Архитектура нефтяного танкера - Architecture of the oil tanker

Нефтяные танкеры вообще есть от 8 до 12 танков.[1] Каждый танк разделен продольными переборками на два или три независимых отсека.[1] Танки пронумерованы, причем танк - самый передний. Отдельные отсеки обозначаются номером бака и положением по бокам, например «один левый», «три правых борта» или «шесть центровых».[1]

А коффердам это небольшое пространство, оставленное открытым между двумя переборками для защиты от тепла, огня или столкновений.[2] Танкеры обычно имеют коффердамы впереди и сзади грузовых танков, а иногда и между отдельными танками.[3] А насосное помещение вмещает все насосы, подключенные к грузовым трубопроводам танкера.[1] Некоторые более крупные танкеры имеют два бювета.[1] Бювет обычно занимает всю ширину корабля.[1]

Конструкции корпуса

Важнейшим элементом архитектуры танкера является конструкция корпуса или внешней конструкции. Танкер с единственной внешней оболочкой между продуктом и океаном называется однокорпусный.[4] Самые новые танкеры двухкорпусный, с дополнительным пространством между корпусом и резервуарами для хранения.[4] Гибридные конструкции, такие как двойное дно и двухсторонний сочетают аспекты одно- и двухкорпусной конструкции.[4] Все однокорпусные танкеры были выведены из эксплуатации с 2015 года в соответствии с поправками к Приложению I к МАРПОЛ Конвенция.[4] ИМО выделяет три категории танкеров, использование которых будет прекращено:[5]

  • Категория 1 - нефтеналивные танкеры дедвейтом 20000 тонн и более, перевозящие сырую нефть, мазут, тяжелое дизельное топливо или смазочное масло в качестве груза, и дедвейтом 30 000 тонн и более, перевозящие другие масла, которые не соответствуют требованиям для защищенного изолированного балласта танки (обычно известные как танкеры до МАРПОЛ)
  • Категория 2 - такая же, как и категория 1, но отвечающая требованиям к защищенным танкам изолированного балласта (танкеры МАРПОЛ), и
  • Категория 3 - нефтяные танкеры дедвейтом 5000 тонн и более, но менее тоннажа, указанного для танкеров категорий 1 и 2.

Прекращенные типы

Танкер PreMARPOL

Танкер PreMARPOL

Танкеры категории 1 были выведены из эксплуатации в 2005 году. Эти так называемые танкеры preMARPOL были однокорпусными, только с некоторыми цистернами изолированного балласта. Около трети грузовых танков также выполняли функции балластных танков. При сбросе балласта нефть вышла в окружающую среду. Эти танкеры не поднимались высоко над ватерлинией, что позволяло осуществлять гидростатически сбалансированную загрузку (HBL), поэтому в случае повреждения дна было разлито относительно небольшое количество нефти.[6]

30 процентов бортовой оболочки танков танкера МАРПОЛ не должно быть грузовым.

Танкер МАРПОЛ

Танкеры категории 2 эксплуатировались несколько лет.[когда? ] и должны были быть выведены из обращения не позднее 2010 г., в зависимости от года поставки.[нужна цитата ] На танкерах МАРПОЛ нельзя использовать балластные цистерны в качестве грузовых танков. Это резко сократило утечку при эксплуатации. Обратной стороной является конструкция, основанная на МАРПОЛ, при повреждении выливается больше нефти, чем на танкерах preMARPOL. Это связано с несколькими факторами:

  1. поскольку балластные цистерны больше не могли использоваться в качестве грузовых, грузовое пространство было потеряно. Чтобы компенсировать это, резервуары сделали выше, а это значит, что раньше выливается больше нефти. гидростатический баланс достигается,
  2. Правило МАРПОЛ гласит, что 30 процентов бортовой обшивки танков танкера МАРПОЛ не должны быть грузовыми. Самый дешевый способ добиться этого - сделать эти резервуары как можно более узкими. Это означает, что центральные резервуары стали чрезвычайно большими, поэтому в случае повреждения количество разливов увеличивалось,
  3. в танкерах preMARPOL балластные цистерны также были заполнены инертным газом, так как они также использовались в качестве грузовых танков, что уменьшало коррозию. Балластные цистерны танкеров МАРПОЛ не защищают таким образом, вызывая разрушение конструкции из-за коррозии на Эрика, Кастор и Престиж,
  4. окрашенная область[требуется разъяснение ] втрое, увеличивая необходимое обслуживание и коррозию в случае, если это обслуживание выполнено некачественно.[7]

Категория 3

Эти небольшие танкеры также будут выведены из эксплуатации к 2010 году.[нуждается в обновлении ]

