научная статья по теме КРИОГЕННЫЙ СПОСОБ СУДОПОДЪЕМА ДЛЯ ОЧИСТКИ БАЛТИЙСКОГО МОРЯ ОТ ХИМИЧЕСКОГО ОРУЖИЯ Машиностроение

Текст научной статьи на тему «КРИОГЕННЫЙ СПОСОБ СУДОПОДЪЕМА ДЛЯ ОЧИСТКИ БАЛТИЙСКОГО МОРЯ ОТ ХИМИЧЕСКОГО ОРУЖИЯ»

РЕМОНТ И МОДЕРНИЗАЦИЯ СУДОВ

СУДОСТРОЕНИЕ 1'2004

тельно, и общую прочность корпуса в 1,5 раза (без учета обшивки полуцилиндров). Теперь срок эксплуатации лимитирует уже не общая прочность, а остаточная толщина обшивки корпуса, которая согласно Правилам Регистра равна 3 мм, тогда как по условию общей прочности, до модернизации, она должна составлять 4,2 мм (для судна класса «Р» согласно расчетам КБ ЛОРП для танкера пр. 1754).

Танкеры пр. 1754 первоначально предназначались только для светлых нефтепродуктов, а после модернизации они могут перевозить лю-

бые — от светлых до мазута и сырой нефти. Они используются на р. Лене (рис. 2) для перевозки груза в обе стороны: из Осетрово в Якутию и северные районы Иркутской области везут светлые нефтепродукты или мазут, а обратно — сырую нефть. Таким образом, эффективность модернизированных судов существенно возросла. Более того, поскольку общая прочность корпуса увеличилась, появилась возможность удлинить его с помощью цилиндрической вставки, а значит, увеличить грузоподъемность.

Технические решения, представленные в указанных патентах, внед-

рены также при переоборудовании сухогрузных барж в наливные суда (пр. 16800Н1), которые строятся на Осетровском ССРЗ; при разработке пр. 414 ВМ сухогрузно-наливно-го теплохода — один заказ уже прошел модернизацию на Жатайском ССРЗ; при проектировании нового танкера (пр. ТО-1400) — головной заказ строится на Осетровском ССРЗ. Все проекты согласованы Ленской инспекцией Речного регистра России. Модернизированные суда эксплуатируются с 1998 г., претензий от экипажей и контролирующих органов не поступало.

КРИОГЕННЫЙ СПОСОБ СУДОПОДЪЕМА ДЛЯ ОЧИСТКИ БАЛТИЙСКОГО МОРЯ ОТ ХИМИЧЕСКОГО ОРУЖИЯ

В 2003 г. в Санкт-Петербурге издана научная брошюра — «Основные положения проекта "Очистка Балтийского моря от химического оружия"». Ее авторы — заслуженный строитель РФ докт. техн. наук М. А. Майстренко и докт. техн. наук проф. А. А. Журавлев (научный консультант) — заместитель начальника Военного инженерно-технического университета по учебной и научной работе. Сокращенный вариант этой публикации предлагается вниманию читателей журнала.

Тройственной Комиссией союзных государств (СССР, США, Великобритания) был разработан календарный план, предусматривающий реализацию решения Потсдамской конференции в части ликвидации за-

пасов боевых отравляющих веществ (ОВ) фашистской Германии до конца 1947 г.

Первоначально планом предусматривалось все ОВ (более 300 тыс. т) вывезти в Атлантический

океан и затопить на глубине 4—5 км в районе Форельских островов1. Фактически это произошло в акватории Балтийского моря.

ОВ, которые были захвачены Советской Армией — 34 тыс. т, были затоплены кораблями Балтийского флота в районе Лиепая—Клайпеда путем сбрасывания боезапаса с барж в глубоководные впадины 100—120 м.

Находившиеся в зоне союзных государств ОВ (268 тыс. т) погрузили на трофейные немецкие корабли и затопили в проливе Скагерак (приблизительно 30—36 судов — 150 тыс. т ОВ), в районе острова Борнхольм и островов южной Дании (приблизительно 20—25 судов — 118 тыс. т). Глубина, на которой были затоплены корабли с ОВ, составила 40—100 м.

Боезапас и бочки, затопленные в Балтийском море, начинены следующими химическими веществами: ОВ нервно-паралитического воздействия (зарин, зоман); ОВ кожно-нарывного воздействия (иприт, люизит); ОВ общеядовитого воздействия (синильная кислота); ОВ удушающего воздействия (фосген, зоман); ОВ раздражающего воздействия (хлорпикрин, хлорацетофен, адамент); ОВ психохимического воздействия (Био-Зет).

Из более чем 300 тыс. т ОВ, затопленных в акватории Балтийского моря, 70% составляют иприт, зарин, зоман, люизит.

Масса иприта достигает 60— 80 тыс. т. Иприт, помимо кожно-нарывного воздействия, аналогично радиации, является также химическим мутагеном. Попадание в орга-

Рис. 1. Принципиальная схема криогенного способа

1Так в источнике. Видимо — в районе Фарерских островов (прим. ред.).

СУДОСТРОЕНИЕ 1'2004

Рис. 2. Принципиальная схема судоподъемных средств с использованием криогенного способа:

1 — затонувшее судно с химическими отравляющими веществами; 2 — лед; 3, 4 — холодильные камеры; 5 — криогенные установки

РЕМОНТ И МОДЕРНИЗАЦИЯ СУДОВ

Рис. 3. Заход в плавдок катамарана с ледяным массивом, внутри которого находится судно с отравляющими веществами

низм человека иприта деформирует наследственные клетки — гены.

