно-выборочных модуля (34), два идентичных друг другу погружных (35) аппарата (ПАР) типа «параван» с идентичными друг другу рулевыми (в горизонтальной и вертикальной плоскостях) установками (36), буксируемыми за МПК (3) с помощью идентичных друг другу многожильных кабель-тросов (37) длиной Li таким образом, чтобы поддерживать отвод ПАР (35) на одинаковое расстояние Li (обеспечивающее постоянство геометрических размеров первичного акустического поля, сформированного под водой несколькими, пространственно распределенными излучателями) от курса движения МПК (3); канал (37) механического формирования широкополосных акустических сигналов энергетического типа на частоте F, содержащий последовательно механически соединенные: электрический двигатель (38), механический вал (39), редуктор (40) и вращающийся шар (41), выполненный из стали в виде сферы, внутри которого находятся несколько (не менее двух штук одного диаметра) металлических шариков (42) различного диаметра; канал (43) пневмо-акустического формирования широкополосных гидроакустических сигналов энергетического - на частоте F и информационного - на частоте F типов, содержащий последовательно функционально соединенные: малогабаритный (меньшей мощности) компрессор (44), дроссельный клапан (45), ресивер (46), возвратный поршень (47) и мембрану (48), являющуюся выходом канала (43); канал (49) электроакустического формирования широкополосных гидроакустических сигналов энергетического - на частоте F, информационного - на частоте F, высокоградиентного - на частоте F и биорезонансного - на частоте F типов, содержащий: параллельно электрические соединенные: первый генератор (50) сигналов энергетического типа на частоте F, первый генератор (51) сигналов информационного типа на частоте F, первый генератор (52) высокоградиентных сигналов на частоте F и первый генератор (53) биорезонансных сигналов на частоте F, выходы генераторов (50), (51), (52) и (53) соединены с соответствующим входом первого коммутатора (54) сигналов, а его выходы (по числу входов) соединены с соответствующими входами первого многоканального (по числу гидроакустических излучателей) микшер-усилителя (55), при этом каждый выход микшер-усилителя (обеспечивающего не только усиление сигналов, но и режим излучения: одновременно все, последовательно все и т.д.) параллельно электрически соединен с входом соответствующего направленного (направленность: единицы - десятки градусов) электроакустического излучателя (56). При этом направленные излучатели (56)установлены на корпусе (27) и ПАР (35) так, чтобы обеспечить максимальный озвучиваемый на частотах F, F, F и F объем (с частичным - на уровне 5-10%, перекрытием его зон - для надежности). Кроме того, МПК (3) содержит малогабаритный (с малой мощностью) автономный источник (58) электрического питания: 220 В 50 Гц, обеспечивающего электрической энергией всех потребителей МПК (3).
1
2
3
4
При этом первый AM (4), аналогичный второму AM (23) и третьему AM (25), содержит электрически соединенные: многоканальный второй генератор (59) сигналов энергетического типа на частоте F, многоканальный второй генератор (60) сигналов информационного типа на частоте F, многоканальный второй генератор (61) высокоградиентных сигналов на частоте F и многоканальный второй генератор (62) биорезонансных сигналов на частоте F, а выходы генераторов (59), (60), (61) и (62) параллельно соединены с соответствующим входом многоканального второго коммутатора (63) сигналов, а его выходы (по числу микшер-усилителей), в свою очередь, соединены с входом соответствующего второго микшер-усилителя (64), посредством также идентичных друг другу многожильных сигнальных кабелей (65). При этом выход каждого второго микшер-усилителя (64) соединен, с входом соответствующего слабонаправленного (направленность - десятки градусов) электроакустического излучателя (67) посредством морского (способного длительное время находиться под водой) сигнального кабеля (66); каждый электроакустический излучатель (67) жестко установлен на поворотной (позволяющей ориентировать ось его диаграммы направленности в вертикальной и горизонтальной плоскостях) площадке (68), которая жестко крепится к ферме (69), например, типа «тренога, обеспечивающей надежное ее сцепление с грунтом даже в условиях течения и ветрового волнения. Первый AM (4) также содержит первый комбинированный источник (70) электрического питания: стационарный - распределительный электрощит (71), подключенный к линии электропередачи, и автономный  дизель-генератор (72), обеспечивающий подачу электроэнергии всем потребителям первого AM (4).
5
5
Первый АПМ (5), аналогичный второму АПМ (22) и третьему АПМ (26), содержит первый канал (73) формирования и излучения широкополосных акустических сигналов на частоте F и первый канал (74) формирования и создания первой воздушно-пузырьковой завесы (ВПЗ). При этом первый канал (73) формирования и излучения широкополосных (длины волн которых близки к диаметрам пузырьков ВПЗ) акустических сигналов располагается ближе к скоплению рыб (2)? содержит последовательно электрически соединенные: первый многоканальный генератор (75) широкополосных сигналов на частоте F, первый многоканальный усилитель (76) широкополосных сигналов, выходы которого, посредством соответствующего второго морского сигнального кабеля (77), соединены с входом соответствующего слабонаправленного (направленность - десятки градусов) первого широкополосного акустического излучателя (78); жестко прикрепленного к ферме (79), аналогичной (69), обеспечивающей надежное ее сцепление с грунтом даже в условиях течения и ветрового волнения. При этом первый канал (74) формирования и создания первой ВПЗ содержит функционально соединенные: первый крупногабаритный (мощный) компрессор (80), первый сплошной воздуховод (81), на котором параллельно друг другу установлены; первый регулятор (82) подачи воздуха и первый манометр (83) - для визуального контроля параметров воздуха на выходе первого сплошного воздуховода (81), а также первый эластичный перфорированный воздуховод (85), вход которого посредством соединительной муфты (84) соединен с выходом воздуховода (81), к которому на одинаковом расстоянии друг от друга прикреплены, посредством идентичных друг другу первых соединительных замков (86) типа «карабин», идентичные друг другу якоря (87).
Кроме того? первый АПМ (5) содержит последовательно функционально соединенные: первое боновое заграждение (88) - набор механических пластин, последовательно соединенных друг с другом и находящихся, в вертикальном положении, на поверхности моря и в верхнем (до 0,5 м) слое воды и образующее сплошную преграду для плавающих и всплывающих примесей (БПР и МПР) и мусора; последовательно механически соединенные первое всасывающее сопло (89), находящееся в одном углу бонового заграждения (88) - области забора скопившейся грязной пены; первая гофрированная водная труба (90) - для принудительного перемещения грязной пены с водой, выход которой соединен с входом первого водяного насоса (91), а выход которого через вторую гофрированную водную трубe (92) соединен с входом первого резервуара (93): отстойника и т.д., для сбора и очистки грязной воды от БПР и МПР. При этом электрическое питание первого крупногабаритного компрессора (80) осуществляется от первого комбинированного источника (70) электрического питания первого AM (4).
6
7
8
9
1
2
3
4
Первый МАМ (9) содержит последовательно электрически соединенные: первый многоканальный (не менее четырех каналов - по числу сторон железобетонной камеры) и многочастотный (не менее четырех - одна частота для одного канала - для исключения возможного негативного влияния частот друг на друга) блок (94) формирования акустических сигналов на частотах: F, F, F и F, первый многоканальный и многочастотный блок (95) усиления акустических сигналов, а также идентичные друг другу несколько (по числу каналов) акустических излучателей (96), подключенных параллельно друг другу к соответствующему выходу блока (97); последовательно электрически соединенные: первый многоканальный (не менее четырех каналов - по числу сторон железобетонной камеры) многочастотный (не менее четырех - одна частота для одного канала - для исключения возможного негативного влияния частот друг на друга) блок (97) формирования электромагнитных сигналов на частотах: ω, ω, ω и ω, первый многоканальный и многочастотный блок (98) усиления электромагнитных сигналов, а также идентичные друг другу несколько (по числу каналов) первые излучатели (96) электромагнитных волн, подключенные параллельно друг другу к соответствующему выходу блока (98).
6
7
8
9
1
2
3
4
Второй МАМ (11), идентичный первому МАМ (9), содержит: последовательно электрически соединенные второй многоканальный и многочастотный блок (100), идентичный блоку (94) формирования акустических сигналов на частотах: F, F, F и F, второй многоканальный и многочастотный блок (101), идентичный блоку (95) усиления акустических сигналов, а также идентичные друг другу несколько (по числу каналов) акустических излучателей (102), идентичных (96), подключенных параллельно друг другу к соответствующему выходу блока (101); последовательно электрически соединенные второй многоканальный и многочастотный блок (103), идентичный блоку (97) формирования электромагнитных сигналов на частотах: ω, ω, ω и ω, второй многоканальный и многочастотный блок (104), идентичный блоку (98) усиления электромагнитных сигналов, а также идентичные друг другу несколько вторых излучателей (105), идентичных излучателям (99), электромагнитных волн, подключенных параллельно друг другу к соответствующему выходу блока (104).
При этом акустический фильтр (14) содержит рабочую камеру (106) заданного технологической схемой объема, разделенную фильтровальной перегородкой (107) на идентичные друг другу первую секцию (108) и вторую секцию (109). В каждой из секций (108) и (109) установлены идентичные друг другу первый поршень (110) и второй поршень (111), соответственно, жестко прикрепленные к валу (112), которые (поршни и вал) под действием вибровозбудителя (113), находящегося на основании (114), совершают принудительные возвратно-поступательные движения (слева-направо на фиг.6). В нижней части второй секции (109) установлено коническое разгрузочное устройство (115), функционально соединенное с транспортером (116) осадка, а ее верхняя часть соединена с выходом трубопровода (12). В свою очередь верхняя часть первой секции (108) соединена с входом водяного насоса (16).
Устройство функционирует следующим образом. На ОЭК (15) в процессе его эксплуатации происходит нагрев турбины (19), что является типичной ситуацией. Для постоянного отвода тепла (тепловой энергии) от турбины (19) используют: водяной насос (16), с помощью которого охлажденную в естественном водоеме (1) оборотную техническую воду принудительно по подводящей трубе (17) подают на вход блока (18) охлаждения (конденсатор) турбины. В результате работы блока (18) нагретую оборотную техническую воду по отводящей трубе (20), принудительно - за счет создаваемого с помощью водяного насоса (16) напора, направляют в отводящий канал (21) и далее, в том числе за счет наклона дна канала (21), в естественный водоем (1). В результате эксплуатации оборудования ОЭК (15), или выполняемых ремонтных работ, проводимых на ОЭК (15), или - в нештатной ситуации (аварии) в оборотную техническую воду, сбрасываемую по каналу (21) в водоем (1), попадают МПР, а в нештатной ситуации, и НПР.
Одновременно с этим, скопления рыб (2), находящиеся в естественном водоеме (1) и являющиеся естественными хищниками для биообрастателей, привлекает (природный инстинкт) турбулентный поток сбрасываемой из отводящего канала (21) нагретой оборотной технической воды, температура которой (в теплое время года до +40°С и выше) представляет опасность не только для здоровья рыб, но и для их жизни. Для того чтобы исключить эти негативные явления, применяют установленные друг за другом - со стороны естественного водоема (1), второй AM (23) и второй АПМ (22).
1
1
1
1
<mrow><msubsup><mi>ϕ</mi><mi>i</mi><mn>0</mn></msubsup></mrow>
<mrow><msubsup><mi>θ</mi><mi>i</mi><mn>0</mn></msubsup></mrow>
Для того чтобы не допустить прохода скопления (2) рыб в отводящий канал (21), а также для того, чтобы у рыб не наступало привыкание к акустическим сигналам одного типа (после чего они могут плохо реагировать на сигналы), при помощи многоканального генератора (59) формируют сигналы энергетического типа на частоте F, которые параллельно-последовательно подают: на n-входы (n=1, 2, 3 - по числу излучателей на фиг.3) коммутатора (63) сигналов, а с его n-выходов (n=1, 2, 3) посредством первых жил многожильных сигнальных кабелей (65) - на первые входы микшер-усилителей (64) - для усиления и смешивания (при необходимости) с другими типами сигналов, а с их выходов, посредством морских сигнальных кабелей (66) - на соответствующие электроакустические излучатели (67), заранее жестко установленные на фермах (69), оси их диаграмм направленности, при помощи поворотных площадок (68), заранее сориентированы под определенными (исходя из ширины рубежа, глубины района и скорости течения) углами в вертикальной
и горизонтальной
плоскостях (i=1, 2, 3). С помощью акустического сигнала энергетического типа на частоте F под водой негативно (вызывая дискомфортное состояние) воздействуют на рыб, находящихся в скоплении (2), и изменяют их поведенческие характеристики - заставляют рыб развернуться и выйти из объема водной среды, примыкающей в радиусе десятков метров от входа в отводящий канал (21). При этом, для исключения привыкания к одному типу сигнала, благодаря коммутатору сигналов и многожильным сигнальным кабелям (65), осуществляют излучение сигнала на частоте F, как одновременно всеми электроакустическими излучателями (67), так и только некоторыми из них, в том числе по программам: например, бегущая волна - сначала излучают с помощью первого излучателя (67), затем излучают с помощью второго излучателя (67) и далее по порядку; в обратном порядке; в шахматном порядке - одновременно излучают с помощью первого и второго излучателей (67) и т.д. Однако через некоторое время рыбы начинают привыкать к данному типу сигналов - энергетическому сигналу на частоте F, и часть из них проникает в отводящий канал (21).
2
2
2
1
1
2
1
Для исключения этого, аналогично описанной выше процедуре, при помощи многоканального генератора (60) формируют сигналы информационного типа на частоте F, которые параллельно-последовательно подают: на n-входы (n=4, 5, 6 - по числу излучателей на фиг.3) коммутатора (63) сигналов, а с его n-выходов посредством вторых жил многожильных сигнальных кабелей (65) - на вторые входы микшер-усилителей (64), а с их выходов, посредством морских сигнальных кабелей (66) - на соответствующие электроакустические излучатели (67). С помощью акустического сигнала информационного типа (например, звук хищника) на частоте F под водой негативно (вызывая чувство страха) воздействуют на рыб, находящихся в скоплении (2), и изменяют их поведенческие характеристики. При этом, для исключения привыкания к двум типам (энергетическому и информационному) сигналов, благодаря коммутатору сигналов и многожильным сигнальным кабелям (65), осуществляют излучение сигнала на частоте F, как одновременно всеми электроакустическими излучателями (67), так и только некоторыми из них, в том числе по программам: например, бегущая волна, в шахматном порядке и т.д., в том числе, одновременно или чередуясь с излучениями сигнала энергетического типа на частоте F. Однако через некоторое время (меньшим по сравнению с излучением только на одной частоте F) рыбы начинают привыкать к данному типу сигналов - информационному сигналу на частоте F, и часть из них (меньшая по сравнению с излучением только на одной частоте F) проникает в отводящий канал (21).
3
3
3
1
2
1
2
3
1
2
Для исключения этого, аналогично описанной выше процедуре, при помощи многоканального генератора (61) формируют сигналы высокоградиентного (с резким изменением частоты при постоянном уровне, с резким изменением уровня на одной частоте, с резким изменением уровня и частоты) типа на частоте F, которые параллельно-последовательно подают: на n-входы (n=7, 8, 9 - по числу излучателей на фиг.3) коммутатора (63) сигналов, а с его n-выходов посредством третьих жил многожильных сигнальных кабелей (65) - на третьи входы микшер-усилителей (64), а с их выходов, посредством морских сигнальных кабелей (66) - на соответствующие электроакустические излучатели (67). С помощью акустического сигнала высокоградиентного типа на частоте F под водой негативно (вызывая болевые ощущения) воздействуют на рыб, находящихся в скоплении (2), и изменяют их поведенческие характеристики. При этом, для исключения привыкания к трем типам (энергетическому, информационному и высокоградиентному) сигналов, благодаря коммутатору сигналов и многожильным сигнальным кабелям (65), осуществляют излучение сигнала на частоте F, как одновременно всеми электроакустическими излучателями (67), так и только некоторыми из них, в том числе по программам: например, бегущая волна, в шахматном порядке и т.д., в том числе, одновременно или чередуясь с излучениями сигналов на частотах F и F. Однако через некоторое время (гораздо меньшим по сравнению с излучением на двух частотах F и F) рыбы начинают привыкать к данному типу сигналов - высокоградиентному сигналу на частоте F, и часть из них (гораздо меньшая по сравнению с излучением только на двух частотах F и F) проникает в отводящий канал (21).
4
4
4
1
2
3
Для исключения этого, аналогично описанной выше процедуре, при помощи многоканального генератора (62) формируют сигналы биорезонансного типа на частоте F (на частоте, близкой к резонансу живой клетки), которые параллельно-последовательно подают: на n-входы (n=10, 11, 12 - по числу излучателей на фиг.3) коммутатора (63) сигналов, а с его n-выходов посредством четвертых жил многожильных сигнальных кабелей (65) - на четвертые входы микшер-усилителей (64), а с их выходов, посредством морских сигнальных кабелей (66) - на соответствующие электроакустические излучатели (67). С помощью акустического сигнала биорезонансного типа на частоте F под водой негативно (вызывая сильнейшие болевые ощущения, вплоть до паралича) воздействуют на рыб, находящихся в скоплении (2), и изменяют их поведенческие характеристики. При этом, для исключения привыкания к данному типу сигналов, благодаря коммутатору (63) сигналов и многожильным сигнальным кабелям (65), осуществляют излучение сигнала биорезонансного типа на частоте F, как одновременно всеми электроакустическими излучателями (67), так и только некоторыми из них, в том числе по программам: например, бегущая волна, в шахматном порядке и т.д., в том числе, одновременно или чередуясь с излучениями сигналов на частотах F, F и F. Поэтому рыбы не привыкают к данным типам акустических сигналов и не проникают в отводящий канал (21) с перегретой водой.
Одновременно с этим, от второго крупногабаритного компрессора (80), по второму сплошному воздуховоду (81), регулируя - с помощью второго регулятора (82) и контролируя - благодаря второму манометру (83), параметры (давление и расход), воздух подают на вход второго эластичного (что позволяет легко его устанавливать и демонтировать - для ремонта) перфорированного воздуховода (85), вход которого, посредством соединительной муфты (84), соединен с выходом второго сплошного воздуховода (81). При этом для исключения сноса (по течению или в результате ветрового волнения) на одинаковом расстоянии друг от друга к воздуховоду (85) прикреплены, посредством идентичных друг другу вторых соединительных замков (86), идентичные друг другу вторые якоря (87).
