АРКТИЧЕСКОЕ СУДНО, ИМЕЮЩЕЕ СИСТЕМУ УПРАВЛЕНИЯ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ВОДОЙ, И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ВОДОЙ ДЛЯ НЕЕ Российский патент 2023 года по МПК B63J2/12 B63H21/38 B63B13/00 B63B35/08 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Настоящее изобретение относится к арктическому судну, содержащему систему управления охлаждающей водой, и способу управления охлаждающей водой для нее, и, в частности, к арктическому судну, содержащему систему управления охлаждающей водой, обеспечивающую возможность бесперебойной подачи охлаждающей морской воды даже при наличии обледенения на судне в полярных условиях, и способу управления охлаждающей водой для нее.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] В связи с потерей арктического морского льда из-за глобального потепления возрастает интерес к северо-восточному маршруту вблизи России и северо-западному маршруту вблизи Канады.

[0003] Поскольку Арктика богата природными ресурсами, а также известна как новое туристическое направление, активно разрабатываются арктические морские маршруты для экскурсионных поездок, а также для транспортировки и поставки ресурсов из арктических нефтяных месторождений.

[0004] В частности, страны, расположенные вблизи Северного Ледовитого океана, включая Соединенные Штаты Америки, Канаду, Россию, Данию, Норвегию и т.д., проводят ведущие исследования по развитию арктических морских маршрутов, которые содержат приблизительно 25% мировых природных ресурсов, а также сокращают время и расстояние на 30% по сравнению с существующими морскими маршрутами.

[0005] В соответствии с данными, опубликованными исследователями США и Канады, предполагается, что текущее движение судов по арктическим морским маршрутам к 2030 г. достигнет 2% от мировых судовых перевозок, а к 2050 г. - 5%. Однако вероятно, что открытие арктических морских маршрутов будет ускорено из-за глобального потепления.

[0006] В отличие от обычных вод, полярные воды имеют специфику, состоящую в окружающей среде ледяного щита, и, таким образом, требуют такой подход, который учитывает риски, связанные с окружающей средой, независимо от исследований и разработки компонентов и материалов. В частности, для судов, эксплуатируемых в Северном Ледовитом океане, которые подвергаются большим потенциальным рискам, чем суда, эксплуатируемые в обычных водах, безопасная эксплуатация является критичной.

[0007] В частности, условия окружающей среды в полярных областях, такие как средняя температура атмосферы, равная приблизительно -52°С, и айсберги, создают проблемы для развития полярных областей.

[0008] В то же время, в корпусе судна, как правило, обеспечен бак с морской водой, выполненный с возможностью приема и хранения морской воды, причем морская вода, хранящаяся в нем, используется для охлаждения генераторов тепла, таких как двигатель или генератор. В частности, при плавании в холодных или полярных водах холодная морская вода может быть использована на судне в качестве хладагента.

[0009] Обычная система охлаждения на водной основе для судов содержит бак для морской воды, принимающий морскую воду, линию циркуляции морской воды, обеспечивающую путь циркуляции морской воды от бака для морской воды, насос для морской воды, расположенный в линии циркуляции морской воды для накачивания и циркуляции морской воды, охладитель, расположенный в линии циркуляции морской воды для осуществления охлаждения с использованием циркулирующей морской воды в качестве хладагента, и линию циркуляции охлаждающей среды, обеспечивающую путь, по которому охлаждающая среда, подвергшаяся теплообмену, циркулирует от охладителя к объекту, подлежащему охлаждению, такому как двигатель или генератор, при помощи насоса для охлаждающей среды.

[0010] В такой обычной системе охлаждения морскую воду вводят в бак для морской воды через расположенную ниже кингстонную коробку, прокачивают ее от бака для морской воды посредством насоса для морской воды для циркуляции к охладителю, и осуществляют теплообмен с охлаждающей средой, накачиваемой насосом для охлаждающей среды для циркуляции к охладителю по линии циркуляции охлаждающей среды через объект, подлежащий охлаждению, посредством чего охлаждают охлаждающую среду, которая, таким образом, может быть использована для охлаждения объекта, подлежащего охлаждению.

[0011] Однако, для такой обычной системы охлаждения на основе морской воды существует проблема, состоящая в том, что во время работы в ледокольном режиме в полярной среде в кингстонной коробке вероятно возникновение ледяной закупорки, что вызовет трудности в управлении охлаждением.

[0012] <Связанная литература>

[0013] <Патентный документ>

[0014] (Патентный документ 1) публикация патента Кореи №10-2009-0112079

[0015] (Патентный документ 2) публикация патента Кореи №10-2009-0112296

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0016] Для того, чтобы решить проблему, состоящую в том, что при применении системы охлаждения на основе морской воды на арктических судах ледяная закупорка кингстонной коробки, происходящая из-за обледенения, приводит к неисправности системы охлаждения, может быть предложен способ, в котором связанная со льдом кингстонная коробка и нижняя кингстонная коробка выполнены отдельно таким образом, что горячую морскую воду, нагретую посредством теплообмена, подают в нижнюю кингстонную коробку, и при замерзании морской воды в связанной со льдом кингстонной коробке в нее подают горячую морскую воду, находящуюся в нижней кингстонной коробке.

[0017] Однако в том случае, когда для удаления обледенения в связанной со льдом кингстонной коробке этих мер недостаточно, система охлаждения работает неисправно, что делает невозможным поддержание нормальной работы системы обеспечения движения.

[0018] Настоящее изобретение было задумано для решения таких проблем в данной области техники, и аспект настоящего изобретения состоит в предложении арктического судна, которое содержит систему управления охлаждающей водой, обеспечивающей стабильную и непрерывную подачу охлаждающей морской воды даже при возникновении обледенения в связанной со льдом кингстонной коробке в полярных условиях, а также способа управления охлаждающей водой для нее.

[0019] В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения предложено арктическое судно, содержащее систему управления охлаждающей водой, выполненную с возможностью охлаждения генератора тепла с использованием морской воды, причем арктическое судно содержит: кингстонную коробку, выполненную с возможностью приема морской воды снаружи судна и с возможностью ее хранения; балластный бак машинного отделения, выполненный в корпусе судна с возможностью хранения морской воды; генератор тепла, выполненный с возможностью вырабатывании тепла при получении энергии для работы судна; теплообменник, выполненный с возможностью осуществления теплообмена между теплопередающей средой, нагретой в генераторе тепла, и морской водой для охлаждения теплопередающей среды, что в то же время нагревает указанную морскую воду; основной насос для морской воды, выполненный с возможностью подачи морской воды из кингстонной коробки или балластного бака машинного отделения в теплообменник; линию подачи морской воды, проходящую от кингстонной коробки к теплообменнику и снабженную основным насосом для морской воды; линию циркуляции морской воды, проходящую от теплообменника к кингстонной коробке; первую линию аварийной подачи, проходящую от балластного бака машинного отделения к линии подачи морской воды выше по потоку от основного насоса для морской воды; и первую линию аварийной циркуляции, отходящую от линии циркуляции морской воды и проходящую к балластному баку машинного отделения, причем в обычных условиях, когда в кингстонной коробке не возникает обледенение, морскую воду, принимаемую через кингстонную коробку, подают в теплообменник с помощью основного насоса для морской воды, и в аварийных условиях, когда в кингстонной коробке возникло обледенение, в теплообменник с помощью основного насоса для морской воды подают морскую воду, хранящуюся в балластном баке машинного отделения.

[0020] Арктическое судно также может содержать: множество балластных баков грузового трюма, выполненных в корпусе судна для хранения морской воды, причем когда температура морской воды, хранящейся в балластном баке машинного отделения, превышает контрольную температуру, подходящую для охлаждения теплопередающей среды в теплообменнике, в балластный бак машинного отделения могут подавать морскую воду, хранящуюся в одном из указанного множества балластных баков грузового трюма.