Новые типы

После Exxon Valdez катастрофа возмущение общественности стало настолько сильным, что власти были вынуждены принять превентивные меры. Особенно понравилась конструкция с двойным корпусом, и хотя это не во всех случаях лучший дизайн, из-за OPA 90, это единственная действующая конструкция.[8]

Двойной корпус

Танкер с двойным корпусом

OPA 90 привел к постепенному отказу от однокорпусных танкеров в Соединенных Штатах в период с 1997 по 2000 год - за исключением танкеров, шедших у побережья, которым разрешено быть однокорпусными до 2015 года. В этой конструкции грузовые танки защищены балластными цистернами толщиной минимум 2 метра. Пока этот барьер не нарушен, утечки не будет.

В 1998 году Морская коллегия Национальная академия наук провела опрос отраслевых экспертов относительно преимуществ и недостатков конструкции с двойным корпусом. Среди упомянутых преимуществ конструкции с двойным корпусом можно отметить простоту балластировки в аварийных ситуациях,[9] сокращение практики балластировки морской водой в грузовых танках снижает коррозию,[10] повышенная защита окружающей среды,[10] выгрузка груза происходит быстрее, полнее и проще,[10] мойка танков более эффективна,[10] и лучшая защита при столкновении с малой ударной нагрузкой и заземлении.[10]

В том же отчете перечислены следующие недостатки конструкции с двойным корпусом, в том числе более дорогое строительство,[11] более высокие расходы на каналы и порты,[11] затрудненная вентиляция балластных цистерн,[11] балластные цистерны нуждаются в постоянном мониторинге и обслуживании,[11] увеличенная поперечная свободная поверхность,[11] больше поверхностей для ухода,[11] риск взрыва в межкорпусных пространствах, если система обнаружения паров не установлена,[12] очистка грязи от балластных пространств - большая проблема.[12]

В целом, танкеры с двойным корпусом считаются более безопасными, чем однокорпусные в случае посадки на мель, особенно когда берег не очень каменистый.[13] Преимущества для безопасности менее очевидны на больших судах и в случае столкновения с высокой скоростью.[10]

Другими недостатками этой конструкции являются:

  1. Так как небольшие утечки из грузовых танков не проливаются в море, они могут долгое время оставаться незамеченными. Это может вызвать взрывоопасную смесь в балластных цистернах, поскольку нет необходимости подключать их к системе IG.
  2. Окрашенная площадь в три раза больше, чем на танкере МАРПОЛ, и почти в десять раз больше, чем на танкере preMARPOL.[14]

Несмотря на то, что конструкция с двойным корпусом превосходит при несчастных случаях с низким энергопотреблением и предотвращает разлив при небольших пострадавших, при повреждениях с высоким энергопотреблением, когда повреждены оба корпуса, нефть может вытечь через двойной корпус в море, а с танкера с двойным корпусом может произойти утечка. значительно выше, чем конструкции, подобные Средний танкер, то Кулоновский танкер для яиц и даже танкер до МАРПОЛ, так как последний имеет более низкий столб нефти и достигает гидростатический баланс раньше.[15]

Среднепалубный нефтяной танкер

Mid-Deck Tanker, урон до 3 м. Светло-серый - нефть, темно-серый - морская вода.

А Средний танкер представляет собой танкер с дополнительной палубой, предназначенной для ограничения разливов в случае повреждения танкера. Дополнительная палуба размещается примерно в середине осадка корабля.[нужна цитата ]

В случае танкеров с двойным корпусом при высоких энергетических потерях, когда оба корпуса повреждены, нефть может вытечь через двойной корпус в море. В случае заземления этого типа конструкция средней палубы преодолевает это, устраняя отсеки с двойным дном, которые являются пустыми для воздуха. Поскольку плотность морской воды выше, чем плотность нефти, вода поступает в резервуары вместо утечки нефти, и вместо того, чтобы разливаться, масло выпускается вверх в резервуары для перелива.[нужна цитата ]

Если Exxon Valdez был бы среднепалубным кораблем, он бы пролил очень мало нефти.[16]

Кулоновский танкер для яиц

Кулоновское яйцо, урон до 3 м. Светло-серый - нефть, темно-серый - морская вода.