В результате на данном участке отводящего канала (21) формируют интенсивную (способную поднимать на поверхность даже мелкий мусор, а не только биообрастатели и примеси) - определяемую давлением воздуха, вторую ВПЗ, которая, всплывая на поверхность в движущемся потоке оборотной технической воды, занимает еще относительно широкую (~3-5 м) рабочую полосу, дальняя (от ОЭК) граница которой совпадает с рабочей поверхностью второго бонового заграждения (88). Однако пузырьки воздуха являются относительно пассивными - при всплытии частично увеличивают свой диаметр и лишь частично цепляют на свои упругие (не эластичные) стенки биообрастатели, примеси и HTTP (в нештатной ситуации). Для повышения очистительной эффективности пузырьков воздуха их заставляют - под воздействием акустической волны с длиной волны, близкой к диаметру пузырька, при всплытии становиться эластичными и совершать колебания монопольного типа (сжиматься и разжиматься), т.е. пульсировать.
5
5
5
С этой целью при помощи последовательно электрически соединенных: второго многоканального (по числу акустических излучателей) генератора (75) и второго многоканального усилителя (76) осуществляют формирование и усиление широкополосных сигналов на частоте F. В дальнейшем данные сигналы по идентичным друг другу вторым морским сигнальным кабелям (77) подают на соответствующие слабонаправленные (вверх и навстречу течению) вторые широкополосные акустические излучатели (78), жестко прикрепленные к идентичным друг другу вторым фермам (79), и излучают - вслед всплывающим пузырькам воздуха второй ВПЗ. В результате пульсирующие под воздействием акустических волн на частоте F пузырьки воздуха при всплытии гораздо эффективнее цепляют к своим эластичным поверхностям биообрастатели, примеси и, в нештатной ситуации, НПР. Кроме того, вторая ВПЗ и акустические волны на частоте F являются дополнительными (визуальной и шумовой, соответственно) преградами, особенно в нештатной ситуации - неисправности в работе второго AM (23), для скопления (2) рыб, находящихся вблизи выхода отводящего канала (21) с перегретой водой.
На поверхности воды, на некотором, определяемом глубиной отводящего канала (21) и скоростью потока оборотной технической воды в нем, удалении вниз по течению от второго АПМ (22), под углом - для удобства сбора грязной пены на одной стороне отводящего канала (21), разворачивают второе боновое заграждение (88) - набор механических пластин, последовательно соединенных друг с другом и находящихся, в вертикальном положении, на поверхности и в верхнем (до 0,5 м) слое воды и образующих сплошную преграду для плавающих биообрастателей и примесей, а также сбора грязного слоя пены на поверхности воды. При этом в ближнем углу второго бонового заграждения (88) - области забора скапливающейся грязной пены, размещают второе всасывающее сопло (89), последовательно механически соединенное с первой гофрированной водной трубой (90), входом второго водяного насоса (91), аналогичного первому и третьему водяным насосам, а также имеющего гораздо меньшую производительность по сравнению с водяным насосом (16) ОЭК (15). При этом выход второго водяного насоса (91), через вторую гофрированную водную трубы (92), соединяют с входом второго резервуара (93) для сбора грязной воды, содержащей биообрастатели, МПР и НПР - в нештатной ситуации. Таким образом, создают разряжение и принудительную - под действием второго водяного насоса (91), перемещают грязную пену с поверхности данного участка отводящего канала (21) во второй резервуар (93) для сбора грязной пены.
Одновременно с этим, периодически - по мере надобности, к выходу отводящего канала (21) направляют МПК (3) и производят акустическое вытеснение скопления (2) рыб в направлении в правую область (1a) естественного водоема (1) и далее, через временно не работающие: третий AM (25) и третий АПМ (26) - в левую область (16) естественного водоема с целью искусственного повышения концентрации рыб - природных хищников биобрастателей, в наиболее критической - с точки зрения проблемы биообрастания подводных конструкций и оборудования ОЭК (15), объем (16), прилегающей к входу подводящего канала (6).
1
2
1
1
1
Для этого с помощью РЛС блока (31) связи с искусственным спутником Земли, РЛС (32) и ЭВМ (32) навигационного канала (30), МПК (3) осуществляет безопасное маневрирование, в том числе вблизи отводящего канала (21) и подводящего канала (6), а также вблизи берегов естественного водоема (1), в том числе, благодаря движительно-рулевой установке (28) и корпусу (27), выполненного в виде катамарана - при неблагоприятных погодно-климатических условиях (ветер, волнение и т.д.). С помощью идентичных друг другу постановочно-выборочных модулей (34), установленных в кормовой части корпуса (27) МПК (3), осуществляют постановку на воду, с последующей одновременной буксировкой (при благоприятных погодно-климатических условиях) под водой - при помощи идентичных друг другу многожильных кабель-тросов (37) длиной L, два идентичных друг другу ПАР (35) типа «параван» с идентичными друг другу рулевыми (в горизонтальной и вертикальной плоскостях) установками (36), при помощи которых поддерживают отвод ПАР (35) на одинаковое расстояние L (для обеспечения постоянства геометрических размеров акустического поля, сформированного под водой пространственно распределенными излучателями, размещенными на МПК и обоих ПАР) от курса движения МПК (3). При этом при помощи последовательно функционально соединенных электрического двигателя (38), механического вала (39), редуктора (40) и вращающего шара (41), внутри которого размещено несколько металлических шариков (42) различного диаметра канала (37), осуществляют механическое формирование и ненаправленное излучение широкополосных акустических сигналов энергетического типа на частоте F. При помощи распространяющихся в водной среде акустических волн на частоте F негативно (вызывая дискомфортное состояние) воздействуют на скопление (2) рыб и изменяют их поведенческие характеристики - рыбы разворачиваются и уходят назад от движущегося МПК (3). Однако часть скопления (2) рыб постепенно привыкает к данным сигналам на частоте F, пытается обойти МПК (3) с буксируемыми ПАР (35) и продолжить свое движение в прежнем направлении.
1
1
2
Для исключения этого от малогабаритного компрессора (44) через дроссельный клапан (45), мембрану (48), в том числе, благодаря возвратному поршню (47) канала (43), сжатый воздух в импульсном режиме (длительность импульса определяется продолжительностью выхода сжатого воздуха через мембрану) излучают в водную среду. При этом благодаря различным режимам работы дроссельного клапана (45) и возвратного поршня (47), а также физическим свойствам (упругость и т.д.) мембраны (48), в импульсном режиме излучают широкополосные акустические сигналы энергетического и информационного типов. При помощи распространяющихся в водной среде акустических волн на частоте F негативно (вызывая дискомфортное состояние) энергетического - на частоте F и информационно (звуки хищника) - на частоте F воздействуют на скопление (2) рыб и изменяют их поведенческие характеристики - рыбы разворачиваются и уходят назад от движущегося МПК (3). Однако некоторая часть скопления (2) рыб постепенно частично привыкает к данным сигналам, пытается обойти МПК (3) с буксируемыми ПАР (35) и продолжить свое движение в прежнем направлении.
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
1
2
3
4
Для исключения этого, по аналогии со вторым AM (23), при помощи параллельно-последовательно электрически соединенных: первого генератора (50) сигналов энергетического типа на частоте F, первого генератора (51) сигналов информационного типа на частоте F, первого генератора (52) высокоградиентных сигналов на частоте F и первого генератора (53) биорезонансных сигналов на частоте F, первого коммутатора (54) сигналов, первого многоканального (по числу гидроакустических излучателей) микшер-усилителя (55) осуществляют формирование и усиление сигналов на частотах: F, F, F и F. Затем, при помощи соответствующих электроакустических излучателей (56), установленных на корпусе (27) и ПАР (35) так, чтобы обеспечить максимальный озвучиваемый на частотах F, F, F и F объем (с частичным - на уровне 5-10%, перекрытием его зон - для надежности) производят направленное (направленность: единицы - десятки градусов) излучение (вперед и в соответствующую сторону) акустических волн на частотах F, F, F и F, поэтому рыбы не привыкают к данным типам акустических сигналов, не пытаются пройти через движущийся акустический барьер, сформированный излучателями движущегося МПК (3), а разворачиваются и уходят в обратном направлении. При этом скорость МПК (3) соответствует крейсерской скорости движения скопления (2) рыб и не позволяет скоплению (2) убежать - если скорость его движения больше скорости движения МПК (3), или, в противоположном случае, рассыпаться на мелкие группы.
