ПОДВОДНЫЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ МОДУЛЬ Российский патент 2017 года по МПК E21B43/01 E02D29/09 

Изобретение относится к области подводных сооружений, а более конкретно к морским подводным энергетическим модулям на основе автономных источников энергии для энергообеспечения подводных добычных комплексов, и касается вопроса улучшения эксплуатационных характеристик энергетических модулей.

Известен подводный энергетический модуль в составе системы автономного энергообеспечения подводных комплексов (http://offshoremarintec-russia.ru/netcat_files/userfiles/Toropov_Evgeniy_Evgenevich_TsKB_MT_Rubin.pdf) - прототип.

Указанный энергетический модуль (фиг. 1) содержит прочный корпус, установленный на фундаментном основании, который выполнен в виде цилиндрической оболочки со сферическими окончаниями, подкрепленной ребрами жесткости. В прочном корпусе размещено энергетическое оборудование, состоящее из оборудования энергогенерации и оборудования энергораспределения. Подводный энергетический модуль обладает всеми необходимыми качествами для устойчивого и надежного автономного энергоснабжения подводного добычного комплекса.

Однако, из-за большой массы прочного корпуса энергетического модуля, обусловленной большими его размерами, по мнению заявителя, возникают трудности или даже исключается возможность его подъема на поверхность при эксплуатации с целью выполнения технического обслуживания и ремонтов. Для выполнения указанных работ в данном случае необходимо применять водолазные технологии в сочетании с использованием обитаемых подводных аппаратов и с неизбежными операциями по стыковке указанных аппаратов с энергетическим модулем на глубинах до 400 м с целью перехода персонала в энергетический модуль. Данные операции характеризуются высокими рисками для персонала и значительными расходами.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение вышеуказанных недостатков, а именно улучшение условий эксплуатации энергетического модуля путем обеспечения возможности выполнения его технического обслуживания и ремонтов в надводном положении при одновременном повышении эффективности его эксплуатации.

Это достигается тем, что в подводном энергетическом модуле, содержащем прочный корпус в виде цилиндрической оболочки со сферическими окончаниями, подкрепленной кольцевыми ребрами жесткости, энергетическое оборудование, включающее оборудование энергогенерации и оборудование энергораспределения, и закрепленном на подводном фундаментном основании посредством соединительного устройства, по изобретению прочный корпус разделен не менее чем на два прочных корпуса, в одном из которых размещено оборудование энергогенерации, а в другом - оборудование энергораспределения. При этом соединительное устройство выполнено в виде кассеты, а прочные корпуса вертикально встроены в упомянутую кассету с возможностью их раздельного удаления из нее.

Кроме того, каждый прочный корпус оснащен размещенной на одном из его торцов крышкой, соединенной с корпусом посредством разъемного водонепроницаемого соединения, а оборудование энергогенерации и энергораспределения внутри указанных прочных корпусов смонтировано в объемной раме, встроенной с кольцевым зазором в прочный корпус и закрепленной изнутри на упомянутой торцевой крышке.

Наряду с этим поверх кольцевых ребер жесткости снаружи, по периметру цилиндрической оболочки прочного корпуса, установлены направляющие, расположенные параллельно образующим оболочки.

Разделение прочного корпуса энергетического модуля не менее чем на два прочных корпуса, в одном из которых размещено оборудование энергогенерации, а в другом - оборудование энергораспределения, и выполнение при этом соединительного устройства в виде кассеты, в которую вертикально встроены прочные корпуса с возможностью их раздельного удаления из нее, обеспечивает подъем на поверхность каждого прочного корпуса в отдельности благодаря снижению их единичной массы и габаритных размеров и соответственно улучшение условий эксплуатации подводного энергетического модуля.

Оснащение каждого прочного корпуса энергетического модуля размещенной на одном из торцов крышкой, соединенной с корпусом посредством разъемного водонепроницаемого соединения, при том что оборудование энергогенерации и энергораспределения внутри указанных прочных корпусов смонтировано в объемной раме, встроенной с кольцевым зазором в прочный корпус и закрепленной изнутри на упомянутой торцевой крышке, также обеспечивает улучшение условий эксплуатации путем снижения единичной массы и габаритных размеров прочных корпусов энергетического модуля благодаря тому, что техническое обслуживание и ремонты энергетического оборудования обеспечиваются без доступа персонала внутрь прочного корпуса энергетического модуля посредством снятия крышки прочного корпуса вместе с оборудованием на несущей раме и вывода несущей рамы с закрепленным на ней оборудованием из прочного корпуса в надводном положении. При этом сокращение габаритных размеров и соответственно массы прочных корпусов достигается за счет минимизации их размеров, поскольку при снятии крышки и выводе несущей рамы с оборудованием из прочного корпуса обеспечивается хороший доступ к оборудованию для его ремонта или технического обслуживания. Это исключает необходимость обеспечения зон обслуживания оборудования при его нахождении в прочном корпусе.

Установка направляющих поверх кольцевых ребер жесткости снаружи, по периметру цилиндрической оболочки прочного корпуса, обеспечивает улучшение условий эксплуатации путем упрощения операции установки прочных корпусов в соединительном устройстве - кассете.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется рисунками, где на фиг. 2 показан подводный энергетический модуль, установленный на фундаментном основании, на фиг. 3 - энергетический модуль на фиг. 2 (вид в плане) и на фиг. 4 - один из прочных корпусов энергетического модуля (разрез по вертикальной оси).

Подводный энергетический модуль (фиг. 2 и 3) содержит прочные корпуса 1, которые встроены в соединительное устройство, выполненное в виде кассеты 2, прикрепленной к фундаментному основанию 3. Каждый прочный корпус 1 энергетического модуля выполнен в виде наружной цилиндрической оболочки 4, имеющей сферическое окончание в нижней части (фиг. 4). Цилиндрическая оболочка 4 прочного корпуса 1 снабжена ребрами жесткости 5 (фиг. 2, 3 и 4) с наружной стороны и сферическую крышку 6, соединенную с оболочкой 4 поперечным герметичным разъемным соединением 7 (фиг. 2, 4). Снаружи прочного корпуса 1, поверх ребер жесткости 5, параллельно образующим цилиндрической оболочки 4 установлены направляющие 8, которые при нахождении прочного корпуса 1 в кассете 2 образуют скользящее соединение с трубчатым каналом 9 соединительного устройства (кассеты) 2. При этом все прочные корпуса 1 энергетического модуля (фиг. 2, 3) погружены в каналы 9 кассеты 2, в которых фиксируются от горизонтального смещения направляющими 8 прочного корпуса 1. Вертикальная фиксация каждого прочного корпуса 1 в трубчатых каналах 9 обеспечивается собственным весом прочного корпуса, опирающегося на кассету 2 в нижней ее части. Внутри каждого прочного корпуса 1 размещено энергетическое оборудование 10 в виде или оборудования энергогенерации или оборудования энергораспределения. Оборудование 10 энергогенерации или энергораспределения внутри соответствующего прочного корпуса 1 смонтировано в объемной раме 11 (фиг. 4), встроенной с кольцевым зазором в прочный корпус 1 и закрепленной изнутри на упомянутой торцевой крышке 6.

При эксплуатации в режиме выработки электроэнергии оборудование 10 энергогенерации и энергораспределения подводного энергетического модуля работает без участия персонала в необитаемом режиме.

При необходимости проведения технического обслуживания и ремонтов оборудования 10 энергогенерации или энергораспределения выделенный для проведения указанных операций прочный корпус 1 с установленным внутри оборудованием 10 энергогенерации или энергораспределения извлекается из кассеты 2 и поднимается на поверхность с помощью грузоподъемных средств (на фиг. не показаны). Для доступа к оборудованию 10 энергогенерации или энергораспределения от прочного корпуса 1 отсоединяется крышка 6 вместе с указанным оборудованием 10 в объемной раме 11. После выполнения технического обслуживания и ремонта энергетического оборудования 10 прочный корпус 1 вместе с энергетическим оборудованием 10 устанавливается на свое место в подводном положении в соединительное устройство в виде кассеты 2.

Заявляемый «Подводный энергетический модуль» характеризуется уменьшенными единичной массой и габаритными размерами прочных корпусов. Это обеспечивает подъем каждого отдельного прочного корпуса подводного энергетического модуля на поверхность для выполнения технического обслуживания и ремонтов энергогенерирующего и энергораспределительного оборудования, не прибегая к использованию водолазных технологий в сочетании с применением обитаемых подводных аппаратов и с неизбежными операциями по стыковке указанных аппаратов с энергомодулем на глубинах до 400 м с целью перехода персонала в энергомодуль, характеризующимися высокими рисками для персонала. Указанное позволяет улучшить условия эксплуатации заявляемого подводного энергетического модуля, что выгодно отличает его от прототипа.

Изобретение относится к морским подводным энергетическим модулям на основе автономных источников энергии для энергообеспечения подводных добычных комплексов. Подводный энергетический модуль содержит прочный корпус в виде цилиндрической оболочки со сферическими окончаниями, подкрепленной кольцевыми ребрами жесткости, энергетическое оборудование, включающее оборудование энергогенерации и оборудование энергораспределения и закреплен на подводном фундаментном основании посредством соединительного устройства. Прочный корпус разделен не менее чем на два прочных корпуса, в одном из которых размещено оборудование энергогенерации, а в другом - оборудование энергораспределения. Соединительное устройство выполнено в виде кассеты, а прочные корпуса вертикально встроены в упомянутую кассету с возможностью их раздельного удаления из нее. Каждый прочный корпус оснащен размещенной на одном из его торцов крышкой, соединенной с корпусом посредством разъемного водонепроницаемого соединения, а оборудование энергогенерации и энергораспределения внутри указанных прочных корпусов смонтировано в объемной раме, встроенной с кольцевым зазором в прочный корпус и закрепленной изнутри на упомянутой торцевой крышке. Поверх кольцевых ребер жесткости снаружи, по периметру цилиндрической оболочки прочного корпуса, установлены направляющие, расположенные параллельно образующим оболочки. Технический результат заключается в повышении эффективности подводного энергетического модуля. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Подводный энергетический модуль, содержащий прочный корпус в виде цилиндрической оболочки со сферическими окончаниями, подкрепленной кольцевыми ребрами жесткости, энергетическое оборудование, включающее оборудование энергогенерации и оборудование энергораспределения, и закрепленный на подводном фундаментном основании посредством соединительного устройства, отличающийся тем, что прочный корпус разделен не менее чем на два прочных корпуса, в одном из которых размещено оборудование энергогенерации, а в другом - оборудование энергораспределения, при этом соединительное устройство выполнено в виде кассеты, а прочные корпуса вертикально встроены в упомянутую кассету с возможностью их раздельного удаления из нее.

2. Подводный энергетический модуль по п. 1, отличающийся тем, что каждый его прочный корпус оснащен размещенной на одном из его торцов крышкой, соединенной с корпусом посредством разъемного водонепроницаемого соединения, а оборудование энергогенерации или энергораспределения внутри указанных прочных корпусов смонтировано в объемной раме, встроенной с кольцевым зазором в прочный корпус и закрепленной изнутри на упомянутой торцевой крышке.

3. Подводный энергетический модуль по любому из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что поверх кольцевых ребер жесткости снаружи, по периметру цилиндрической оболочки прочного корпуса, установлены направляющие, расположенные параллельно образующим оболочки.