Ледяная платформа Советский патент 1992 года по МПК E02B17/00 

(Л

С

Применение: при строительстве ледяных оснований, дамб, причальных стенок на шельфе замерзающих морей. Сущность: ледяная платформа состоит из ледяного массива, включающего центральную часть 1 и периферийную часть 2. На боковой поверхности массива установлен ледозащитный пояс 3 и теплоизолирующая обшивка 4. Обьем массива охлаждается термосифонами 5 и б.участки подвода тепла которых установлены внутри массива, а участки отвода тепла снаружи Нижние и верхние части участков подвода тепла термосифонов, установленных в центральной части 1 и периферийной части 2 массива, попарно или группами соединены патрубками, при этом участки отвода тепла могут быть совмещены. В теплый период года участки отвода тепла отключаются. Внешний поток тепла вызывает нагрев периферийной части массива. За счет возникшей разности температур тепло из периферийной части поступает в центральную часть массива. Происходит выравнивание температур в объеме массива и понижение температуры его периферийной части.3 ил.

Изобретение относится к строительству и касается конструкций ледяных платформ в полярных морях.

Цель изобретения - повышение надежности и снижение затрат на сооружение платформы.

На фиг.1 изображена ледяная платформа; на фиг.2 - горизонтальный разрез сектора платформы на уровне патрубков, вариант исполнения - заглубленный участок одного термосифона, расположенного в периферийной части платформы, соединен с заглубленными частями двух термосифонов, расположенных в центральной части платформы; на фиг.З - то, что на фиг.2, вариант исполнения - заглубленные участки двух термосифонов, расположенные в периферийной части платформы, соединены с четырьмя заглубленными участками четырех термосифонов, расположенных в центральной части.

Ледяная платформа содержит ледяной массив, включающий центральную часть 1 и периферийную часть 2, льдозащитный пояс 3, теплоизолирующую обшивку 4, термосифоны 5, расположенные в центральной части 1 ледяного массива и термосифоны 6, расположенные в периферийной части 2 ледяного массива. Термосифоны 5 и 6 вертикально размещены в ледяном массиве и имеют участки 7 и 8, заглубленные на всю высоту ледяного массива и верхние участки 9 и 10; расположенные на верхней незатопленной части ледяного массива. Заглубленные участки 7 и 8 соединены между собой горизонтальными патрубками 11 в верхних и нижних частях. Варианты исполнения соо .

VI

ел

00

ел ел

единений термосифонов горизонтальными патрубками 11 показаны на фиг.2 и 3.

Ледяная платформа работает следующим образом.

В морозный период года с помощью термосифонов 5 и 6 понижается температура ледяного массива. Заглубленные участки 7 и 8 термосифонов 5 и 6 охлаждают лед центральной части 1 и периферийной части 2 ледяногб массива, а с верхних участков 9 и 10 термосифонов 5 и 6 происходит рассеивание тепла в окружающую атмосферу. Заглубленные участки 7 термосифонов 5, расположенных в центральной части 1 и заглубленные участки 8 термосифонов б расположенных в периферийной части 2 ледяного массива, с помощью горизонтальных патрубков 11 гидравлически связаны между собой. Указанная гидравлическая связь приводит к выравниванию температуры льда, окружающего заглубленные участки 7 и 8 термосифонов, соединенных горизонтальными патрубками 11. При понижении температуры льда вокруг, например, заглубленного участка 7 термосифона 5, расположенного в центральной части, на большую величину, чем температура льда вокруг заглубленного участка 8 термосифона 6, расположенного в периферийной части, причем термосифоны соединены горизонтальными патрубками 11, происходит следующее. Теплоноситель заглубленного участка термосифона, расположенного в центральной части массива, имеет большую плотность, чем в периферийно расположенного заглубленного участка, и, следовательно, будет перетекать по патрубкам, расположенным в придонной зоне платформы, в заглубленный участок термосифона, расположенного в периферийной части массива. По патрубкам, расположенным в зоне платформы, обращенной к верхней поверхности массива, теплоноситель будет перетекать от заглубленного участка периферийного термосифона в заглубленный участок центрального термосифона. При этом температура льда, окружающего заглубленный участок термосифона периферийной части 2 будет понижаться, а температура льда вокруг заглубленного участка термосифона, расположенного в центральной части 1 массива. - повышаться.

