Способ локализации распространения облака химического заражения при аварии в результате разгерметизации резервуара с аммиаком, перевозимого автомобильным транспортным средством Российский патент 2025 года по МПК A62B29/00 

Изобретение относится к способам локализации распространения облака химического заражения при аварии в результате разгерметизации резервуара с аммиаком, перевозимого автомобильным транспортным средством, и может быть использовано бригадами, сопровождающими опасный груз с аммиаком. По статистике наблюдается ежегодный прирост объемов транспортируемого автомобильным транспортом аммиака в связи с ростом объемов его производства на территории Российской Федерации.

Транспорт, перевозящий аммиак, относят к подвижным химически опасным объектам. Пути транспортировки аммиака в большинстве случаев вынужденно проходят по территории населенных пунктов, что увеличивает риск химического поражения населения, расположенного вблизи маршрутов перемещения, в случае аварийной ситуации. При этом ущерб от возможных аварий на таких объектах, например, в случае терактов, может быть большим, чем при промышленных авариях на химически опасных объектах.

При перевозке подвижный резервуар с аммиаком может находиться на близких расстояниях от домов в населенных пунктах, поэтому существует проблема оперативной локализации распространения первичного облака заражения в связи с невозможностью быстрого развертывания сил, привлекаемых для ликвидации последствий аварии. В настоящее время в этих целях широко используются способы, связанные с установкой водяных отсекающих завес и тепловых завес. Однако только на развертывание привлекаемых сил Государственной противопожарной службы (далее – ГПС) МЧС России для осуществления локализации облака заражения при аварии перевозимого резервуара с опасными химическими веществами требуется не менее 10–12 мин, что делает невозможным быстро предотвратить его распространение. Следует отметить, что первичное облако заражения по концентрации паров более опасно, чем вторичное.

Расчеты [1] показывают, что в случаях разгерметизации (разрушения) цистерны на кратковременных остановках на маршруте при полном истечении аммиака глубина заражения будет в основном зависеть от количества пролитого аммиака и стратификации атмосферы. Наименьшее значение глубины химического заражения при даже малом количестве пролитого аммиака 5 т и вида стратификации атмосферы «конвекция» будет превосходить расстояния подвижных химически опасных объектов (далее – ХОО) от населенных домов на маршруте. При этом с учетом расположения зданий на расстояниях до 50 м от аварийной остановки цистерны с аммиаком на маршруте зараженное облако не поднимется выше высоты ближайших зданий даже при стратификации атмосферы «конвекция».

В связи с невозможностью быстрого предотвращения распространения первичного облака заражения при авариях на маршрутах перевозки аммиака автотранспортом требуется разработка такого способа его оперативной локализации, который бы обеспечил безопасность населения, особенно на участках прохождения маршрута в населенных пунктах. Данное изобретение направлено на решение этой проблемы.

Известна установка для тушения пожара, включающая газотурбинную установку, отличающаяся тем, что в качестве газотурбинной установки использован турбореактивный двигатель, предпочтительно авиационный, отработавший свой летный ресурс, при этом выходное сопло двигателя состыковано со смерчевой камерой, предпочтительно выполненной в виде обечайки, на внутренней поверхности которой размещены лопатки с возможностью придания исходящей струе турбореактивного двигателя поступательно-вращательного движения (патент RU 79044 U1, опубл. 20.12.2008, Бюл. № 35). Такая установка по аналогии с природным смерчем способна вырыть траншею (канаву) глубиной до трех метров, т.е. может быть использована для тушения подземных пожаров.

Недостатком данной установки является невозможность применения в городской черте по причине применения в ней турбореактивного авиационного двигателя, что несет угрозу для городской застройки и людей, попадающих в зону воздействия реактивной струи.

Известен способ создания торнадо на основе движения закрученного потока газа внутри башни, отличающийся тем, что башня состоит из двух блоков направляющих лопаток, которые придают потоку вращательное движение и одновременно поступательное движение сверху и снизу к середине башни, где области высокого давления вращающегося газа отделяются от общей области низкого давления с помощью делителя областей давления и далее движутся по центробежной траектории в сторону меньшего давления за пределами диаметра башни, по пути вращая ротор с лопатками, это движение сверху и снизу ограничивают воронкообразные поверхности, предназначенные для устранения утечек газа мимо лопаток ротора и увеличения скорости вращения областей высокого давления при их движении сквозь центральные отверстия данных поверхностей (заявка RU 2012142299 А, опубл. 10.04.2014, Бюл. № 10).

Недостатком данной разработки является необходимость наличия башни для создания торнадо, что обусловливает невозможность использования изобретения для обеспечения безопасности при транспортировке аварийно химически опасных веществ (далее – АХОВ) в цистернах.

Известен электроразрядный способ нейтрализации природного атмосферного ветровоздушного вихря типа торнадо, заключающийся в объемном распылении электропроводящего реагента для искусственного создания объемного электроразряда в грозовом облаке воронки торнадо, отличающийся тем, что объемное распыление электропроводящего реагента осуществляют путем ограниченного и одновременного подрыва нескольких разновеликих контейнеров с реагентом, соединенных в вертикальную гирлянду (патент RU 2395194 С1, опубл. 27.07.2010, Бюл. № 21).

Недостатком данного способа является невозможность применения для нейтрализации облака АХОВ в городской черте по причине необходимости подрыва контейнеров с реагентом, закрепленных на тросе, идущем от летательного аппарата.