В процессе эксплуатации ОЭК (15) могут возникнуть ситуации существенного увеличения содержания в воде биообрастателей (межгодовые циклы дрейссены, мшанки и т.д.), БПР (сезонные циклы водорослей, пуха деревьев и т.д.) и МПР (проведение дноуглубительных работ, интенсивное ветровое волнение и т.д.). Для предварительной очистки воды от биообрастателей, БПР и МПР, а также для сохранения количества рыб и беспозвоночных (креветки) в области (16) естественного водоема (1) - области, прилегающей к водоподводящему каналу (6), задействуют третий AM (26) и третий АПМ (26). Для того, по аналогии с описанной ранее методикой использования второго AM (23) и второго АПМ (22):
1
1
1
<mrow><msubsup><mi>ϕ</mi><mi>i</mi><mn>0</mn></msubsup></mrow>
<mrow><msubsup><mi>θ</mi><mi>i</mi><mn>0</mn></msubsup></mrow>
- при помощи многоканального генератора (59) формируют сигналы энергетического типа на частоте F, которые параллельно-последовательно подают: на n-входы (n=1, 2, 3 - по числу излучателей на фиг.3) коммутатора (63) сигналов, а с его n-выходов (n=1, 2, 3) посредством первых жил многожильных сигнальных кабелей (65) - на первые входы микшер-усилителей (64) - для усиления и смешивания (при необходимости) с другими типами сигналов, а с их выходов, посредством морских сигнальных кабелей (66) - на соответствующие электроакустические излучатели (67), заранее жестко установленные на фермах (69), оси их диаграмм направленности, при помощи поворотных площадок (68), заранее сориентированы под определенными (исходя из: ширины рубежа, глубины района и скорости течения) углами в вертикальной
и горизонтальной
плоскостях (i=1, 2, 3). С помощью акустического сигнала энергетического типа на частоте F под водой негативно (вызывая дискомфортное состояние) воздействуют на рыб, находящихся в скоплении (2) и изменяют их поведенческие характеристики - заставляют рыб развернуться и выйти из объема водной среды, примыкающей в радиусе десятков метров от данного рубежа (фиг.1). При этом, для исключения привыкания к одному типу сигнала, благодаря коммутатору сигналов и многожильным сигнальным кабелям (65), осуществляют излучение сигнала на частоте F, как одновременно всеми электроакустическими излучателями (67), так и только некоторыми из них, в том числе по программам;
2
2
2
- при помощи многоканального генератора (60) формируют сигналы информационного типа на частоте F, которые параллельно-последовательно подают: на n-входы (n=4, 5, 6 - по числу излучателей на фиг.3) коммутатора (63) сигналов, а с его n-выходов посредством вторых жил многожильных сигнальных кабелей (65) - на вторые входы микшер-усилителей (64), а с их выходов, посредством морских сигнальных кабелей (66) - на соответствующие электроакустические излучатели (67). С помощью акустического сигнала информационного типа (например, звук хищника) на частоте F под водой негативно (вызывая чувство страха) воздействуют на рыб, находящихся в скоплении (2), и изменяют их поведенческие характеристики. При этом, для исключения привыкания к двум типам (энергетическому и информационному) сигналов, благодаря коммутатору сигналов и многожильным сигнальным кабелям (65), осуществляют излучение сигнала на частоте F, как одновременно всеми электроакустическими излучателями (67), так и только некоторыми из них, в том числе по программам;
3
3
3
- при помощи многоканального генератора (61) формируют сигналы высокоградиентного (с резким изменением частоты при постоянном уровне, с резким изменением уровня на одной частоте, с резким изменением уровня и частоты) типа на частоте F, которые параллельно-последовательно подают: на n-входы (n=7, 8, 9 - по числу излучателей на фиг.3) коммутатора (63) сигналов, а с его n-выходов посредством третьих жил многожильных сигнальных кабелей (65) - на третьи входы микшер-усилителей (64), а с их выходов, посредством морских сигнальных кабелей (66) - на соответствующие электроакустические излучатели (67). С помощью акустического сигнала высоко-градиентного типа на частоте F под водой негативно (вызывая болевые ощущения) воздействуют на рыб, находящихся в скоплении (2), и изменяют их поведенческие характеристики. При этом, для исключения привыкания к трем типам (энергетическому, информационному и высокоградиентному) сигналов, благодаря коммутатору сигналов и многожильным сигнальным кабелям (65), осуществляют излучение сигнала на частоте F, как одновременно всеми электроакустическими излучателями (67), так и только некоторыми из них, в том числе по программам;
4
4
4
- при помощи многоканального генератора (62) формируют сигналы биорезонансного типа на частоте F (на частоте, близкой к резонансу живой клетки), которые параллельно-последовательно подают: на n-входы (n=10, 11, 12 - по числу излучателей на фиг.3) коммутатора (63) сигналов, а с его n-выходов посредством четвертых жил многожильных сигнальных кабелей (65) - на четвертые входы микшер-усилителей (64), а с их выходов, посредством морских сигнальных кабелей (66) - на соответствующие электроакустические излучатели (67). С помощью акустического сигнала биорезонансного типа на частоте F под водой негативно (вызывая сильнейшие болевые ощущения, вплоть до паралича) воздействуют на рыб, находящихся в скоплении (2), и изменяют их поведенческие характеристики. При этом, для исключения привыкания к данному типу сигналов, благодаря коммутатору (63) сигналов и многожильным сигнальным кабелям (65), осуществляют излучение сигнала биорезонансного типа на частоте F, как одновременно всеми электроакустическими излучателями (67), так и только некоторыми из них, в том числе по программам. Поэтому рыбы не привыкают к данным типам акустических сигналов и не проникают из области (1б) в область (1а) и обратно.
Одновременно с этим, от третьего крупногабаритного компрессора (80), по второму сплошному воздуховоду (81), воздух подают на вход третьего эластичного перфорированного воздуховода (85). В результате на данном участке области естественного водоема (1) формируют интенсивную третью ВПЗ. Для повышения очистительной эффективности пузырьков воздуха их заставляют - под воздействием акустической волны становиться эластичными и совершать колебания монопольного типа, т.е. пульсировать.
5
5
5
С этой целью при помощи последовательно электрически соединенных: третьего многоканального генератора (75) и третьего многоканального усилителя (76) осуществляют формирование и усиление широкополосных сигналов на частоте F. В дальнейшем данные сигналы по идентичным друг другу вторым морским сигнальным кабелям (77) подают на соответствующие слабонаправленные третьи широкополосные акустические излучатели (78), жестко прикрепленные к идентичным друг другу вторым фермам (79), и излучают - вслед всплывающим пузырькам воздуха третьей ВПЗ. В результате пульсирующие под воздействием акустических волн на частоте F пузырьки воздуха при всплытии гораздо эффективнее цепляют к своим эластичным поверхностям биообрастатели и примеси. Кроме того, третья ВПЗ и акустические волны на частоте F являются дополнительными (визуальной и шумовой, соответственно) преградами для скопления (2) рыб, находящихся слева от третьего AM (25) - в области (1б) естественного водоема (1).
На поверхности воды, на некотором, определяемом глубиной естественного водоема (1) и скоростью потока воды в нем, удалении вниз по течению от третьего АПМ (22), под углом - для удобства сбора грязной пены на одной стороне условного рубежа (наиболее узкое место между оконечностью насыпной дамбы (24) и противоположным - к отводящему (21) и подводящему (6) каналам, берегом естественного водоема (1), разворачивают, по аналогии с отводящим каналом (21) третье боновое заграждение (88), аналогичное второму боновому заграждению. При этом в ближнем углу третьего бонового заграждения (88), размещают третье всасывающее сопло (89), последовательно механически соединенное с первой гофрированной водной трубой (90), входом третьего водяного насоса (91), аналогичного второму водяному насосу. При этом выход третьего водяного насоса (91), через вторую гофрированную водную трубы (92), соединяют с входом третьего резервуара (93) для сбора грязной воды, содержащей биообрастатели, БПР и МПР. Таким образом, создают разряжение и принудительную - под действием третьего водяного насоса (91), перемещают грязную пену с поверхности данного участка естественного водоема (1) в третий резервуар.
В период, когда концентрация в воде биообрастателей становится критической) с точки зрения возможно биообрастания подводных конструкций и оборудования ОЭК (15), МПК (3), третий AM (25) и третий АПМ (26) заставляют работать синхронно (взаимосвязано): когда МПК (3) начинает приближаться к третьему AM (25) и третьему АПМ (26) со стороны отводящего канала (21) области (1а) естественного водоема (1) они временно прекращают функционировать и пропускают движущиеся в направлении подводящего канала (6) области (1б) естественного водоема (1) друг за другом скопление (2) рыб и МПК (3). После разворота и выхода МПК (3) из области (1б) в область (1а) естественного водоема (1) третий AM (25) и третий АПМ (26) снова заставляют функционировать и создавать непреодолимый рубеж для скопления (2) рыб, находящегося в области (1а) естественного водоема (1).
Однако часть биообрастателей, БПР и МПР, а также скопления (2) рыб, в том числе молоди рыб (с длиной тела от 12 мм и выше), находившиеся ранее в воде области (1б), под действием принудительного течения, создаваемого в процессе работы водяного насоса (16) ОЭК (15), концентрируются на входе подводящего канала (6) и могут попасть в подводные конструкции и оборудование. Для недопущения этого используют: первый AM (4), аналогичный второму AM (23) и третьему AM (25), а также первый АПМ (5), аналогичный второму АПМ (22) и третьему АПМ (26). Для того, по аналогии с описанными ранее методиками использования второго AM (23) и третьего AM (25), а также второго АПМ (22) и третьего АПМ (26):
1
1
1
<mrow><msubsup><mi>ϕ</mi><mi>i</mi><mn>0</mn></msubsup></mrow>
<mrow><msubsup><mi>θ</mi><mi>i</mi><mn>0</mn></msubsup></mrow>
- при помощи многоканального генератора (59) формируют сигналы энергетического типа на частоте F, которые параллельно-последовательно подают: на n-входы (n=1, 2, 3 - по числу излучателей на фиг.3) коммутатора (63) сигналов, а с его n-выходов (n=1, 2, 3) посредством первых жил многожильных сигнальных кабелей (65) - на первые входы микшер-усилителей (64) - для усиления и смешивания (при необходимости) с другими типами сигналов, а с их выходов, посредством морских сигнальных кабелей (66) - на соответствующие электроакустические излучатели (67), заранее жестко установленные на фермах (69), оси их диаграмм направленности, при помощи поворотных площадок (68), заранее сориентированы под определенными (исходя из: ширины подводящего канала (6), глубины района и скорости течения) углами в вертикальной
и горизонтальной
плоскостях (i=1, 2, 3). С помощью акустического сигнала энергетического типа на частоте F под водой негативно (вызывая дискомфортное состояние) воздействуют на рыб, находящихся в скоплении (2), и изменяют их поведенческие характеристики - заставляют рыб развернуться и выйти из объема водной среды, примыкающей в радиусе десятков метров от входа в подводящий канал (6). При этом, для исключения привыкания к одному типу сигнала, благодаря коммутатору сигналов и многожильным сигнальным кабелям (65), осуществляют излучение сигнала на частоте F, как одновременно всеми электроакустическими излучателями (67), так и только некоторыми из них, в том числе по программам;
2
2
2
- при помощи многоканального генератора (60) формируют сигналы информационного типа на частоте F, которые параллельно-последовательно подают: на n-входы (n=4, 5, 6 - по числу излучателей на фиг.3) коммутатора (63) сигналов, а с его n-выходов посредством вторых жил многожильных сигнальных кабелей (65) - на вторые входы микшер-усилителей (64), а с их выходов, посредством морских сигнальных кабелей (66) - на соответствующие электроакустические излучатели (67). С помощью акустического сигнала информационного типа (например, звук хищника) на частоте F под водой негативно (вызывая чувство страха) воздействуют на рыб, находящихся в скоплении (2), и изменяют их поведенческие характеристики. При этом, для исключения привыкания к двум типам (энергетическому и информационному) сигналов, благодаря коммутатору сигналов и многожильным сигнальным кабелям (65), осуществляют излучение сигнала на частоте F, как одновременно всеми электроакустическими излучателями (67), так и только некоторыми из них, в том числе по программам;
3
3
3
- при помощи многоканального генератора (61) формируют сигналы высокоградиентного (с резким изменением частоты при постоянном уровне, с резким изменением уровня на одной частоте, с резким изменением уровня и частоты) типа на частоте F, которые параллельно-последовательно подают: на n-входы (n=7, 8, 9 - по числу излучателей на фиг.3) коммутатора (63) сигналов, а с его n-выходов посредством третьих жил многожильных сигнальных кабелей (65) - на третьи входы микшер-усилителей (64), а с их выходов, посредством морских сигнальных кабелей (66) - на соответствующие электроакустические излучатели (67). С помощью акустического сигнала высоко-градиентного типа на частоте F под водой негативно (вызывая болевые ощущения) воздействуют на рыб, находящихся в скоплении (2), и изменяют их поведенческие характеристики. При этом, для исключения привыкания к трем типам (энергетическому, информационному и высокоградиентному) сигналов, благодаря коммутатору сигналов и многожильным сигнальным кабелям (65), осуществляют излучение сигнала на частоте F, как одновременно всеми электроакустическими излучателями (67), так и только некоторыми из них, в том числе по программам;
4
4
- при помощи многоканального генератора (62) формируют сигналы биорезонансного типа на частоте F4 (на частоте, близкой к резонансу живой клетки), которые параллельно-последовательно подают: на n-входы (n=10, 11, 12 - по числу излучателей на фиг.3) коммутатора (63) сигналов, а с его n-выходов посредством четвертых жил многожильных сигнальных кабелей (65) - на четвертые входы микшер-усилителей (64), а с их выходов, посредством морских сигнальных кабелей (66) - на соответствующие электроакустические излучатели (67). С помощью акустического сигнала биорезонансного типа на частоте F под водой негативно (вызывая сильнейшие болевые ощущения, вплоть до паралича) воздействуют на рыб, находящихся в скоплении (2), и изменяют их поведенческие характеристики. При этом, для исключения привыкания к данному типу сигналов, благодаря коммутатору (63) сигналов и многожильным сигнальным кабелям (65), осуществляют излучение сигнала биорезонансного типа на частоте F, как одновременно всеми электроакустическими излучателями (67), так и только некоторыми из них, в том числе по программам. Поэтому рыбы не привыкают к данным типам акустических сигналов и не проникают из области (1б) в область (1а) и обратно.
Одновременно с этим, от первого крупногабаритного компрессора (80), по первому сплошному воздуховоду (81), воздух подают на вход первого эластичного перфорированного воздуховода (85). В результате на данном участке области естественного водоема (1) формируют интенсивную первую ВПЗ. Для повышения очистительной эффективности пузырьков воздуха их заставляют - под воздействием акустической волны становиться эластичными и совершать колебания монопольного типа, т.е. пульсировать.
5
5
5
С этой целью при помощи последовательно электрически соединенных: первого многоканального генератора (75) и первого многоканального усилителя (76) осуществляют формирование и усиление широкополосных сигналов на частоте F. В дальнейшем данные сигналы по идентичным друг другу первым морским сигнальным кабелям (77) подают на соответствующие слабонаправленные первые широкополосные акустические излучатели (78), жестко прикрепленные к идентичным друг другу первым фермам (79), и излучают - вслед всплывающим пузырькам воздуха первой ВПЗ. В результате пульсирующие под воздействием акустических волн на частоте F пузырьки воздуха при всплытии гораздо эффективнее цепляют к своим эластичным поверхностям биообрастатели и примеси. Кроме того, первая ВПЗ и акустические волны на частоте F являются дополнительными (визуальной и шумовой, соответственно) преградами для скопления (2) рыб, находящихся мористее от первого AM (25) - в области (16) естественного водоема (1).
На поверхности воды, на некотором, определяемом глубиной подводящего канала (6) и скоростью потока оборотной технической воды в нем, удалении вниз по течению от первого АПМ (5), под углом - для удобства сбора грязной пены на одной стороне подводящего канала (6), разворачивают первое боновое заграждение (88), аналогичное третьему и второму боновым заграждениям. При этом в ближнем углу первого бонового заграждения (88) - области забора скапливающейся грязной пены, размещают первое всасывающее сопло (89), последовательно механически соединенное с первой гофрированной водной трубой (90), входом первого водяного насоса (91), аналогичного третьему и второму водяным насосом, а также имеющего гораздо меньшую производительность по сравнению с водяным насосом (16) ОЭК (15). При этом выход первого водяного насоса (91), через вторую гофрированную водную трубы (92), соединяют с входом первого резервуара (93) для сбора грязной воды, содержащей биообрастатели БПР и МПР. Таким образом, создают разряжение и принудительную - под действием первого водяного насоса (91), перемещают грязную пену с поверхности данного участка подводящего канала (6) в первый резервуар (93) для сбора грязной пены.
Однако значительная - более 75%, часть биообрастателей, существенная - более 55%, часть примесей (БПР и МПР), а также незначительная -менее 25%, часть молоди рыб (обессиленных, больных и находящихся на личиночной стадии развития), особенно в критические периоды (высокая температура окружающего воздуха, цветение деревьев: ив и тополей, проведение дноуглубительных работ в водоеме, интенсивное ветровое волнении, нерест рыб и т.д.) все-таки попадает в подводящий канал и движется, благодаря работе водяного насоса (16) ОЭК (15) в направлении ВЗО (7) и МЗР (8). Для исключения механического забивания ячеек МЗР (8) ВЗО (7) примесями (БПР и МПР), молодью рыб, их биообрастания, а также для минимизации количества попадающих биообрастателей на подводные конструкции и оборудование ОЭК (15), в районе ВЗО (7) с МЗР (8), при помощи первого МАМ (9) осуществляют: физическую коагуляцию биообрастателей и примесей (БПР и МПР) в гидроакустических волнах ЗД и УЗД частот, а также в НЧ электромагнитных волнах; физическое обездвиживание основной - более 90% массы биообрастателей в интенсивных гидроакустических волнах ЗД и УЗД частот, а также в НЧ электромагнитных волнах; физическое уничтожение значительной - более 75% массы биообрастателей и ББ в интенсивных гидроакустических волнах ЗД и УЗД частот, а также в интенсивных НЧ электромагнитных волнах, а также физическую очистку поверхности МЗР (8) от биообрастания и примесей. Для чего:
6
7
8
9
6
7
8
9
6
7
8
9
5
В многоканальном (не менее четырех каналов) и многочастотном (не менее четырех частот - одна частота на один канал) блоке (94) первого МАМ (9) осуществляют формирование акустических сигналов на частотах: F, F, F и F в ЗД и УЗД диапазонах частот с их (частот) индивидуальной автоматической подстройкой - для обеспечения высокой стабильности всех частот. С каждого из выхода блока (94) высокостабильные сигналы на частотах F, F, F и F последовательно-параллельно подают на соответствующие входы первого многоканального и многочастотного блока (95), в котором осуществляют усиление этих сигналов до высокого уровня, а с его выходов -на входы соответствующих акустических излучателей (96), установленных снаружи ВЗО (7) и ориентированных вдоль МЗР (8) таким образом, чтобы озвучивать суммарно (каждый излучатель акустических волн свою часть площади) всю ее поверхность и непосредственно прилегающую к МЗР (8) область водной среды. Таким образом, в водную среду направленно и одновременно излучают интенсивные - с амплитудой акустического давления не менее 5×10 Па, акустические волны на частотах F, F, F и F, посредством которых в неоднородной (содержащей: биообрастатели, пузырьки воздуха и растворенного газа, а также БПР и МПР) водной среде формируют различные нелинейные эффекты: управляемую акустическую кавитацию, акустическое течение и взаимодействие акустических волн на различных частотах, а также знакопеременное акустическое давление и осуществляют:
- акустическую коагуляцию биообрастателей, БПР и МПР - за счет механического прибития (прикрепления) мелких и более подвижных частиц к крупным и менее подвижным частицам в движущемся потоке воды;
- физическое обездвиживание основной массы биообрастателей, преимущественно в дальних от излучателей, областях водного пространства - в районе центра ВЗО (7);
- физическое уничтожение значительной массы биообрастателей и ББ, преимущественно в ближних от излучателей, областях водного пространства - в районе внутреннего периметра ВЗО (7);
- физическую очистку всей поверхности МЗР (8) и внутренней поверхности ВЗО (7) от биообрастателей и примесей.