При наступлении теплого периода верхние участки 9 и 10 термосифонов отключаются. Отключение происходит в силу того, что теплоноситель, заключенный в верхних частых, принимает температуру окружающего воздуха, которая выше температуры льда, окружающего заглубленные участки 7

и 8. При этом плотность теплоносителя в верхних участках 9 и 10 становится ниже, чем в заглубленных участках 7 и 8, и циркуляция теплоносителя от верхних участков 9

и 10 термосифонов к заглубленным прекращается. В этот же период наружная поверхность платформы подвергается тепловому рэстепляющему воздействию.

Термическое сопротивление внешнему

0 потоку тепла определяется условиями теплообмена на верхней поверхности платформы и внешней поверхности льдозащитного пояса 3, собственно термического сопротивления льдозащитного пояса 3 и тепло5 изолирующей обшивки 4. Повышение температуры периферийной части 2 ледяного массива приводит к возникновению разности температур между центральной частью 1 и периферийной частью 2 ледяного

Q массива. При этом температура льда, окружающего заглубленные участки 8 термосифонов 6, расположенных в периферийной части 2, становится выше, чем температура льда вокруг заглубленных участков 7 термо5 сифонов 5 в центральной части 1 массива.

По описанному механизму происходит выравнивание температуры ледяного массива, т.е. охлаждение периферийной части 2 массива за счет повышения температуры

0 центральной части 1 массива. Такое перераспределение тепла позволяет поддерживать определенное время периферийную часть 2 массива в мерзлом состоянии. С целью задействования большего массива

5 холодного льда в процессе термостабилизации периферийной части 2 в мерзлом состоянии к заглубленным участкам 8 термосифонов 6, расположенным в периферийной части 2, с помощью горизонтальных

0 патрубков 11 подключают большее количество заглубленных участков 7 термосифонов 5 из центральной части 1 массива, что показано на фиг,2 и 3.

С наступлением морозного периода

5 включаются в работу верхние участки 9 и 10 термосифонов 5 и 6, И происходит охлаждение центральной и периферийной частей ле- дяного массива. Таким образом цикл повторяется.

0 Установка горизонтальных патрубков 11 позволяет использовать потенциал холода, накопленный в морозный период в центральной части 1 массива, для компенсации растепляющего воздействия внешнего теп5 ла на периферийную часть 2 в теплый период года.

Компенсация растепляющего воздействия внешнего тепла за счет потенциала холода центральной части 1 массива позволяет снизить толщину теплоизолирующегослоя на 30-50%, а в некоторых случаях отказаться от него полностью, что позволяет сократить затраты на приобретение и установку тепловой изоляции Одновременно за счет расположения горизонтальных патрубков 11 в зоне платформы, обращенной к верхней поверхности массива, решается проблема термостабилизации периферийного слоя льда, обращенного к верхней поверхности. Кроме того, появляется возможность более рационально разместить участки отвода тепла, а именно, исключить размещение участков отвода тепла на центральной части 1 поверхности платформы. Данное техническое решение также сглаживает термические напряжения в ледяном массиве за счет выравнивания температур по объему массива.

Формула изобретения Ледяная платформа, преимущественно для шельфа полярных морей, включающая

//У/////7 /yr//S ////7/

11

Фиг.1

центральную и периферийную части ледяного массива, окруженные ледозащитным поясом и теплоизоляционной обшивкой, термосифоны, заглубленные части которых

установлены на всю высоту ледяного массива, а верхние участки термосифонов размещены на верхней незатопленной поверхности ледяного массива, отличающаяся тем, что, с целью повышения

надежности и снижения затрат на сооружение платформы, заглубленные участки термосифонов, расположенных в центральной части и в периферийной части ледового массива попарно или группами соединены между собой с помощью горизонтально расположенных в верхнем и нижнем уровнях патрубков, при этом в нижнем уровне горизонтальные патрубки размещены в нижней придонной части ледового массива,

а в верхнем уровне - в зоне платформы, обращенной к ее верхней поверхности.

Фиг. 2

//

//