[0021] Арктическое судно также может содержать: множество балластных баков грузового трюма, выполненных в корпусе судна для хранения морской воды, вторую линию аварийной подачи, соединяющую по меньшей мере один из указанного множества балластных баков грузового трюма с балластным баком машинного отделения; и вторую линию аварийной циркуляции, отходящую от первой линии аварийной циркуляции и проходящую к указанному одному из указанного множества балластных баков грузового трюма.

[0022] Арктическое судно может также содержать: клапан, выполненный в первой линии аварийной циркуляции с возможностью управления потоком морской воды через нее.

[0023] Арктическое судно может также содержать: клапан управления циркуляцией, выполненный в месте отхода второй линии аварийной циркуляции от первой линии аварийной циркуляции, причем клапан управления циркуляцией представляет собой трехходовой клапан.

[0024] Арктическое судно может также содержать: температурный датчик, выполненный в балластном баке машинного отделения с возможностью обнаружения температуры хранящейся в указанном баке морской воды.

[0025] Арктическое судно может также содержать: дистанционный датчик, выполненный в каждом из указанного множества балластных баков грузового трюма с возможностью обнаружения уровня хранящейся в указанном баке морской воды.

[0026] Арктическое судно может также содержать: аварийный насос, выполненный во второй линии аварийной подачи с возможностью подачи морской воды из указанного по меньшей мере одного из указанного множества балластных баков грузового трюма в балластный бак машинного отделения.

[0027] В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложено арктическое судно, содержащее систему управления охлаждающей водой, выполненную с возможностью охлаждения генератора тепла с использованием морской воды, причем арктическое судно содержит: кингстонную коробку, выполненную с возможностью приема морской воды снаружи судна и с возможностью ее хранения; вспомогательный котел, выполненный с возможностью вырабатывании тепла при получении энергии для работы судна; экономайзер, выполненный с возможностью нагрева воды с использованием отходящего тепла выхлопного газа, выпускаемого из указанного генератора тепла, для подачи насыщенного пара во вспомогательный котел; циркуляционный насос, выполненный с возможностью подачи выхлопного газа от вспомогательного котла к экономайзеру; линию подачи пара, соединяющую вспомогательный котел с кингстонной коробкой с возможностью образования пути потока насыщенного пара; паровую воздуходувку, выполненную в линии подачи пара с возможностью перемещения насыщенного пара к кингстонной коробке; и впрыскивающее сопло, выполненное в кингстонной коробке и соединенное с выпускной стороной линии подачи пара, причем в обычных условиях, когда в кингстонной коробке не возникает обледенение, паровая воздуходувка отключена, а линия подачи пара закрыта, и в аварийных условиях, когда в кингстонной коробке возникло обледенение, линия подачи пара открыта, а паровую воздуходувку активируют с возможностью выпуска насыщенного пара в кингстонную коробку через впрыскивающее сопло.

[0028] Арктическое судно может также содержать: запорный клапан, расположенный в линии подачи пара между впрыскивающим соплом и паровой воздуходувкой, причем в обычных условиях, когда в кингстонной коробке не возникает обледенение, запорный клапан может находиться в закрытом положении для закрытия линии подачи пара, и в аварийных условиях, когда в кингстонной коробке возникло обледенение, запорный клапан могут переключать в открытое положение для открытия линии подачи пара.

[0029] Арктическое судно может также содержать: теплоизолирующий слой, выполненный на наружной стороне линии подачи пара с возможностью изоляции от внешней температуры.

[0030] В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения предложен способ управления морской водой для арктического судна, содержащего систему управления охлаждающей водой, выполненную с возможностью охлаждения генератора тепла с использованием морской воды, причем арктическое судно содержит: кингстонную коробку, выполненную с возможностью приема морской воды снаружи судна и с возможностью ее хранения; балластный бак машинного отделения, выполненный в корпусе судна с возможностью хранения морской воды; генератор тепла, выполненный с возможностью вырабатывании тепла при получении энергии для работы судна; теплообменник, выполненный с возможностью осуществления теплообмена между теплопередающей средой, нагретой в генераторе тепла, и морской водой для охлаждения теплопередающей среды, что в то же время нагревает указанную морскую воду; основной насос для морской воды, выполненный с возможностью подачи морской воды из кингстонной коробки или балластного бака машинного отделения в теплообменник; причем способ управления морской водой включает: этап подачи морской воды, хранящейся в кингстонной коробке, посредством основного насоса для морской воды в теплообменник в обычных условиях, когда в кингстонной коробке не возникает обледенение; и этап подачи морской воды, хранящейся в указанном балластном баке машинного отделения, посредством основного насоса для морской воды в теплообменник в аварийных условиях, когда в кингстонной коробке возникло обледенение; и этап выбора другого балластного бака грузового трюма и этап подачи морской воды из указанного другого балластного бака грузового трюма в балластный бак машинного отделения тогда, когда температура морской воды в балластном баке машинного отделения снова превышает контрольную температуру после подачи морской воды из указанного одного балластного бака грузового трюма в теплообменник через балластный бак машинного отделения.

[0031] Когда уровень морской воды в кингстонной коробке остается ниже заданной контрольной высоты в течение некоторого периода времени, выполняют определение, что в кингстонной коробке возникло обледенение.

[0032] Судно также может содержать: множество балластных баков грузового трюма, выполненных в корпусе судна для хранения морской воды, причем способ управления морской водой также может включать: этап подачи морской воды из одного из указанного множества балластных баков грузового трюма в балластный бак машинного отделения, когда температура морской воды в балластном баке машинного отделения превышает контрольную температуру, подходящую для охлаждения теплопередающей среды в теплообменнике.

[0033] В настоящем изобретении предложено арктическое судно, которое содержит систему управления охлаждающей водой, обеспечивающей стабильную и непрерывную подачу охлаждающей морской воды даже при возникновении обледенения в связанной со льдом кингстонной коробке в полярных условиях, а также способа управления охлаждающей водой для нее.

[0034] С помощью системы и способа управления охлаждающей водой в соответствии с настоящим изобретением даже при невозможности введения морской воды снаружи корпуса, произошедшей из-за обледенения, возникшего в связанной со льдом кингстонной коробке, с использованием морской воды, хранящейся в балластном баке машинного отделения и балластном баке грузового трюма может быть достигнута нормальная работа судна, что тем самым обеспечивает возможность значительного улучшения безопасности при плавании в полярных областях.

[0035] Кроме того, с помощью системы и способа управления охлаждающей водой в соответствии с настоящим изобретением можно обеспечивать достаточное время для удаления обледенения в связанной со льдом кингстонной коробке.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0036] На фиг. 1 показана структурная схема примерной системы управления охлаждающей водой для арктических судов с использованием морской воды в качестве охлаждающей воды.

[0037] На фиг. 2 показана структурная схема системы управления охлаждающей водой для арктических судов в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

[0038] На фиг. 3 показана структурная схема системы управления охлаждающей водой для арктических судов в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.

[0039] На фиг. 4 показана структурная схема системы управления охлаждающей водой для арктических судов в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0040] Ниже будет подробно описана система управления охлаждающей водой для арктических судов с использованием морской воды в качестве охлаждающей воды в соответствии с примерными вариантами осуществления настоящего изобретения со ссылкой на сопутствующие чертежи. На протяжении настоящей спецификации аналогичные ссылочные обозначения обозначают аналогичные элементы, имеющие одинаковые или аналогичные функции, подробное описание которых не будет повторяться.

[0041] На фиг. 1 показана структурная схема примерной системы управления охлаждающей водой для арктических судов с использованием морской воды в качестве охлаждающей воды.