1
2
3
4
1
6
2
7
3
8
4
9
1
2
3
1
2
3
4
Однако в движущемся потоке воды часть биообрастателей остается живой и подвижной (в дальнейшем может колонизироваться на подводных конструкциях и оборудовании), а часть примесей - не укрупненной (не подвергшейся коагуляции). Для недопущения этого в многоканальном (не менее четырех каналов) и многочастотном (не менее четырех частот - одна частота на один канал) блоке (97) первого МАМ (9) осуществляют формирование НЧ электромагнитных сигналов на частотах: ω, ω, ω и ω с их (частот) индивидуальной автоматической подстройкой - для обеспечения высокой стабильности всех частот (при этом: частота ω близка к частоте F, частота ω - к частоте F, частота ω - к частоте F, а частота ω - к частоте F). С каждого из выхода блока (97) высокостабильные сигналы на частотах ω, ω, ω и последовательно-параллельно подают на соответствующие входы первого многоканального и многочастотного блока (98), в котором осуществляют усиление этих сигналов до высокого уровня, а с его выходов - на входы соответствующих излучателей (99) электромагнитных волн, установленных снаружи ВЗО (7) и ориентированных вдоль МЗР (8) таким образом, чтобы озвучивать суммарно (каждый излучатель электромагнитных волн свою часть площади) всю ее поверхность и непосредственно прилегающую к МЗР (8) область водной среды. Таким образом, в водную среду направленно и одновременно излучают интенсивные электромагнитные волны на частотах ω, ω, ω и ω, посредством которых осуществляют:
- электромагнитную коагуляцию биообрастателей, БПР и МПР - за счет преодоления сил их поверхностных зарядов и механического прижатия друг к другу в движущемся (турбулентном) потоке воды;
- физическое обездвиживание значительной части оставшихся после акустического воздействия подвижных биообрастателей, преимущественно в дальних от излучателей, областях водного пространства;
- физическое уничтожение значительной части оставшихся после акустического воздействия подвижных биообрастателей, преимущественно в ближних от излучателей областях водного пространства;
- физическую очистку от биообрастателей и примесей значительной части поверхности МЗР (8) и внутренней поверхности ВЗО (7), оставшихся не очищенными после акустического воздействия.
При этом биообрастатели и различные примеси (исходные и коагулированные), а также и тушки (исходные и с принудительно прикрепленными биообрастателями и примесями) молоди рыб, задержанные на МЗР (8) и открепленные (сбитые) с помощью интенсивных гидроакустических и электромагнитных волн, под действием силы тяжести (в том числе возросшей) и турбулентного потока воды постепенно сползают по ВЗР (8) и наружной стенки железобетонной камеры (10) вниз, скапливаются в углублении (приемыхе) подводящего канала, а в дальнейшем удаляются (периодически или постоянно) из него на поверхность (например, при помощи песконасоса).
6
7
8
9
i
6
7
8
9
Однако незначительные - менее 25%, части: биообрастателей (подвижных, обездвиженных и мертвых) и примесей (БПР и МПР), а также существенная - более 55% часть ББ, протащенные потоком воды через МЗР (8) из ВЗО (7), все-таки попадают (из-за относительно крупной ячеи МЗР) в железобетонную камеру (10). Для минимизации количества попадающих биообрастателей на подводные конструкции и оборудование ОЭК (15), на входе трубопровода (12), подключенного своим входом к выходу железобетонной камеры (10), при помощи второго МАМ (11), аналогичного первому МАМ (9), осуществляют физическую коагуляцию оставшихся (более мелких по размеру) биообрастателей и примесей в гидроакустических волнах ЗД и УЗД частот, а также в НЧ электромагнитных волнах; физическое обездвиживание оставшейся массы биообрастателей в интенсивных гидроакустических волнах ЗД и УЗД частот, а также в НЧ электромагнитных волнах; физическое уничтожение оставшейся массы биообрастателей и значительной - более 75%, ББ в интенсивных гидроакустических волнах ЗД и УЗД частот. Для чего в многоканальном и многочастотном блоке (100) второго МАМ (11) осуществляют формирование акустических сигналов на частотах: F, F, F и F (частота F на фиг.5) в ЗД и УЗД диапазонах частот с их индивидуальной автоматической подстройкой. С каждого из выхода второго блока (100) высокостабильные сигналы на частотах F, F, F и F последовательно-параллельно подают на соответствующие входы второго многоканального и многочастотного блока (101), в котором осуществляют усиление этих сигналов до высокого уровня, а с его выходов - на входы соответствующих акустических излучателей (102), установленных снаружи трубопровода (12) и ориентированных вдоль его торца таким образом, чтобы озвучивать суммарно (каждый излучатель акустических волн свою часть условной площади) весь объем подаваемой воды на его вход.
1
2
3
4
i
1
2
3
4
Однако в движущемся потоке воды малая - менее 10%, часть биообрастателей остается живой и подвижной, а часть примесей - не укрупненной. Для недопущения этого в многоканальном и многочастотном втором блоке (103) второго МАМ (11) осуществляют формирование НЧ электромагнитных сигналов на частотах: ω, ω, ω и ω (частота ω на фиг.5) с их индивидуальной автоматической подстройкой - для обеспечения высокой стабильности всех частот. С каждого из выхода второго блока (103) высокостабильные сигналы на частотах ω, ω, ω и ω последовательно-параллельно подают на соответствующие входы второго многоканального и многочастотного блока (104), в котором осуществляют усиление этих сигналов до высокого уровня, а с его выходов - на входы соответствующих излучателей (105) электромагнитных волн, установленных снаружи трубопровода (10) и ориентированных таким образом, чтобы озвучивать суммарно (каждый излучатель электромагнитных волн свою часть условной площади) весь объем воды.
В результате все биообрастатели на длительное время - до выхода не только из ОЭК (15), но и из отводящего канала (21), теряют способность к колонизации (полностью обездвиживаются), или физически уничтожаются, практически все - более 90% примеси коагулируются, а практически все ББ - теряют активность или физически уничтожаются. Однако данные биообрастатели (физически уничтоженные и обездвиженные) и примеси (исходные и коагулированные) могут негативно влиять на работу оборудования ОЭК (15). Для исключения этого на выходе трубопровода (12), в его нижней части размещают накопитель садка (13), в который собирают выпадающие в осадок биообрастатели и примеси, преимущественно коагулированные; на входе водяного насоса (16), подключенного к выходу трубопровода (10), устанавливают акустический фильтр (14), с помощью которого практически полностью - более чем на 95%, очищают от биообрастателей и примесей подаваемую на оборудование ОЭК (15) оборотную техническую воду. Для чего в верхнюю часть второй секции (109) рабочей камеры (106) акустического фильтра (14) принудительно - с помощью водяного насоса (16), подают очищаемую воду заданного технологической схемой объема, которая (вода) принудительно проходит через фильтровальную перегородку (107), разделяющую рабочую камеру (106) на идентичные друг другу секции: первую - (108), на фиг.7 - левая и вторую - (109) - на фиг.7 - правая. Для того чтобы задерживать более мелкие, чем ячея фильтровальной перегородки, частицы биообрастателей и примесей, а также постоянно очищать фильтровальную перегородку от биообрастателей и примесей, используют последовательно механически соединенные: вибровозбудитель (113), установленный на основании (114), а также вал (112) к которому жестко прикреплены идентичные друг другу поршни: первый поршень (110), совершающий принудительные, возвратно-поступательные (слева-направо на фиг.6), перемещения по всей первой секции (108) рабочей камеры (106) и второй поршень (111), совершающий синхронные принудительные перемещения по всей второй секции (109) рабочей камеры (106). Для сбора задержанных на фильтровальной перегородке (107) биообрастателей и примесей используют коническое разгрузочное устройство (115), установленное в нижней части второй секции (109) рабочей камеры (106), а также функционально соединенное с транспортером (116) осадка. В дальнейшем с помощью устройства (115) осуществляют транспортировку осадка в специальную емкость, предназначенную для его последующей транспортировки к месту переработки или захоронения, попутно загружая его (транспортер) осадком из накопителя (13) осадков, установленным в нижней части трубопровода (12).