Вариант Mid-Deck Tanker - это Кулоновский танкер для яиц, который был одобрен ИМО в качестве альтернативы концепции двойного корпуса. Конструкция состоит из ряда центральных и крыльевых баков, разделенных горизонтальными переборками. Танки верхнего крыла образуют балластные цистерны и служат в качестве аварийных приемных танков для груза, если нижние танки сломаны. Нижние цистерны соединены с этими балластными цистернами обратными клапанами. В Береговая охрана США не допускает попадания этой конструкции в воды США, эффективно препятствуя ее строительству.[нужна цитата ]

При повреждении нижнего резервуара поступающая морская вода выталкивает масло из поврежденного резервуара вверх в балластный резервуар. Из-за гидростатическое давление, происходит автоматическая выгрузка из поврежденного бака. Конструкция с двойным корпусом нацелена на вероятность нулевого вытекания. Это будет иметь место в случае аварий с низким энергопотреблением, когда пробита только внешняя часть корпуса. Однако при высоких энергетических потерях пробиты оба корпуса. Поскольку танкеры с двойным корпусом больше, чем танкеры MARPOL и танкеры preMARPOL, а высота груза над ватерлинией выше, возникающий разлив может быть намного больше, чем у этих танкеров с одним корпусом. В конструкции яйца Куломби утечка значительно снижена, возможно, до нуля.[нужна цитата ]

Если у VLCC с двойным корпусом площадь покрытия балластного танка составляет около 225 000 м³, то у танкера Coulombi Egg эта площадь уменьшается до 66 000 м³. Это снижает риски обслуживания и коррозии, которые в противном случае могут привести к разрушению конструкции.[17]

Система инертного газа

Система инертного газа нефтяного танкера - одна из важнейших частей его конструкции.[18] Само по себе мазут очень трудно воспламенить, однако его пары углеводородов взрывоопасны при смешивании с воздухом в определенных концентрациях.[19] Назначение системы - создать внутри резервуаров атмосферу, в которой пары углеводородного масла не могут гореть.[18]

Поскольку инертный газ вводится в смесь паров углеводородов и воздуха, он увеличивает нижний предел воспламеняемости или самая низкая концентрация, при которой пары могут воспламениться.[20] В то же время это уменьшает верхний предел воспламеняемости или самая высокая концентрация, при которой пары могут воспламениться.[20] Когда общая концентрация кислорода в резервуаре достигает примерно 11%, верхний и нижний пределы воспламеняемости сходятся, и диапазон воспламеняемости исчезает.[21]

Системы инертного газа доставляют воздух с концентрацией кислорода менее 5% по объему.[18] Когда цистерна откачивается, она заполняется инертным газом и остается в этом безопасном состоянии до загрузки следующего груза.[22] Исключение составляют случаи, когда в танк необходимо войти.[22] Безопасная дегазация резервуара достигается продувкой паров углеводородов инертным газом до тех пор, пока концентрация углеводородов внутри резервуара не станет ниже 1%.[22] Таким образом, поскольку воздух заменяет инертный газ, концентрация не может подняться до нижнего предела воспламеняемости и является безопасной.[22]

Смотрите также

Рекомендации

Примечания

  1. ^ а б c d е ж Терпин и МакЭвен, 1980: 8-24.
  2. ^ Терпин и МакЭвен, 1980: 14-20.
  3. ^ Терпин и МакЭвен, 1980: 8-25.
  4. ^ а б c d Хейлер и Кивер, 2003: 14-4.
  5. ^ ИМО, Вступает в силу пересмотренный график вывода из эксплуатации однокорпусных танкеров, 4 апреля 2005 г.
  6. ^ Деванни, 2006, стр. 327-336.
  7. ^ Деванни, 2006, стр. 36-42.
  8. ^ Деванни, 2006, стр. 43-49.
  9. ^ Морской совет, 1998, стр. 259.
  10. ^ а б c d е ж Морской совет, 1998, стр. 260.
  11. ^ а б c d е ж Морской совет, 1998, стр. 261.
  12. ^ а б Морской совет, 1998, стр. 262.
  13. ^ Джоэм К. Пайк и Так К. Ли, Повреждения и остаточная прочность двухкорпусных танкеров на мели В архиве 29 октября 2008 г. Wayback Machine, Международный журнал оффшорной и полярной инженерии, Vol. 5, No. 4, декабрь 1995 г.
  14. ^ Деванни, 2006, стр. 46-47.
  15. ^ Деванни, 2006, стр. 381-383.
  16. ^ Деванни, 2006, стр. 381.
  17. ^ Деванни, 2006, стр. 379-383.
  18. ^ а б c Хейлер и Кивер, 2003: 14-11.
  19. ^ Терпин и МакЭвин, 1980: 16-42.
  20. ^ а б Транспорт Канады, 1985: 4.
  21. ^ Транспорт Канады, 1985: 5.
  22. ^ а б c d Транспорт Канады, 1985: 9.

Библиография

дальнейшее чтение

внешняя ссылка