[0042] Система управления охлаждающей водой, показанная на фиг. 1, содержит: резервуар для морской воды, выполненный в корпусе арктического судна для хранения морской воды, например связанную со льдом кингстонную коробку 110 и нижнюю кингстонную коробку 112; теплообменник 124, охлаждающий теплопередающую среду, нагретую в генераторе тепла, например, главном двигателе, вырабатывающем электроэнергию двигателе и котле, с помощью теплообмена, происходящего между теплопередающей средой и морской водой, принимаемой из резервуара для морской воды; линию подачи морской воды, проходящую от резервуара для морской воды к теплообменнику 124; основной насос 122 для морской воды, расположенный на линии подачи морской воды с возможностью накачивания морской воды из резервуара для морской воды в теплообменник 124; линию циркуляции морской воды, проходящую от теплообменника 124 к резервуару для морской воды; и терморегулирующий клапан 126 для циркуляции морской воды, причем терморегулирующий клапан расположен на линии циркуляции морской воды с возможностью регулировки направления и скорости потока морской воды.

[0043] Кроме того, система управления охлаждающей водой также содержит контроллер 140, управляющий терморегулирующий клапаном 126 и тому подобным на основании данных, принятых от датчиков, содержащих дистанционный датчик 134, выполненный в кингстонной коробке 110 с возможностью обнаружения в кингстонной коробке 110 уровня морской воды, и температурный датчик 132, выполненный ниже по потоку от основного насоса 122 для морской воды с возможностью обнаружения температуры морской воды.

[0044] Со ссылкой на фиг. 1, система управления охлаждающей водой может содержать две системы управления охлаждающей водой, имеющие одинаковые спецификации и расположенные на соответствующих сторонах левого и правого бортов судна. Кроме того, ссылочное обозначение 102, которое не было описано ранее, обозначает кингстонную коробку для балластной воды, а ссылочное обозначение 104 обозначает насос для балластной воды, подающий морскую воду из кингстонной коробки 102 для балластной воды к балластному баку (не показан). Для доставки морской воды из связанной со льдом кингстонной коробки 110 к балластному баку через насос 104 для балластной воды в случае необходимости может быть предусмотрена труба.

[0045] Далее будет описана работа системы управления охлаждающей водой, показанной на фиг. 1.

[0046] В обычных условиях, когда в связанной со льдом кингстонной коробке 110 не возникает обледенение, находящуюся в кингстонной коробке 110 морскую воду накачивают посредством основного насоса 122 для морской воды для того, чтобы подавать ее в качестве охлаждающей воды в теплообменник 124. Теплопередающую среду (например, пресную воду, водно-гликолиевую смесь и тому подобное), нагретую в генераторе тепла (не показан), таком как различные двигатели и котлы, подают в теплообменник 124 через трубу (не показана). Затем в теплообменнике 124 между теплопередающей средой и морской водой в качестве охлаждающей воды происходит теплообмен, благодаря чему теплопередающая среда охлаждается, а морская вода нагревается. В этот момент нагретую морскую воду могут подавать в нижнюю кингстонную коробку 112.

[0047] В системе управления охлаждающей водой, показанной на фиг. 1, при обнаружении возникновения обледенения в связанной со льдом кингстонной коробке 110, для предупреждения дальнейшего обледенения и, кроме того, для плавления льда может быть выполнен следующий трехэтапный антиобледенительный процесс.

[0048] Антиобледенительный этап 1) с использованием горячей морской воды, нагретой в теплообменнике

[0049] На основании температуры морской воды, определенной контроллером 140 с помощью температурного датчика 132, расположенного ниже по потоку от основного насоса 122 для морской воды, горячую морскую воду, нагретую посредством теплообмена с теплопередающей средой в теплообменнике 124, подают по меньшей мере в одну из связанной со льдом кингстонной коробки 110 и нижней кингстонной коробки 112. Терморегулирующий клапан 126, который представляет собой, например, трехходовой клапан, может быть расположен на линии циркуляции морской воды с возможностью управления температурой морской воды в связанной со льдом кингстонной коробке 110 посредством регулировки направления и скорости потока горячей морской воды.

[0050] Таким образом, по меньшей мере некоторую часть горячей морской воды, нагретой в теплообменнике 124, могут подавать в связанную со льдом кингстонную коробку 110 для плавления льда, попавшего в кингстонную коробку 110 снаружи корпуса вместе с морской водой.

[0051] Антиобледенительный этап 2) посредством циркуляции морской воды

[0052] Когда внутренняя температура связанной со льдом кингстонной коробки 110 плавно снижается в течение этапа 1), можно выполнять этап 2).

[0053] То есть, при определении, что уровень морской воды в связанной со льдом кингстонной коробке 110, измеренный расположенным в кингстонной коробке 110 дистанционным датчиком 134, ниже, чем первая контрольная высота (например, 9700 мм над основной плоскостью судна), контроллер 140 определяет, что падение уровня морской воды происходит из-за обледенения.

[0054] Затем контроллер 140 управляет терморегулирующим клапаном 126 таким образом, чтобы подавать всю горячую морскую воду, нагретую посредством теплообмена с теплопередающей средой в теплообменнике 124, в связанную со льдом кингстонную коробку 110.

[0055] Таким образом, всю горячую морскую воду могут подавать в связанную со льдом кингстонную коробку 110 для нагрева в кингстонной коробке 110 морской воды и плавления попавшего в нее льда. После смешивания с морской водой, находящейся в связанной со льдом кингстонной коробке 110, горячую морскую воду, поданную в связанную со льдом кингстонную коробку 110, могут подавать обратно в теплообменник 124 с помощью основного насоса 122 для морской воды, что тем самым образует цикл циркуляции морской воды. Следовательно, обледенение в связанной со льдом кингстонной коробке 110 может быть эффективно удалено.

[0056] Антиобледенительный этап 3) с использованием горячей морской воды, сохраненной в нижней кингстонной коробке

[0057] Когда внутренняя температура связанной со льдом кингстонной коробки 110 плавно снижается в течение этапа 2), можно выполнять этап 3).

[0058] То есть, при определении, что уровень морской воды в связанной со льдом кингстонной коробке 110, измеренный расположенным в кингстонной коробке 110 дистанционным датчиком 134, ниже, чем вторая контрольная высота (например, 8500 мм над основной плоскостью судна), контроллер 140 определяет, что падение уровня морской воды из-за обледенения продолжается. Затем контроллер 140 управляет клапаном 120а, расположенным на трубе, соединяющей связанную со льдом кингстонную коробку 110 и нижнюю кингстонную коробку 112, таким образом, чтобы подавать относительно горячую морскую воду, сохраненную в нижней кингстонной коробке 112, в связанную со льдом кингстонную коробку 110. Например, клапан 120а может быть выполнен с возможностью автоматического или ручного переключения между открытым и закрытым положениями.

[0059] Таким образом, всю горячую морскую воду, нагретую посредством теплообмена с теплопередающей средой в теплообменнике 124, и относительно горячую морскую воду, сохраненную в нижней кингстонной коробке 112, могут подавать в связанную со льдом кингстонную коробку 110, что тем самым более эффективно удаляет обледенение в связанной со льдом кингстонной коробке 110.

[0060] Однако если для устранения обледенения в связанной со льдом кингстонной коробке 110 всех этих мер недостаточно, то система охлаждения работает неисправно, и генератор тепла, такой как двигатель (например, система обеспечения движения) не охлаждается должным образом, то со временем это делает невозможным поддержание нормального продвижения судна.

[0061] <Первый вариант осуществления изобретения>

[0062] Далее со ссылкой на фиг. 2 будут описаны дополнительные меры, предпринимаемые в том случае, когда система управления охлаждающей водой, показанная на фиг. 1, не способна удалить оледенение в связанной со льдом кингстонной коробке. На фиг. 2 показана структурная схема системы управления охлаждающей водой для арктических судов в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

[0063] Система управления охлаждающей водой, показанная на фиг. 2, отличается от системы управления охлаждающей водой, показанной на фиг. 1, тем, что в теплообменник 124 в качестве охлаждающей воды могут подавать балластную воду, находящуюся в резервуаре для морской воды, расположенном вблизи машинного отделения, например, балластную воду, находящуюся в балластном баке 210 машинного отделения. На фиг. 2 такие же компоненты, что и компоненты системы управления охлаждающей водой, показанной на фиг. 1, обозначены теми же ссылочными обозначениями, как на фиг. 1.

[0064] Подобно системе управления охлаждающей водой, показанной на фиг. 1, система управления охлаждающей водой, показанная на фиг. 2, содержит: резервуар для морской воды, выполненный в корпусе арктического судна для хранения морской воды, например, связанную со льдом кингстонную коробку 110 и нижнюю кингстонную коробку 112; теплообменник 124, охлаждающий теплопередающую среду, нагретую в генераторе тепла, например, главном двигателе, вырабатывающем электроэнергию двигателе и котле, с помощью теплообмена, происходящего между теплопередающей средой и морской водой, принимаемой из резервуара для морской воды; линию подачи морской воды, проходящую от резервуара для морской воды к теплообменнику 124; основной насос 122 для морской воды, расположенный на линии подачи морской воды с возможностью накачивания морской воды из резервуара для морской воды в теплообменник 124; линию циркуляции морской воды, проходящую от теплообменника 124 к резервуару для морской воды; и терморегулирующий клапан 126 для циркуляции морской воды, причем терморегулирующий клапан расположен на линии циркуляции морской воды с возможностью регулировки направления и скорости потока морской воды.

[0065] Кроме того, подобно системе управления охлаждающей водой, показанной на фиг. 1, система управления охлаждающей водой, показанная на фиг. 2, также содержит контроллер 140, управляющий терморегулирующим клапаном 126 и тому подобным на основании данных, принятых от датчиков, содержащих дистанционный датчик 134, выполненный в кингстонной коробке 110 с возможностью обнаружения воды в ней уровня морской, и температурный датчик 132, выполненный ниже по потоку от основного насоса 122 для морской воды с возможностью обнаружения температуры морской воды.

[0066] Система управления охлаждающей водой, показанная на фиг. 2, также содержит: другой резервуар для морской воды, расположенный вблизи машинного отделения, например, балластный бак 210 машинного отделения; первую линию аварийной подачи, проходящую от балластного бака 210 машинного отделения к линии подачи морской воды выше по потоку от основного насоса 122 для морской воды для доставки морской воды из балластного бака 210 машинного отделения в теплообменник 124 с помощью основного насоса 122 для морской воды; и первую линию аварийной циркуляции, отходящую от линии циркуляции морской воды и проходящую к балластному баку 210 машинного отделения для циркуляции морской воды, нагретой в теплообменнике 124, обратно в балластный бак 210 машинного отделения.

[0067] Кроме того, система управления охлаждающей водой, показанная на фиг. 2, также содержит: дистанционный датчик 234, обнаруживающий уровень морской воды в балластном баке 210 машинного отделения, при этом контроллер 140 может определять наличие морской воды в балластном баке 210 машинного отделения на основании данных, принятых от дистанционного датчика 234.

[0068] Кроме того, когда требуется циркуляция морской воды по первой линии аварийной подачи и первой линии аварийной циркуляции, контроллер 140 может открывать запорный клапан 224, расположенный в первой линии аварийной подачи, и запорный клапан 222, расположенный в первой линии аварийной циркуляции.

[0069] Со ссылкой на фиг. 2, система управления охлаждающей водой может содержать две системы управления охлаждающей водой, имеющие одинаковые спецификации и расположенные на соответствующих сторонах левого и правого бортов судна. Ссылочное обозначение 102, которое не было описано ранее, обозначает кингстонную коробку для балластной воды, а ссылочное обозначение 104 обозначает насос для балластной воды, подающий морскую воду из кингстонной коробки 102 для балластной воды к балластному баку (не показан). Для доставки морской воды из связанной со льдом кингстонной коробки 110 к балластному баку через насос 104 для балластной воды в случае необходимости может быть предусмотрена труба.

[0070] Теперь будет описана работа системы управления охлаждающей водой, показанной на фиг. 2.

[0071] Как было описано выше со ссылкой на фиг. 1, в обычных условиях, когда в связанной со льдом кингстонной коробке 110 не возникает обледенение, находящуюся в кингстонной коробке 110 морскую воду накачивают посредством основного насоса 122 для морской воды для подачи в теплообменник 124 в качестве охлаждающей воды.

[0072] Теплопередающую среду (например, пресную воду, водно-гликолиевую смесь и тому подобное), нагретую генератором тепла (не показан), таким как различные двигатели и котлы, подают в теплообменник 124 через трубу (не показана). Затем в теплообменнике 124 между теплопередающей средой и морской водой в качестве охлаждающей воды происходит теплообмен, благодаря чему теплопередающая среда охлаждается, а морская вода нагревается. В этот момент нагретую морскую воду могут подавать в нижнюю кингстонную коробку 112.

[0073] В системе управления охлаждающей водой, показанной на фиг. 2, при обнаружении возникновения обледенения в связанной со льдом кингстонной коробке 110, для предупреждения дальнейшего обледенения и, кроме того, для плавления льда может быть выполнен трехэтапный антиобледенительный процесс, как описан выше со ссылкой на фиг. 1. Кроме того, когда трехэтапный антиобледенительный процесс не может удалить обледенение в связанной со льдом кингстонной коробке, могут выполнять этап 4).

[0074] Этап 4) с использованием морской воды, хранящейся в балластном баке машинного отделения, в качестве охлаждающей воды

[0075] Когда уровень морской воды в связанной со льдом кингстонной коробке 110 не поднимается плавно в течение этапа 3), можно выполнять этап 4).

[0076] Сначала, когда уровень морской воды в связанной со льдом кингстонной коробке 110, измеренный расположенным в кингстонной коробке 110 дистанционным датчиком 134, остается ниже второй контрольной высоты (например, 8500 мм над основной плоскостью судна) в течение 1 часа или более, контроллер 140 определяет, что затруднено удаление обледенения из связанной со льдом кингстонной коробки 110. Затем контроллер 140 может определять наличие морской воды в балластном баке 210 машинного отделения на основании обнаружения в балластном баке 210 машинного отделения уровня морской воды при помощи расположенного в балластном баке 210 машинного отделения дистанционного датчика 234, а также может активировать кнопку для работы полярной аварийной системы для морской воды в том случае, когда наличие обледенения в связанной со льдом кингстонной коробке ожидает пользовательского ввода. Альтернативно, контроллер может оповещать пользователя об аварии с помощью звукового или визуального сигнала.

[0077] При определении, что требуется работа полярной аварийной системы для морской воды, пользователь может осуществлять приготовления для ее работы, такие как остановка и закрытие различных насосов и клапанов системы для подачи морской воды, не связанной с движением судна.

[0078] Когда пользователь нажимает кнопку для работы полярной аварийной системы для морской воды, контроллер 140 может автоматически выполнять следующие операции:

[0079] - остановку основного насоса 122 для морской воды;

[0080] - направление потока морской воды через терморегулирующий клапан 126 для циркуляции морской воды к связанной со льдом кингстонной коробке 110;

[0081] - закрытие клапанов 120а и 120е, связанных с введением морской воды в связанную со льдом кингстонную коробку 110 и нижнюю кингстонную коробку 112 и выведением морской воды из них; и

[0082] - открытие клапанов 222, 224, связанных с введением морской воды в балластный бак 210 машинного отделения и выведением морской воды из него.

[0082] Однако следует понимать, что настоящее изобретение этим не ограничено, и эти операции могут быть выполнены пользователем вручную, а не автоматически выполнены контроллером 140.

[0084] После завершения этих операций контроллер 140 может активировать кнопку активации основного насоса 122 для морской воды для того, чтобы информировать пользователя о том, что морская вода в балластном баке 210 машинного отделения готова для использования.

[0085] В этот момент контроллер 140 может быть выполнен с возможностью активации основного насоса 122 для морской воды в заранее определенное время, например, через 10 секунд после нажатия пользователем кнопки активации.

[0086] Таким образом, в течение этапа 4) вместо воды в замерзшей связанной со льдом кингстонной коробке 110 при помощи основного насоса 122 для морской воды могут накачивать морскую воду, находящуюся в балластном баке 210 машинного отделения, для подачи и циркуляции в теплообменник 124.

[0087] Этап 4) могут выполнять до тех пор, пока морская вода в балластном баке 210 машинного отделения не достигнет контрольной температуры теплообмена, составляющей, например, 30°С или 32°С. Во время выполнения этапа 4) для удаления обледенения в связанной со льдом кингстонной коробке 110 пользователь может выполнять антиобледенительную операцию.

[0088] Морскую воду, поданную в балластный бак 210 машинного отделения, то есть, морскую воду, нагретую в теплообменнике 124, могут охлаждать посредством теплообмена с полярной морской водой, находящейся снаружи корпуса судна, через его наружную стенку вблизи балластного бака 210 машинного отделения.

[0089] <Второй вариант осуществления изобретения>

[0090] На фиг. 3 показана структурная схема системы управления охлаждающей водой для арктических судов в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.

[0091] Система управления охлаждающей водой, показанная на фиг. 3, отличается от системы управления охлаждающей водой, показанной на фиг. 2, тем, что в качестве охлаждающей воды в теплообменник 124 могут подавать морскую воду, находящуюся в резервуарах для морской воды, расположенных в корпусе, например, балластную воду, находящуюся в балластных баках, расположенных в корпусе, то есть, балластных баках 210 машинного отделения и балластных баках 310 грузового трюма. На фиг. 3 такие же компоненты, что и компоненты системы управления охлаждающей водой, показанной на фиг. 2, будут обозначены теми же ссылочными обозначениями, как на фиг. 2.

[0092] Подобно системе управления охлаждающей водой, показанной на фиг. 1, система управления охлаждающей водой, показанная на фиг. 3, содержит: резервуар для морской воды, выполненный в корпусе арктического судна для хранения морской воды, например, связанную со льдом кингстонную коробку 110 и нижнюю кингстонную коробку 112; теплообменник 124, охлаждающий теплопередающую среду, нагретую в генераторе тепла, например, главном двигателе, вырабатывающем электроэнергию двигателе и котле, с помощью теплообмена, происходящего между теплопередающей средой и морской водой, принимаемой из резервуара для морской воды; линию подачи морской воды, проходящую от резервуара для морской воды к теплообменнику 124; основной насос 122 для морской воды, расположенный в линии подачи морской воды и выполненный с возможностью накачивания морской воды из резервуара для морской воды в теплообменник 124; линию циркуляции морской воды, проходящую от теплообменника 124 к резервуару для морской воды; и терморегулирующий клапан 126 для циркуляции морской воды, причем терморегулирующий клапан расположен на линии циркуляции морской воды с возможностью регулировки направления и скорости потока морской воды.

[0093] Кроме того, подобно системе управления охлаждающей водой, показанной на фиг. 1, система управления охлаждающей водой, показанная на фиг. 3, также содержит контроллер 140, управляющий терморегулирующим клапаном 126 и тому подобным на основании данных, принятых от датчиков, содержащих дистанционный датчик 134, выполненный в кингстонной коробке 110 с возможностью обнаружения в ней уровня морской воды, и температурный датчик 132, выполненный ниже по потоку от основного насоса 122 для морской воды с возможностью обнаружения температуры морской воды.

[0094] Подобно системе управления охлаждающей водой, показанной на фиг. 2, система управления охлаждающей водой, показанная на фиг. 3, также содержит: другой резервуар для морской воды, расположенный вблизи машинного отделения, например, балластный бак 210 машинного отделения; первую линию аварийной подачи, проходящую от балластного бака 210 машинного отделения к линии подачи морской воды выше по потоку от основного насоса 122 для морской воды для доставки морской воды из балластного бака 210 машинного отделения в теплообменник 124 с помощью основного насоса 122 для морской воды; и первую линию аварийной циркуляции, отходящую от линии циркуляции морской воды и проходящую к балластному баку 210 машинного отделения для циркуляции морской воды, нагретой в теплообменнике 124, обратно в балластный бак 210 машинного отделения.

[0095] Кроме того, подобно системе управления охлаждающей водой, показанной на фиг. 2, система управления охлаждающей водой, показанная на фиг. 3, также содержит: дистанционный датчик 234, обнаруживающий уровень морской воды в балластном баке 210 машинного отделения, при этом контроллер 140 может определять наличие морской воды в балластном баке 210 машинного отделения на основании данных, принятых от дистанционного датчика 234.

[0096] Хотя подобно системе управления охлаждающей водой, показанной на фиг. 2, система управления охлаждающей водой, показанная на фиг. 3, содержит запорный клапан 222, расположенный в первой линии аварийной циркуляции для управления потоком морской воды через нее, система управления охлаждающей водой, показанная на фиг. 3, отличается от системы управления охлаждающей водой, показанной на фиг. 2, тем, что клапан, расположенный в первой линии аварийной циркуляции для управления потоком морской воды через нее, является клапаном 322 управления циркуляцией, который представляет собой трехходовой клапан, а не запорный клапан, показанный на фиг. 2.

[0097] Система управления охлаждающей водой, показанная на фиг. 3, может быть выполнена таким образом, что в качестве охлаждающей воды в теплообменник 124 могут подавать морскую воду, находящуюся в резервуаре для морской воды, отличном от связанной со льдом кингстонной коробки 110, нижней кингстонной коробки 112 и балластного бака 210 машинного отделения, например, балластную воду, находящуюся в балластном баке 310 грузового трюма, расположенном в корпусе.

[0098] Для этой цели система управления охлаждающей водой, показанная на фиг. 3, также содержит: вторую линию аварийной подачи, соединяющую по меньшей мере один из множества балластных баков 310 грузового трюма с балластным баком 210 машинного отделения для доставки морской воды, хранящейся в указанном по меньшей мере одном из указанного множества балластных баков 310 грузового трюма, в теплообменник 124 с помощью основного насоса 122 для морской воды; и вторую линию аварийной циркуляции, отходящую от первой линии аварийной циркуляции и проходящую к указанному по меньшей мере одному из указанного множества балластных баков 310 грузового трюма для циркуляции морской воды, нагретой в теплообменнике 124, обратно в указанный по меньшей мере один из указанного множества балластных баков 310 грузового трюма. Клапан 322 управления циркуляцией, представляющий собой трехходовой клапан, выполнен в том месте, в котором вторая линия аварийной циркуляции отходит от первой линии аварийной циркуляции, с возможностью управления направлением потока морской воды.

[0099] Кроме того, система управления охлаждающей водой, показанная на фиг. 3, также может содержать температурный датчик 332, обнаруживающий температуру морской воды в балластном баке 210 машинного отделения, и дистанционный датчик 334, обнаруживающий уровень морской воды в балластном баке 310 грузового трюма. Контроллер 140 на основании данных, принятых от температурного датчика 332, может определять, что морская вода в балластном баке 210 машинного отделения имеет температуру, подходящую для использования в качестве охлаждающей воды, а также на основании данных, принятых от дистанционного датчика 334, может определять наличие морской воды в балластном баке 310 грузового трюма.

[00100] Когда требуется циркуляция морской воды по второй линии аварийной подачи и второй линии аварийной циркуляции, контроллер 140 может открывать запорный клапан 325, расположенный во второй линии аварийной подачи, и запорный клапан 324, расположенный во второй линии аварийной циркуляции, а также может активировать аварийный насос 326.

[00101] Балластный бак 310 грузового трюма и балластный бак 210 машинного отделения могут сообщаться друг с другом с помощью трубы, соединяющей их соответствующие нижние стороны, причем часть указанной трубы может образовывать часть второй линии аварийной циркуляции. Балластный бак 310 грузового трюма и балластный бак 210 машинного отделения могут быть изолированы друг от друга посредством закрытия клапана 323, расположенного на трубе. Здесь клапан 323 должен быть закрыт для того, чтобы часть трубы, соединенной между балластным баком 310 грузового трюма и балластным баком 210 машинного отделения, образовывала часть второй линии аварийной циркуляции, как описано выше.

[00102] Со ссылкой на фиг. 3, система управления охлаждающей водой может содержать две системы управления охлаждающей водой, имеющие одинаковые спецификации и расположенные на соответствующих сторонах левого и правого бортов судна. Ссылочное обозначение 102, которое не было описано ранее, обозначает кингстонную коробку для балластной воды, а ссылочное обозначение 104 обозначает насос для балластной воды, подающий морскую воду из кингстонной коробки 102 для балластной воды к балластному баку (не показан). Для доставки морской воды из связанной со льдом кингстонной коробки 110 к балластному баку через насос 104 для балластной воды в случае необходимости может быть предусмотрена труба.

[00103] Теперь будет описана работа системы управления охлаждающей водой, показанной на фиг. 3.

[00104] Как было описано выше со ссылкой на фиг. 1, в обычных условиях, когда в связанной со льдом кингстонной коробке 110 не возникает обледенение, находящуюся в кингстонной коробке 110 морскую воду накачивают посредством основного насоса 122 для морской воды для подачи в теплообменник 124 в качестве охлаждающей воды. Теплопередающую среду (например, пресную воду, водно-гликолиевую смесь и тому подобное), нагретую генератором тепла (не показан), таким как различные двигатели и котлы, подают в теплообменник 124 через трубу (не показана). Затем в теплообменнике 124 между теплопередающей средой и морской водой в качестве охлаждающей воды происходит теплообмен, благодаря чему теплопередающая среда охлаждается, а морская вода нагревается. В этот момент нагретую морскую воду могут подавать в нижнюю кингстонную коробку 112.

[00105] В системе управления охлаждающей водой, показанной на фиг. 3, при обнаружении возникновения обледенения в связанной со льдом кингстонной коробке 110, для предупреждения дальнейшего обледенения и, кроме того, для плавления льда может быть выполнен трехэтапный антиобледенительный процесс, как тот, что описан выше со ссылкой на фиг. 1.

[00106] Когда трехэтапный антиобледенительный процесс не может удалить обледенение в связанной со льдом кингстонной коробке, могут выполнять этап 4), описанный со ссылкой на фиг. 2.

[00107] Когда в течение этапа 4) температура морской воды в балластном баке 210 машинного отделения превысит контрольную температуру теплообмена, составляющую, например, 30°С или 32°С, могут выполнять этап 5) следующим образом:

[00108] Этап 5) с использованием морской воды, хранящейся в балластном баке грузового трюма, в качестве охлаждающей воды

[00109] Когда температура морской воды в балластном баке 210 машинного отделения, обнаруженная посредством расположенного в балластном баке 210 машинного отделения температурного датчика 332, превысит контрольную температуру теплообмена, составляющую, например, 30°С или 32°С, контроллер 140 определяет, что морская вода в балластном баке 210 машинного отделения не подходит для использования в качестве охлаждающей воды. Затем контроллер 140 выполняет приготовления для подачи балластной воды, находящейся в балластном баке 310 грузового трюма, в балластный бак 210 машинного отделения таким образом, что эту балластную воду в балластном баке 310 машинного отделения используют в качестве охлаждающей воды.

[00110] Сначала контроллер 140 выбирает балластный бак 310 грузового трюма с хранящейся в нем водой среди указанного множества балластных баков 310 грузового трюма. Для этой цели контроллер 140 определяет, находится ли морская вода в каждом балластном баке 310 грузового трюма на основании определения уровня морской воды в каждом таком баке 310 при помощи дистанционного датчика 334, расположенного в указанном каждом баке 310.

[00111] Затем контроллер 140 закрывает впускной клапан 323 балластного бака 210 машинного отделения и открывает впускной клапан 324 и выпускной клапан 325 выбранного балластного бака 310 грузового трюма.

[00112] Кроме того, контроллер 140 управляет таким образом, чтобы морская вода, нагретая в теплообменнике 124, протекала к выбранному балластному баку 310 грузового трюма, а не к балластному баку 210 машинного отделения с помощью регулировки направления клапана 322 управления циркуляцией, расположенного в первой линии аварийной подачи. В этот момент открытие и закрытие упомянутых выше клапанов могут быть автоматически выполнены контроллером 140 или вручную выполнены пользователем.

[00113] Контроллер 140 может активировать аварийный насос 326, расположенный во второй линии аварийной подачи, в заранее определенное время, например, через 10 секунд после определения, что операции указанных клапанов были завершены.

[00114] Таким образом, в течение этапа 5) при помощи основного насоса 122 для морской воды могут накачивать морскую воду, находящуюся в балластном баке 310 грузового трюма, через балластный бак 210 машинного отделения для подачи и циркуляции в теплообменник 124.

[00115] Этап 5) могут выполнять до тех пор, пока морская вода в балластном баке 210 машинного отделения не достигнет контрольной температуры теплообмена, составляющей, например, 30°С или 32°С.

[00116] Когда температура морской воды, находящейся в балластном баке 210 машинного отделения, снова превысит контрольную температуру теплообмена, контроллер 140 может выбирать другой балластный бак 310 грузового трюма для повторного выполнения этапа 5).

[00117] То есть контроллер 140 останавливает аварийный насос 326, закрывает впускной клапан 324 и выпускной клапан 325, связанные с ранее выбранным балластным баком 310 грузового трюма, открывает впускной клапан 324 и выпускной клапан 325, связанные с недавно выбранным балластным баком 310 грузового трюма, и повторно запускает аварийный насос 326, расположенный во второй линии аварийной подачи, в заранее определенное время, например, через 10 секунд после определения, что операции этих клапанов были завершены.

[00118] Во время выполнения этапа 5) для удаления обледенения в связанной со льдом кингстонной коробке 110 пользователь может выполнять антиобледенительную операцию.

[00119] Морскую воду, поданную в балластный бак 210 машинного отделения, то есть, морскую воду, нагретую в теплообменнике 124, могут охлаждать посредством теплообмена с помощью полярной морской воды, находящейся снаружи корпуса судна, через его наружную стенку вблизи балластного бака 210 машинного отделения.

[00120] В соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения для судна, содержащего пять DF двигателей или дизельных двигателей, работающих на тяжелом или легком дизельном топливе (общая нагрузка в море: 86%), один балластный бак машинного отделения (вместимостью 733 тонны каждый), расположенный на каждой из сторон левого и правого борта, и четыре балластных бака грузового трюма (вместимостью 8053 тонны каждый), расположенные на каждой из сторон левого и правого борта, система управления охлаждающей водой выполнена с возможностью работы, например, в течение 2,5 часов на основании предположения, что этап 4) выполняют при следующих условиях: температура окружающей среды: -50°С, начальная температура циркулирующей морской воды: 10°С, допустимая температура циркулирующей морской воды: 32°С, питающая температура пресной воды, охлаждающей оборудование: 36°С.

[00121] Здесь время работы системы управления охлаждающей водой было определено посредством вычисления времени, которое потребуется для того, чтобы морская вода в балластном баке машинного отделения достигла температуры, равной 32°С, после поглощения тепла от двигательного оборудования с охлаждением пресной водой (то есть, генератора тепла) посредством теплообмена, происходящего в теплообменнике, с учетом тепловых потерь из-за прилегающих к балластному баку машинного отделения полярной морской воды (например, при -2°С) и внутренней части корпуса (например, при 5°С).

[00122] Кроме того, в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения система управления охлаждающей водой выполнена с возможностью работы, например, в течение 110 часов на основании предположения, что этап 4) и этап 5) выполняют при тех же условиях, что и в первом варианте осуществления.

[00123] Здесь предполагается, что температурные условия внутри и снаружи корпуса по отношению к балластному баку грузового трюма являются такими же, что и по отношению к балластному баку машинного отделения.

[00124] При помощи этого можно видеть, что при выполнении этапа 5) система управления охлаждающей водой выполнена с возможностью работы на 107,5 часов дольше, чем при выполнении только этапа 4). Так происходит потому, что на этапе 5) увеличивается количество доступных баков и количество доступной морской воды.

[00125] Поскольку балластный бак 310 может обмениваться теплом с холодной полярной морской водой через наружную стенку корпуса, использованная морская вода, находящаяся в балластном баке грузового трюма, может охлаждаться полярной морской водой (имеющей температуру приблизительно -2°С) для повторного использования.

[00126] Система управления охлаждающей водой для арктических судов в соответствии с настоящим изобретением может уменьшать количество пара, используемого для нагревания балластной воды, что тем самым уменьшает энергию, потребляемую для генерации пара, и в то же время снижает выброс загрязняющих веществ.

[00127] <Третий вариант осуществления изобретения>

[00128] На фиг. 4 показана структурная схема системы управления охлаждающей водой для арктических судов в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения, причем система управления охлаждающей водой может содержать две системы управления охлаждающей водой, имеющие одинаковые спецификации и расположенные на соответствующих сторонах левого и правого бортов судна.

[00129] Со ссылкой на фиг. 4, система управления охлаждающей водой для арктических судов в соответствии с третьим вариантом осуществления изобретения представляет собой систему управления охлаждающей водой, выполненную с возможностью охлаждения генератора тепла с использованием морской воды, и содержит: кингстонную коробку 410, выполненную с возможностью приема морской воды снаружи судна и с возможностью ее хранения; вспомогательный котел 420, выполненный с возможностью вырабатывании тепла при получении энергии для работы судна; экономайзер 430, выполненный с возможностью нагрева воды с использованием отходящего тепла выхлопного газа, выпускаемого из вспомогательного котла 420, для подачи насыщенного пара в этот вспомогательный котел; циркуляционный насос 440, выполненный с возможностью подачи выхлопного газа от вспомогательного бойлера 420 к экономайзеру 430; линию 450 подачи пара, соединяющую вспомогательный котел 420 с кингстонной коробкой 410 для образования пути потока насыщенного пара; паровую воздуходувку 460, выполненную в линии 450 подачи пара с возможностью перемещения насыщенного пара к кингстонной коробке 410; и впрыскивающее сопло 470, выполненное в кингстонной коробке и соединенное с выпускной стороной линии 450 подачи пара.

[00130] Кроме того, система управления охлаждающей водой может также содержать запорный клапан 480, расположенный в линии 450 подачи пара между впрыскивающим соплом 470 и паровой воздуходувкой 460, причем в обычных условиях, когда в кингстонной коробке 410 не возникает обледенение, запорный клапан 480 может оставаться в закрытом положении для закрытия линии 450 подачи пара.

[00131] С другой стороны, в аварийных условиях, когда в кингстонной коробке 410 возникло обледенение, запорный клапан 480 может быть переключен в открытое положение для открытия линии 450 подачи пара.

[00132] Кроме того, система управления охлаждающей водой может также содержать теплоизолирующий слой (например, пустоту, не показана), выполненный на наружной стороне линии 450 подачи пара с возможностью изоляции от внешней температуры (то есть, для предупреждения превращения пара в воду, происходящего из-за холодной морской воды), а линия 450 подачи пара может разветвляться на множество подлиний, соединенных с внутренней частью кингстонной коробки 410.

[00133] Когда линия 450 подачи пара разветвляется на множество подлиний, соединенных с внутренней частью кингстонной коробки 410, каждая их этих подлиний 450 может быть снабжена запорным клапаном 480, выполненным с возможностью переключения между открытым и закрытым положениями.

[00134] В арктическом судне, содержащем систему управления охлаждающей водой в соответствии с этим вариантом осуществления изобретения, в обычных условиях, когда в кингстонной коробке 410 не возникает обледенение, паровая воздуходувка 460 может быть отключена, а линия 450 подачи пара может быть закрыта с помощью запорного клапана 480.

[00135] С другой стороны, в аварийных условиях, когда в кингстонной коробке 410 возникло обледенение, линия 450 подачи пара может быть открыта, а паровую воздуходувку 460 могут активировать с возможностью выпуска насыщенного пара в кингстонную коробку 410 через впрыскивающее сопло 470.

[00136] То есть в аварийных условиях, когда в кингстонной коробке 410 возникло обледенение, система управления охлаждающей водой в соответствии с третьим вариантом осуществления изобретения может разрушать, плавить и удалять лед, остающийся в кингстонной коробке 410, с помощью впрыскивания насыщенного пара (имеющего высокие температуру/давление: 7 бар/169°С) в кингстонную коробку 410.

[00137] Хотя в настоящем документе были описаны некоторые варианты осуществления настоящего изобретения, следует понимать, что эти варианты осуществления предоставлены только для иллюстрации и не должны быть истолкованы каким-либо способом как ограничивающие настоящее изобретение, и что специалистами в данной области техники могут быть выполнены различные модификации, изменения и эквивалентные варианты осуществления без отклонения от сущности и объема настоящего изобретения Объем настоящего изобретения должен определяться посредством сопутствующей формулы изобретения и ее эквивалентов

[00138] <Список ссылочных обозначений>

110: связанная со льдом кингстонная коробка

112: нижняя кингстонная коробка

122: основной насос для морской воды

124: теплообменник

126: терморегулирующий клапан

140: контроллер

210: балластный бак машинного отделения

310: балластный бак грузового трюма

322: клапан управления циркуляцией

326: аварийный насос

410: кингстонная коробка

420: вспомогательный котел

430: экономайзер

440: циркуляционный насос

450: линия подачи пара

460: паровая воздуходувка

470: впрыскивающее сопло

480: запорный клапан.

Изобретение относится к области судостроения, в частности к арктическому судну, содержащему систему управления охлаждающей водой, и способу управления охлаждающей водой для нее. Арктическое судно содержит: кингстонную коробку, выполненную с возможностью приема морской воды снаружи судна и с возможностью ее хранения; балластный бак машинного отделения, выполненный в корпусе судна с возможностью хранения морской воды; генератор тепла, выполненный с возможностью вырабатывания тепла при получении энергии для работы судна; теплообменник, выполненный с возможностью осуществления теплообмена между теплопередающей средой, нагретой в генераторе тепла, и морской водой для охлаждения теплопередающей среды, что в то же время нагревает указанную морскую воду; основной насос для морской воды, выполненный с возможностью подачи морской воды из кингстонной коробки или балластного бака машинного отделения в теплообменник; причем в обычных условиях, когда в кингстонной коробке не возникает обледенение, морскую воду, хранящуюся в кингстонной коробке, подают в теплообменник с помощью основного насоса для морской воды, и в аварийных условиях, когда в кингстонной коробке возникло обледенение, в теплообменник с помощью основного насоса для морской воды подают морскую воду, хранящуюся в балластном баке машинного отделения. Обеспечивается возможность бесперебойной подачи охлаждающей морской воды даже при наличии обледенения на судне в полярных условиях. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Арктическое судно, содержащее систему управления охлаждающей водой, выполненную с возможностью охлаждения генератора тепла с использованием морской воды, при этом арктическое судно содержит:

кингстонную коробку, выполненную с возможностью приема морской воды снаружи судна и с возможностью ее хранения;

балластный бак машинного отделения, выполненный в корпусе судна с возможностью хранения морской воды;

множество балластных баков грузового трюма, выполненных в корпусе судна для хранения морской воды;

генератор тепла, выполненный с возможностью вырабатывания тепла при получении энергии для работы судна;

теплообменник, выполненный с возможностью осуществления теплообмена между теплопередающей средой, нагретой в генераторе тепла, и морской водой для охлаждения теплопередающей среды, что в то же время нагревает указанную морскую воду;

основной насос для морской воды, выполненный с возможностью подачи морской воды из кингстонной коробки или балластного бака машинного отделения в теплообменник;

линию подачи морской воды, проходящую от кингстонной коробки к теплообменнику и снабженную основным насосом для морской воды;

линию циркуляции морской воды, проходящую от теплообменника к кингстонной коробке;

первую линию аварийной подачи, проходящую от балластного бака машинного отделения к линии подачи морской воды выше по потоку от основного насоса для морской воды; и

первую линию аварийной циркуляции, отходящую от линии циркуляции морской воды и проходящую к балластному баку машинного отделения,

причем в обычных условиях, когда в кингстонной коробке не возникает обледенение, морскую воду, принимаемую через кингстонную коробку, подают в теплообменник с помощью основного насоса для морской воды, и в аварийных условиях, когда в кингстонной коробке возникло обледенение, в теплообменник с помощью основного насоса для морской воды подают морскую воду, хранящуюся в балластном баке машинного отделения, и причем когда температура морской воды, хранящейся в балластном баке машинного отделения, превышает контрольную температуру, подходящую для охлаждения теплопередающей среды в теплообменнике, в балластный бак машинного отделения подают морскую воду, хранящуюся в одном из указанного множества балластных баков грузового трюма.

2. Арктическое судно по п. 1, также содержащее:

множество балластных баков грузового трюма, выполненных в корпусе судна для хранения морской воды;

вторую линию аварийной подачи, соединяющую по меньшей мере один из указанного множества балластных баков грузового трюма с балластным баком машинного отделения; и вторую линию аварийной циркуляции, отходящую от первой линии аварийной циркуляции и проходящую к указанному по меньшей мере одному из указанного множества балластных баков грузового трюма.

3. Арктическое судно по п. 2, также содержащее:

клапан, выполненный в первой линии аварийной циркуляции с возможностью управления потоком морской воды через нее.

4. Арктическое судно по п. 3, также содержащее:

клапан управления циркуляцией, выполненный в месте отхода второй линии аварийной циркуляции от первой линии аварийной циркуляции, причем клапан управления циркуляцией представляет собой трехходовой клапан.

5. Арктическое судно по п. 1, также содержащее:

температурный датчик, выполненный в балластном баке машинного отделения с возможностью обнаружения температуры хранящейся в указанном баке морской воды.

6. Арктическое судно по п. 1, также содержащее: дистанционный датчик, выполненный в каждом из указанного множества балластных баков грузового трюма с возможностью обнаружения уровня хранящейся в указанном баке морской воды.

7. Арктическое судно по п. 3, также содержащее:

аварийный насос, выполненный во второй линии аварийной подачи с возможностью подачи морской воды из указанного по меньшей мере одного из указанного множества балластных баков грузового трюма в балластный бак машинного отделения.

8. Арктическое судно, содержащее систему управления охлаждающей водой, выполненную с возможностью охлаждения генератора тепла с использованием морской воды, при этом арктическое судно содержит:

кингстонную коробку, выполненную с возможностью приема морской воды снаружи судна и с возможностью ее хранения;

вспомогательный котел, выполненный с возможностью вырабатывания тепла при получении энергии для работы судна;

экономайзер, выполненный с возможностью нагрева воды с использованием отходящего тепла выхлопного газа, выпускаемого из генератора тепла, для подачи насыщенного пара во вспомогательный котел;

циркуляционный насос, выполненный с возможностью подачи выхлопного газа от вспомогательного котла к экономайзеру;

линию подачи пара, соединяющую вспомогательный котел с кингстонной коробкой с возможностью образования пути потока насыщенного пара;

паровую воздуходувку, выполненную в линии подачи пара с возможностью перемещения насыщенного пара к кингстонной коробке; и

впрыскивающее сопло, выполненное в кингстонной коробке и соединенное с выпускной стороной линии подачи пара,

причем в обычных условиях, когда в кингстонной коробке не возникает обледенение, паровая воздуходувка отключена, а линия подачи пара закрыта, и в аварийных условиях, когда в кингстонной коробке возникло обледенение, линия подачи пара открыта, а паровая воздуходувка активирована с возможностью выпуска насыщенного пара в кингстонную коробку через впрыскивающее сопло.

9. Арктическое судно по п. 8, также содержащее: запорный клапан, расположенный в линии подачи пара между впрыскивающим соплом и паровой воздуходувкой,

причем в обычных условиях, когда в кингстонной коробке не возникает обледенение, запорный клапан находится в закрытом положении для закрытия линии подачи пара, и в аварийных условиях, когда в кингстонной коробке возникло обледенение, запорный клапан переключают в открытое положение для открытия линии подачи пара.

10. Арктическое судно по п. 8, также содержащее:

теплоизолирующий слой, выполненный на наружной стороне линии подачи пара с возможностью изоляции от внешней температуры.

11. Способ управления охлаждающей водой для арктического судна, содержащего систему управления охлаждающей водой, выполненную с возможностью охлаждения генератора тепла с использованием морской воды, причем арктическое судно содержит: кингстонную коробку, выполненную с возможностью приема морской воды снаружи судна и с возможностью ее хранения; балластный бак машинного отделения, выполненный в корпусе судна с возможностью хранения морской воды; генератор тепла, выполненный с возможностью вырабатывания тепла при получении энергии для работы судна; теплообменник, выполненный с возможностью осуществления теплообмена между теплопередающей средой, нагретой в генераторе тепла, и морской водой для охлаждения теплопередающей среды, что в то же время нагревает указанную морскую воду; основной насос для морской воды, выполненный с возможностью подачи морской воды из кингстонной коробки или балластного бака машинного отделения в теплообменник; и множество балластных баков грузового трюма, выполненных в корпусе судна с возможностью хранения морской воды, причем указанный способ включает:

этап подачи морской воды, хранящейся в кингстонной коробке, посредством основного насоса для морской воды в теплообменник в обычных условиях, когда в кингстонной коробке не возникает обледенение; и этап подачи морской воды, хранящейся в балластном баке машинного отделения, посредством основного насоса для морской воды в теплообменник в аварийных условиях, когда в кингстонной коробке возникло обледенение; и

этап подачи морской воды из одного из указанного множества балластных баков грузового трюма в балластный бак машинного отделения, когда температура морской воды в балластном баке машинного отделения превышает контрольную температуру, подходящую для охлаждения теплопередающей среды в теплообменнике.

12. Способ управления охлаждающей водой по п. 11, в котором в том случае, когда уровень морской воды в кингстонной коробке остается ниже заданной контрольной высоты в течение некоторого периода времени, определяют, что в кингстонной коробке возникло обледенение.

13. Способ управления охлаждающей водой по п. 11, также включающий:

этап выбора другого балластного бака грузового трюма и этап подачи морской воды из указанного другого балластного бака грузового трюма в балластный бак машинного отделения тогда, когда температура морской воды в балластном баке машинного отделения снова превышает контрольную температуру после подачи морской воды из указанного одного балластного бака грузового трюма в теплообменник через балластный бак машинного отделения.