В дальнейшем очищенную оборотную техническую воду, при помощи водяного насоса (16), последовательно и принудительно направляют через подводящую трубу (17) на вход блока (18) охлаждения турбины (19), с его выхода (блока) - на отводящую трубу (20), а с ее выхода - на вход отводящего канала (21). При этом:
1. Эффективность защиты подводных конструкций и оборудования от биообрастания обеспечивают за счет того, что:
- осуществляют очистку воды от биообрастателей по этапам (рубежам): выход отводящего канала, часть водоема, водоем, вход подводящего канала, вход водозаборного окна, выход железобетонной камеры, вход водяного насоса;
- на биообрастатели воздействуют различными физическими волнами (акустическими и электромагнитными), а также пузырьками воздуха;
- не дают возможности биообрастателям, за счет их полного обездвиживания, колонизировать подводные конструкции и оборудование;
- уменьшают концентрацию биообрастателей в оборотной технической воде путем их физического уничтожения;
- уменьшают концентрацию биообрастателей в части водоема, непосредственно прилегающего к подводящему каналу путем их поедания водными ВБО: рыбами и др. - естественными хищниками биообрастателей;
- поддерживают общую высокую численность популяции ВБО в водоеме путем не допущения попадания взрослых особей рыб в отводящий канал с перегретой водой, а молодь рыб - в подводящий канал и далее в водозаборное окно ОЭК и т.д.
2. Независимость защиты подводных конструкций и оборудования от концентрации биообрастателей в воде обеспечивают за счет того, что:
- осуществляют очистку воды от биообрастателей по этапам (рубежам): выход отводящего канала, часть водоема, водоем, вход подводящего канала, вход водозаборного окна, выход железобетонной камеры, вход водяного насоса;
- на биообрастатели воздействуют различными физическими волнами (акустическими и электромагнитными), а также пузырьками воздуха;
- уменьшают концентрацию биообрастателей в оборотной технической воде путем их физического уничтожения;
- уменьшают концентрацию биообрастателей в части водоема, непосредственно прилегающего к подводящему каналу путем их поедания водными ВБО: рыбами и др. - естественными хищниками биообрастателей и т.д.
3. Защиту подводных конструкций и оборудования от биообрастания при разных погодно-климатических и технологических условиях, обеспечивают за счет того, что:
- осуществляют очистку воды от биообрастателей по этапам (рубежам): выход отводящего канала, часть водоема, водоем, вход подводящего канала, вход водозаборного окна, выход железобетонной камеры, вход водяного насоса;
- не дают возможности биообрастателям, за счет их полного обездвиживания, колонизировать подводные конструкции и оборудование
- уменьшают концентрацию биообрастателей в оборотной технической воде путем их физического уничтожения;
- уменьшают концентрацию биообрастателей в части водоема, непосредственно прилегающего к подводящему каналу путем их поедания водными ВБО: рыбами и др. - естественными хищниками биообрастателей;
- поддерживают общую высокую численность популяции ВБО в водоеме путем не допущения попадания взрослых особей рыб в отводящий канал с перегретой водой, а молодь рыб - в подводящий канал и далее в водозаборное окно ОЭК и т.д.
4. Минимизируют финансово-временные затраты за счет того, что:
- при защите подводных конструкций и оборудования от биообрастания с помощью одного и того же оборудования и персонала: очищают воду от БПР и МПР; осуществляют защиту рыб от гибели; уменьшают тепловое загрязнение водоема и атмосферы, т.е. обеспечивают промышленную и экологическую безопасность;
- исключают из использования дорогостоящих химических реагентов;
- используют серийно выпускаемое оборудование и т.д.
5. Экологическую безопасность для всех водных объектов, человека и ОПС, в целом, обеспечивают за счет того, что:
- исключают использование экологически опасных химических реагентов;
- предупреждают возможное загрязнение водоема МПР - во время ремонтных работ и НПР (топливными маслами) - в нештатных ситуациях;
- не допускают проникновение взрослых особей рыб (особенно в период нереста) в отводящий канал с перегретой водой, а молодь рыб (особенно в период ската) в подводящий канал, а далее в ВЗО ОЭК;
- осуществляют очистку воды от БПР и МПР по этапам (рубежам): выход отводящего канала, часть водоема, водоем, вход подводящего канала, вход водозаборного окна, выход железобетонной камеры, вход водяного насоса;
- уменьшают тепловое загрязнение водоема и атмосферы за счет повышения эффективности теплоотдачи воды, а не ее испарения и т.д.
Отличительными признаками заявляемого способа являются:
1. Принудительное периодическое перемещение скопления водных биологических объектов: рыб и беспозвоночных - естественных хищников биообрастателей из одной части водоема в другую.
2. Заблаговременная защита взрослых особей рыб - естественных хищников биообрастателей от попадания в отводящий канал с перегретой, в результате технологического процесса, оборотной технической водой.
3. Заблаговременная защита молоди рыб - естественных хищников биообрастателей, от попадания в водозаборное окно ОЭК.
4. Поэтапная частичная очистка от биообрастателей оборотной технической воды: поступающей в подводящий канал из водоема, направляемой в отводящий канал с объекта энергетического комплекса и движущейся по течению водоема.
5. Предотвращение колонизации биообрастателями подводных конструкций ОЭК за счет их обездвиживания и физического уничтожения.
6. Полная очистка от биообрастателей оборотной технической воды, поступающей на вход оборудования ОЭК, за счет ее микрофильтрования.
Наличие отличительных от прототипа признаков позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого способа критерию "новизна".
Анализ известных технических решений с целью обнаружения в них указанных отличительных признаков показал следующее.
Признаки: 1, 2 и 4 являются новыми и неизвестно их использование для защиты подводных конструкций и оборудования от биообрастания.
Признаки: 3 и 5 являются новыми и неизвестно их использование для защиты подводных конструкций и оборудования от биообрастания. В то же время известно: для признака 3 - использование акустических волн и воздушно-пузырьковых завес в интересах рыбозащиты; для признака 5 - использование ультразвука для очистки конструкций от биообрастания.
Признак 6 является известным.
Таким образом, наличие новых существенных признаков, в совокупности с известными, обеспечивает появление у заявляемого решения нового свойства, не совпадающего со свойствами известных технических решений - эффективно - качественно, быстро и надежно, защитить подводные конструкции и оборудование от биообрастания, независимо от концентрации биообрастателей в воде, при разных погодно-климатических и технологических условиях, при минимальных финансово-временных затратах, экологически безопасным для всех водных объектов, человека и ОПС, в целом.
В данном случае мы имеем новую совокупность признаков и их новую взаимосвязь, причем не простое объединение новых признаков и уже известных, а именно выполнение операций в предложенной последовательности и приводит к качественно новому эффекту. Данное обстоятельство позволяет сделать вывод о соответствии разработанного способа критерию "существенные отличия".
Пример реализации способа. Полупромышленные испытания разработанного способа защиты подводных конструкций и оборудования от биообрастания производились в периоды: с 2002 по 2007 гг. - в Республики Корея (г.Пусан) - для АЭС «Кори-1», с 2007 по 2010 гг. - в Социалистической Республике Вьетнам (г.ВунгТау) - для строящейся АЭС, а также для российско-вьетнамских морских объектов нефтегазового комплекса; с 2011 по 2012 гг. - в России (г.Удомля) - для Калининской АЭС.
На фиг.7-фиг.9 иллюстрируются некоторые результаты испытаний разработанного способа очистки и обеззараживания воды. При этом: на фиг.7 представлены результаты, демонстрирующие эффективность защиты: молоди рыб от попадания в подводящий канал и далее в ВЗО ОЭК (гистограммы №№1-4 на участке I); взрослых особей рыб от попадания в отводящий канал с перегретой оборотной технической водой (гистограммы №№1-4 на участке II); на фиг.8 представлены результаты, иллюстрирующие эффективность защиты подводных конструкций и оборудования от биообрастания за счет подъема биообрастателей в верхний слой воды (10 см) на входе в подводящий канал (с последующим их съемом вместе с грязной пеной) при помощи акустико-пузырьковой завесы, создаваемой первым АПМ с одновременным физическим уничтожением части биообрастателей в акустических полях первого AM и первого АПМ;
На фиг.9 представлены результаты, иллюстрирующие эффективность защиты подводных конструкций и оборудования от биообрастания за счет физического уничтожения и обездвиживания биообрастателей в верхнем (10 см) слое воды на входе в ВЗО при помощи интенсивных акустических УЗД частот и НЧ электромагнитных волн.
Как видно из фиг.7, среднеарифметическое значение эффективности (Е, %) защиты молоди рыб от попадания в подводящий канал и далее в ВЗО ОЭК составляет: 65% (гистограмма №4 на участке I) - для близкого аналога (воздушно-пузырьковой завесы); 75,5% (гистограмма №3) - для комбинированной (акустико-пузырьковой) завесы, создаваемой разработанными акустико-пузырьковыми модулями (АПМ); 90,5% (гистограмма №2) - для акустического барьера, создаваемого разработанными акустическими модулями (AM) и 97,5% - (гистограмма №1) - комплексной завесы, создаваемой разработанными AM и АПМ, установленными последовательно друг за другом (с морской части водоема в сторону входа в подводящий канал). При этом, как видно из фиг.1 (гистограммы №№1-4 на участке I), эффективность разработанного комбинированного способа защиты молоди рыб (гистограмма №1) на 32,5% выше, чем у ближайшего аналога (гистограмма №4).
