Устройство для предотвращения обледенения опорной конструкции морского сооружения Советский патент 1993 года по МПК E02B15/02 E02B17/02 

Изобретение относится к эксплуатации морских сооружений и непосредственно к устройствам, предотвращающим обледенение опор морских сооружений, например самоподъемной плавучей буровой установки.

Цель изобретения - снижение энергозатрат при работе устройства за счет утилизации тепла от дпигателей внутреннего сгорания, расположенных на сооружении.

На фиг.1 изображено устройство для предотвращения обледенения опорной конструкции морского сооружении, общий вид; на фиг.2 - узел I на фиг. 1: на фиг.З - разрез Л-А на фиг.2.

Устройство содержит полую опору 1, заполненную жидкостью 2 до уровня Н, превышающего границу зоны 3 обледенения. В полости опоры 1 проложен вертикальный трубопровод 4, на котором выполнены ряд чередующихся эжекционных и выбросных каналов 5 и б, с конфузорными и диффузор- ными отверстиями (соплами) 7 и 8, и всасывающими и впускными отверстиями 9 и 10, расположенными в жидкостной полости опоры, причем поверхность вертикального трубопровода 4 на участках между каналами выполнена гофрированной. Трубопровод 4, выходящий из полости опоры 1 подсоединен к верхней части теплообменника 11, а наружная часть посредством отводов 12, гибкого шланга 13 и насоса 14 подсоединена к его основанию. Один конец змеевика 15 теплообменника 11 соединен через трубопровод 16 с разбрызгивающим насадком 17, а второй - через насос 18 и трубопровод 19 с нижней частью теплового утилизатора 20, который снабжен емкостью 21 для горячей воды, гидрозатвором 22, сеткой 23, наклонно противоположно-направленными переюродками 24 и горловиной 25. Боковая часть утилизатора тепла 20 присоединена через газопровод 20 с двигателями внутреннего сгорания 27.

Устройство работает следующим образом.

Вначале жидкость 2 заливают в полость опоры 1 до уровня Н выше границы зоны 3 обледенения и одновременно заполняют емкость 21 утилизатора тепла. При работе двигателей внутреннею сгоранич газы с Ь 500-700°С через газопровод 27 поступают в полость утилизатора 20 тепла и, двигаясь вверх между наклонными перегородками 24, встречаются со встречным потоком жидкости, подаваемым насосом 18 в разбрызгивающий насадок 17.

Охлажденные газы выходят через горловину 25 в атмосферу, а нагретая и загрязненная жидкость поступает на сетку 23, на

которой происходит очистка жидкости от сажистых и других загрязнений. Сажистые частицы поступают в гидрозатвор 22 и выбрасываются наружу, а очищенная нагретая жидкость с Ь 70-80°С поступает в емкость 21, которая забирается насосом 18 и подается в змеезик 15. в котором происходит охлаждение жидкости за счет теплопередачи движущемуся потоку холодной

жидкости в полости теплообменника 11. Охлажденная жидкость под напором через трубопровод 16 поступает на разбрызгивающую насадку 17 и цикл нагрева и охлаждение вновь повторяется.

5 Нагретая в полости теплообменника 11 жидкость 2 забирается насосом 14 и под напором проходит через гибкий шланг 13. наружный трубопровод 4 и поступает в кон- фузорное проходное отверстие (сопло) 7, су0 щественИо повышает скорость и создает разрежение в области всасывающих отверстия 9 и в открытых сверху эжекционных каналах 5, через которые создается интенсивное эжектирование жидкости 2 из поло5 сти опоры 1 с дальнейшим поступлением ее в гофрированный участок трубопровода 4, где происходит интенсивное перемешивание двух сред жидкости, холодной и горячей, за счет создания режима интенсивной

0 турбулизации и закручиванием потока у гофрированной поверхности стенок. Из гофрированного участка перемешанная жидкость частично выбрасывается через выпускные отверстия 10 выбросных каналов 6

5 в полость опоры 1, а оставшаяся часть смеси поступает в диффузорные отверстия 8 и далее через гофрированный участок проходит в конфузорное проходное отверстие 7, после чего цикл повторяется заново. Происхо0 дит бурное перемешивание жидкости, как в полости опоры 1, так и о жидкостной части трубопровода 4, что сопровождается высоким коэффициентом передачи тепла от жидкости к стенкам опоры 1. Интенсивное

5 перемешивание обеспечивает поддержание на наружной стенке опоры 1 температуры, преиышающей температуру плавления льда, тем самым обеспечивается повышенная защищенность конструкции опор.

0 Платформа закреплена на опорной колонне с возможностью перемещения по вертикали и в зависимости от места ее нахождения подключаем гибкий шланг 13 к одному из отростков 12 наружного трубоп5 ровода4.

В летний период нагретая вода может быть использована на технические нужды. Предлагаемое устройство позволяет утилизировать тепло уходящих газов и сократить энергозатраты на разрушение льда.

Устройство позволяет производить не только очистку газов, но и предотвращает загрязнение атмосферы.

Формула изобретения 1. Устройство для предотвращения об- леденения опорной конструкции морского сооружения, содержащее пустотелую вертикальную опору, заполненную жидкостью до уровня, превышающего уровень моря, с вмонтированным внутри нее вертикальным трубопроводом, соединенным с теплообменником, наружный трубопровод, размещенный вдоль внешней поверхности опоры, с равномерно расположенными на нем отводами, отличающееся тем, что, с целью снижения энергозатрат при работе устройства за счет утилизации тепла от двигателей внутреннего сгорания, расположен- ных на сооружении, оно снабжено утилизатором тепла с емкостью горячей во- ды, расположенной в его нижней части, газопроводами, соединяющими утилизатор с двигателями внутреннего сгорания, разбрызгивающим насадком, насосами, на нижней части вертикального трубопровода,

расположенной в жидкости, выполнены чередующиеся конические выбросные и эжек- ционные каналы вертикального направления, образующие конфузорные и диффузорные проходные отверстия в трубопроводе, имеющие поперечное сечение в виде многоугольника с криволинейными сторонами, обращенными выпуклостями к оси трубопровода, причем трубопровод в своей верхней части соединен с верхней частью теплообменника, теплообменник выполнен со змеевиком, один конец которого соединен с разбрызгивающим насадком, расположенным в верхней части утилизатора, а второй конец змеевика соединен с насосом и с емкостью горячей воды утилизатора, при этом наружный трубопровод в верхней части с помощью одного из отводов и насоса соединен с нижней частью теплообменника, а нижней частью присоединен к нижнему концу вертикального трубопровода.

2. Устройство по п.1. отличающее- с я тем.что наружная поверхность вертикального трубопровода на участках между каналами выполнена гофрированной.

Использование: эксплуатация морских сооружений, непосредственно устройства. предотвращающие обледенение опор морских сооружений, например самоподъемной плавучей буровой установки. Сущность изобретения: нагретал жидкость из теплообменника 11 забирается насосом 14, подается в трубопровод 4. Жидкость Проходя конфузорное отверстие 7, существенно повышает скорость и создает разрежение в области всасывающих отверстий 9 и в открытых сверху эжекционных каналах 5, через которые создается интенсивное эжектирование жидкости из полости опоры 1 с дальнейшим поступлением ее о гофрированный участок трубопровода 4, где происходит интенсивное перемешивание двух сред жидкости (холодной и горячей) за счет создания режима интенсивной турбулиза- ции, и закручиванием потока у гофрированной поверхности стенок. 1 э.п. ф-лы, 3 ил. (Л С /7 гб 00 ю N N со VJ