В качестве прототипа выбран способ тушения пожаров стаями беспилотных летательных аппаратов, создающих шквалы, вихри и смерчи, заключающийся в применении беспилотных летательных аппаратов, несущих запас огнетушащих агентов и средств их распыления (патент RU 2780170 С2, опубл. 20.09.2022, Бюл. № 26).

Недостатком прототипа является невозможность создания закрученного вихря, обладающего необходимой подъемной силой для перемещения облака АХОВ от места розлива до уровня, превышающего городскую застройку.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение оперативности локализации облака заражения при аварии перевозимого резервуара с аммиаком автомобильным транспортом.

Технический результат достигается путем создания конвективного восходящего потока, втягивающего в себя облако аммиака, с помощью работающих малогабаритных турбореактивных двигателей (далее – МТРД) (5), установленных на подвесной платформе (3) гексакоптера, располагаемого над аварийным объектом. Осесимметричное размещение МТРД на подвесной платформе гексакоптера обеспечивает круговое вихреобразное движение воздушного потока при одновременном его нагревании. Сопла МТРД должны быть направлены в противоположные стороны относительно оси платформы. Оператор, управляющий гексакоптером, периодически осуществляет подъем и спуск подвесной платформы между уровнями верхней точки аварийного резервуара и верхней точки ближайших жилых зданий в зоне потенциального распространения паров аммиака.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема осуществления предлагаемого способа, на фиг. 2 изображена установка малогабаритных реактивных двигателей на подвесной платформе гексакоптера.

Система работает следующим образом: гексакоптер с подвесной платформой, на которой установлены МТРД, использует бригада, сопровождающая опасный груз в период прохождения маршрута в населенных пунктах и в местах с массовым скоплением людей. При сопровождении гексакоптер работает в режиме слежения за движущимся объектом без включения МТРД. В случае разгерметизации резервуара с аммиаком подвесную платформу гексакоптера опускают над аварийным объектом на высоту около 2 м и запускают установленные на ней МТРД, которые за счет вращения и нагрева воздуха создают конвективно восходящий поток, втягивающий в себя облако заражения аммиака. При этом сопла МТРД должны быть направлены в противоположные стороны, а сам гексакоптер располагается над восходящим потоком облака аммиака. Оператор, управляющий гексакоптером, осуществляет периодическое изменение высоты платформы между уровнями верхней точки аварийного резервуара и верхней точки ближайших жилых зданий в зоне потенциального распространения паров аммиака.

Описанные действия продолжаются до момента подхода и развертывания расчетов ГПС МЧС России, привлекаемых для постановки водяных отсекаемых завес и последующей ликвидации аварии.

Таким образом, данный способ позволяет оперативно предотвратить распространение облака заражения в случае аварий на подвижных химически опасных объектах с аммиаком, перевозимых автомобильным транспортом, в целях обеспечения химической безопасности населения.

Литература

1. Савчук О.Н. Прогнозирование и ликвидация последствий при авариях (разрушениях) подвижных химически опасных объектов. Монография. СПб.: СПб УГПС МЧС России, 2014.

Описание чертежей

На фиг. 1 представлена схема осуществления способа. Цифрами обозначены: 1 – гексакоптер; 2 – подвесная платформа с закрепленными малогабаритными реактивными двигателями; 3 – конвективно восходящий поток аммиака; 4 – резервуар с аммиаком, подвергшийся разгерметизации.

На фиг. 2 представлено устройство подвесной платформы с малогабаритными реактивными двигателями. Цифрами обозначены: 5 – штанга для крепления платформы к гексакоптеру; 6 – малогабаритные реактивные двигатели; 7 – реактивная струя, создающая закрученный поток.

Изобретение относится к способам локализации распространения облака химического заражения при аварии в результате разгерметизации резервуара с аммиаком, перевозимого автомобильным транспортным средством. Способ локализации распространения облака химического заражения при аварии в результате разгерметизации резервуара с аммиаком, перевозимого автомобильным транспортным средством, заключается в том, что над местом аварии создают конвективный восходящий поток воздуха посредством двух турбореактивных двигателей, осесимметрично закрепленных на подвесной платформе круглой формы, которая прикреплена посредством несущей штанги к гексакоптеру, сопровождающему транспортное средство, перевозящее резервуар, при этом сопла турбореактивных двигателей выполняют направленными в противоположные стороны относительно оси подвесной платформы, а питание стартера и электронного блока управления турбореактивных двигателей осуществляют от бортовой сети гексакоптера. Техническим результатом является повышение оперативности локализации облака заражения при аварии перевозимого резервуара с аммиаком автомобильным транспортом. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ локализации распространения облака химического заражения при аварии в результате разгерметизации резервуара с аммиаком, перевозимого автомобильным транспортным средством, отличающийся тем, что над местом аварии создают конвективный восходящий поток воздуха посредством двух турбореактивных двигателей, осесимметрично закрепленных на подвесной платформе круглой формы, которая прикреплена посредством несущей штанги к гексакоптеру, сопровождающему транспортное средство, перевозящее резервуар, при этом сопла турбореактивных двигателей выполняют направленными в противоположные стороны относительно оси подвесной платформы, а питание стартера и электронного блока управления турбореактивных двигателей осуществляют от бортовой сети гексакоптера.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что посредством гексакоптера после запуска турбореактивных двигателей осуществляют периодическое изменение высоты подвесной платформы между уровнями верхней точки аварийного резервуара и верхней точки жилых зданий в зоне потенциального распространения паров аммиака.