Как также видно из фиг.7, среднеарифметическое значение эффективности (Е, %) защиты нерестовых рыб от попадания в отводящий канал с перегретой водой составляет: 85,0% (гистограмма №3 на участке II) - для комбинированной завесы, создаваемой разработанными АПМ; 90,5% (гистограмма №2) - для акустического барьера, создаваемого разработанными AM и 97,5% - (гистограмма №1) - комплексной завесы, создаваемой разработанными AM и АПМ, установленными последовательно друг за другом (с морской части водоема в сторону выхода из отводящего канала). В настоящее время отводящие каналы не защищены от попадания нерестовых рыб - естественных хищников биообрастателей, поэтому эффективность рыбозащиты у близкого аналога равна 0% (гистограммы 4 на участке II).
Таким образом, в процессе реализации разработанного способа защиты подводных конструкций и оборудования от биообрастания, эффективность защиты: нерестовых рыб - естественных хищников биообрастателей от попадания в отводящий канал составляет 99,0%, а эффективность защиты молоди рыб - естественных хищников биообрастателей от попадания в подводящий канал возрастает на 32,5% (97,5% - 65%) и составляет 97,5%. Другими словами, сохраняя рыб - естественных хищников биообрастателей, мы автоматически снижаем численность биообрастателей в воде.
3
3
3
3
3
3
3
3
Как видно из фиг.8, без акустико-пузырькового воздействия число (N, млн.шт./дм) живых биообрастателей на горизонтах 0,1 м (с которого осуществляли сбор грязного слоя воды в виде пены), 2 м - (средний слой воды в канале) и 4 м (придонный слой воды в канале), соответственно, составляет 30,2; 29,0 и 28,4 млн. шт./дм (гистограммы №№1а, 2а и 3а, соответственно, выделены сплошными линиями на участке I и обозначены кружками), в то время как после акустико-пузырькового воздействия (гистограммы №№1б, 2б и 3б, соответственно, выделены пунктирными линиями на участке I и обозначены квадратами) число (N, млн.шт./дм) живых биообрастателей на горизонтах 0,1 м, 2 м и 4 м, соответственно, составляет 38,2; 11,5 и 8,2 млн.шт./дм. Как также видно из фиг.8, без акустико-пузырькового воздействия число (N, млн.шт./дм) мертвых биообрастателей на горизонтах 0,1 м, 2 м и 4 м, соответственно, составляет 3; 3,7 и 4,8 млн.шт./дм (гистограммы №№4а, 5а и 6а, соответственно, выделены сплошными линиями на участке II и обозначены кружками), в то время как после акустико-пузырькового воздействия (гистограммы №№4б, 5б и 6б, соответственно, выделены пунктирными линиями на участке II и обозначены квадратами) число (N, млн.шт./дм) мертвых биообрастателей на горизонтах 0,1 м, 2 м и 4 м, соответственно, составляет 28,5; 8,3 и 11 млн.шт./дм. Таким образом, в процессе реализации разработанного способа защиты подводных конструкций и оборудования от биообрастания, за счет излучения акустических сигналов энергетического, информационного, высокоградиентного и биорезонансного типов, а также за счет формирования акустико-пузырьковой завесы удалось:
3
- уменьшить общее количество биообрастателей (живых: подвижных и обездвиженных, а также мертвых) в воде, подающейся на ВЗО ОЭК, за счет их подъема с пульсирующими (под воздействием акустических волн) пузырьками воздуха на поверхность и удаления из воды с грязной пеной. При этом из условной единицы объема (1 дм) воды удалялось 66,7 млн.шт. биообрастателей (38,2 млн.шт. - живых и 28,5 млн.шт. - мертвых) из общего количества 105,7 млн.шт., т.е. 63,1%, биообрастателей;
3
- уменьшить содержание потенциальных биологических колонизаторов подводных конструкций и оборудования в условном объеме (3 дм) воды с 11,5 млн.шт. (3+3,7+4,8 млн.шт.) до 47,8 млн.шт. (28,5+8,3+11 млн.шт.), т.е. более чем в 4 раза - за счет физического уничтожения части биообрастателей.
3
Как видно из фиг.9, при естественных условиях в условной единице объема (1 дм) верхнего (10 см) слоя воды содержалось биообрастателей: живых - 30,5 млн.шт. (гистограмма №1а), обездвиженных (больных и т.д.) - 7,5 млн.шт. (гистограмма №2а) и мертвых (естественная гибель) - 3 млн.шт. (гистограмма №3а). В то время как в процессе реализации разработанного способа защиты подводных конструкций и оборудования от биообрастания, соответственно: живых - 1,5 млн.шт. (гистограмма №16) - уменьшено на 29 млн.шт. (на 95,1%); обездвиженных (под воздействием акустических и электромагнитных волн и больных) - 15,5 млн.шт. (гистограмма №26) увеличено на 8 млн.шт. (на 48,4%) и мертвых (пораженных акустическими и электромагнитными волнами, а также естественная гибель) - 24 млн.шт. (гистограмма №36) - увеличено на 21 млн.шт. (на 87,5%). Другими словами, эффективность защиты подводных конструкций и оборудования от биообрастания, за счет возможной их колонизации, была увеличена на 95,1% - за счет уменьшения количества подвижных биообрастателей. Таким образом:
1. Эффективность защиты подводных конструкций и оборудования от биообрастания обеспечили за счет того, что:
- осуществляли очистку воды от биообрастателей по этапам (рубежам);
- на биообрастатели воздействовали различными физическими волнами (акустическими и электромагнитными), а также пузырьками воздуха;
- не давали возможность биообрастателям, за счет их полного обездвиживания, колонизировать подводные конструкции и оборудование
- уменьшали концентрацию биообрастателей в оборотной технической воде путем их физического уничтожения;
- уменьшали концентрацию биообрастателей в части водоема, непосредственно прилегающему к подводящему каналу путем их поедания водными ВБО: рыбами и др. - естественными хищниками биообрастателей и т.д.
2. Независимость защиты подводных конструкций и оборудования от концентрации биообрастателей в воде обеспечили за счет того, что:
- осуществляли очистку воды от биообрастателей по этапам (рубежам);
- на биообрастатели воздействовали различными физическими волнами (акустическими и электромагнитными), а также пузырьками воздуха;
- уменьшали концентрацию биообрастателей в оборотной технической воде;
- уменьшали концентрацию биообрастателей в части водоема, непосредственно прилегающего к подводящему каналу и т.д.
3. Защиту подводных конструкций и оборудования от биообрастания при разных условиях обеспечили за счет того, что:
- осуществляли очистку воды от биообрастателей по этапам (рубежам);
- не дали возможности биообрастателям, за счет их полного обездвиживания, колонизировать подводные конструкции и оборудование;
- уменьшали концентрацию биообрастателей в оборотной технической воде;
- уменьшали концентрацию биообрастателей в части водоема, непосредственно прилегающей к подводящему каналу;
- поддерживали общую высокую численность популяции ВБО в водоеме путем не допущения попадания взрослых особей рыб в отводящий канал с перегретой водой, а молодь рыб - в подводящий канал и т.д.
4. Минимизацию финансово-временных затрат обеспечили за счет того, что:
- обеспечивали промышленную и экологическую безопасность;
- исключали использование дорогостоящих химических реагентов;
- использовали серийно выпускаемое оборудование и т.д.
5. Экологическую безопасность обеспечили за счет того, что:
- исключали использование экологически опасных химических реагентов;
- предупреждали возможное загрязнение водоема МПР - во время ремонтных работ и НПР (топливными маслами) - в нештатных ситуациях;
- не допускали проникновение взрослых особей рыб (особенно в период нереста) в отводящий канал с перегретой водой, а молодь рыб (особенно в период ската) в подводящий канал, а далее в ВЗО ОЭК;
- осуществляли очистку воды от БПР и МПР по этапам (рубежам);
- уменьшали тепловое загрязнение водоема и атмосферы за счет повышения эффективности теплоотдачи воды, а не ее испарения и т.д.
Литература
1. Соколова Э.В., Марков П.П. Методы борьбы с развитием биологических обрастаний в водозаборных сооружениях и системах технического водоснабжения. - М.: ВНИИ Госстрой СССР, 1985, 53 с.
2. Турпаева Е.П. О возможности борьбы с обрастанием в системах технического водоснабжения // Изучение процессов морского биообрастания и разработка методов борьбы с ним. - Л.: Зоолог. Ин-т АН СССР, 1987, с.95-105.
3. Миничев Ю.С., Серавин Л.Н. Методология и стратегия защиты от морского обрастания // Биология моря, 1988, №3, с.63-68.
4. Усачев И.Н., Стругова Ю.И. Эффективные способы защиты морских энергетических объектов от биологической коррозии // Актуальные проблемы биологических повреждений и защита материалов, изделий. Сооружений. М .: Наука, 1989, с.218-224.
5. Раилкин А.И. Процессы колонизации и защита от биообрастания. Монография, Изд-во: СПб Госуд. Ун-т, 1988, с.183-191, с.209-211.
6. Бахарев С.А. Способ гидроакустического обнаружения и вытеснения подводных пловцов и морских биологических объектов от системы водозабора АЭС. - Патент РФ №2256196, по заявке №2003122012/09 от 15.07.2003 г.
7. Бахарев С.А. Способ очистки воды от водорослей и взвешенных веществ. - Патент РФ №2381181 по заявке №2008127474/15 от 09.07.2008 г.