У зарина и зомана (40— 50 тыс. т) смертельная концентрация исчисляется тысячными долями миллиграмма на 1 л воздуха или воды.

Для люизита (30—40 тыс. т) смертельная доза при дыхании составляет 0,25 мг/л, при резорбции через кожу 25 мг/кг(л).

Состояние морской среды в районе затопления судов с химическим оружием. После затопления ОВ в 1946—1947 гг. были зафиксированы изменения в морской фауне как Балтийского, так и Северного морей.

К 1955 г. в Балтийском море полностью прекратились уловы сельди. В Северном море произошла массовая гибель китов. В Северном и Балтийском морях неоднократно зафиксированы научными морскими экспедициями многомильные пласты морской воды, лишенные кислорода.

В сети датских рыбаков неоднократно попадались «таинственные» бочки, после чего на судне наблюдалось отравление всей команды с последующим многомесячным лечением в стационарных условиях с отдельными случаями летального исхода.

Глобальная экологическая катастрофа в Балтийском море ожидается по данным научно-исследовательских институтов в области органической химии и морской экологии к 2007—2010 г. Она прогнозируется по двум основным направлениям:

1. Распространение ОВ сначала в Балтийском море, а далее — по все-

му Мировому океану через морской планктон, из которого яд попадает в организм рыб. Выловленная отравленная планктоном рыба, если не будут приняты меры, с 2010 г. начнет поступать как продукт питания на столы европейских государств.

2. Взрыв боезапаса на затопленном судне в результате обрушения металлических конструкций из-за коррозии. Террористический акт (по аналогии с 11 сентября 2001 г). может произойти в любой момент.

Анализ возможного подводного взрыва одного из затопленных судов грузоподъемностью 5000 т с авиабомбами, снарядами, минами, а также контейнерами и бочками с ОВ по данным авторов может привести к гибели до 1 млн чел. в Европе и ущербу до 100 млрд дол.

Экологически безопасный способ подъема затопленных судов с химическим оружием на борту. В ходе такой операции необходимо:

— исключить в процессе подъема судна возникновение нагрузок, воздействующих на корпус и его содержимое, что могло бы стать причиной взрыва или разлива ОВ в окружающую морскую среду;

— создать подъемную силу, достаточную для отрыва затопленного судна от морского дна с учетом за-иленности, что для судна водоизмещением 5000 т будет составлять ориентировочно 100 000 кН;

— обеспечить безопасные условия подъема судна с ОВ, т. е. скорость подъема, углы крена и диф-

ферента судна при подъеме и заводе судна в доковую камеру транспортного судна или самоходного плавучего дока для доставки его в пункт отстоя и разделки;

— обеспечить безопасность доставки судна с ОВ от места подъема до места утилизации.

На основании проведенного анализа существующих традиционных способов подъема затопленных судов установлено, что все они не исключают механического воздействия на корпус судна при подъеме и не гарантируют отсутствия попадания ОВ в морскую среду. Это означает, что их использование может привести к экологической катастрофе.

Необходим принципиально новый способ подъема судна с ОВ, длительное время пролежавшего в агрессивной морской среде.

Такой способ найден — это полное промораживание судна, превращение его в ледяной массив и доставка этого массива к месту утилизации, т. е. криогенный способ (КС).

В основу КС заложена идея использования физических свойств жидкого азота (его температура — минус 196 °С), производство которого освоено в Российской Федерации со времен СССР во многих регионах, в том числе и в Санкт-Петербурге. Стоимость 1 м3 жидкого азота на производственной базе Санкт-Петербурга в среднем составляет 150—200 руб.

Ученые Военного инженерно-технического университета (Санкт-

РЕМОНТ И МОДЕРНИЗАЦИЯ СУДОВ

СУДОСТРОЕНИЕ 1'2004

В точке А у трубопровода изоляция заканчивается, и стенки трубопровода соприкасаются с морской водой, расчетная температура которой у дна Балтийского моря составляет +4 °С. В результате создается перепад температуры в 200 °С.

Из жидкого агрегатного состояния азот (после точки А) начинает переходить в газообразное с эффектом «взрыва»; происходит движение газа с нарастающей скоростью по коллектору, в результате чего окружающая морская вода теряет колоссальное количество внутренней энергии и вокруг коллектора образуется лед.

Судоподъемные средства, использующие КС, представляют собой подводный катамаран, состоящий из двух подводных обитаемых лодок (рис. 2). Между ними в соответствии с габаритами поднимаемого судна располагаются холодильная камера и соответствующие обхватывающие судно фермы.

Далее с обеих ПЛ включаются криогенные установки. Начинается процесс образования сплошного ледяного массива, в середине которого располагается затопленное судно. По элементам ферм в трубах циркулирует пар для регулирования про-

цесса ледообразования. После образования сплошного ледяного массива происходит его подъем и заводка в плавдок (рис. 3).

Следующие этапы — переход самоходного дока в международный центр по уничтожению химического оружия; перевод катамарана из плавдока в защитное фортсоору-жение с доковой камерой, размораживание ледяного массива; разборка боезапаса; доставка обезвреженных боезапасов с ОВ на комплекс по их уничтожению.

Где быть международному центру по утилизации химического оружия, поднятого со дна Балтийского моря?

В качестве варианта авторы предлагают рассмотреть возможность создания такого центра с привлечением европейских инвестиций в районе бывшей базы атомных подводных лодок Северного флота на Кольском полуострове с использованием существующей инфраструктуры.

Судостроительные, научно-исследовательские и пр

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком