Результат интеллектуальной деятельности: УНИВЕРСАЛЬНОЕ АРКТИЧЕСКОЕ СУДНО КЛАССА INF-2

Изобретение относится к области судостроения, а именно к морским судам, предназначенным для транспортировки отработанного ядерного топлива атомных электростанций (АЭС) и генеральных грузов, и касается вопроса эксплуатации таких судов по внутренним водным путям и на море, в том числе в ледовых условиях и без ограничения по району плавания.

Известно судно-лихтеровоз «Севморпуть», имеющее арктический ледовый класс для работы в тяжелых ледовых условиях, предназначенное для перевозки лихтеров типа ЛЭШ или контейнеров, содержащее палубный мостовой кран с возможностью его выхода за пределы корпуса по усиленным консольным конструкциям для работы по рейдовой разгрузке/погрузке лихтеров или контейнеров на необорудованный берег (http.//www.rosatomflot.ru/index.php?menuid=34).

Однако указанное судно-лихтеровоз не предназначено для перевозки отработанного ядерного топлива, а также не обеспечивает перевозку грузов по внутренним водным путям из-за превышения допустимой осадки на внутренних водных путях.

Известно также судно «река-море» плавания «Михаил Дудин», имеющее ледовый класс Ice3 и соответствующее символу класса INF-2 (ОЯТ - 2) Кодекса ОЯТ, предназначенное для перевозки генеральных грузов и отработанного ядерного топлива (ОЯТ) научно-исследовательских реакторов. Судно имеет трюмы, на палубе которых имеются места для крепления на них 20-футовых контейнеров, среди которых один трюм предназначен для размещения на его палубе указанных контейнеров с расположенными в них транспортно-упаковочными комплектами (ТУК) с отработанным ядерным топливом. Указанный трюм содержит систему дистанционного контроля температуры размещенного в контейнерах отработанного ядерного топлива, систему орошения упомянутых контейнеров для снижения повышенной на их поверхности температуры до допустимого предела, сборные колодцы, автономную цистерну для сбора и хранения в ней полученной после орошения контейнеров воды, связанную магистралью со сборными колодцами упомянутого трюма. Трюм для перевозки ОЯТ имеет также принудительную вытяжную и естественную приточную вентиляцию с достаточным воздухообменом. Судно имеет цистерны для сбора воды, конденсата, а также автономную цистерну, которая связана трубопроводами со сборными колодцами трюма для перевозки отработанного ядерного топлива. Судно также оборудовано балластной системой, главной энергетической установкой, аварийным генератором и имеет жилую надстройку (http://www.korabli.eu/blogs/novosti/morskie-novosti/s-teplohoda-sgruzili - принят за прототип).

Однако известное судно не предназначено для работы в арктических морях, не обеспечивает безопасную перевозку отработанного ядерного топлива с высоким уровнем радиоактивности, снятого с атомного реактора АЭС, и имеет ограниченный район плавания. Кроме того, оно не обеспечивает погрузку/разгрузку контейнеров с транспортно-упаковочными комплектами с размещенным в них отработанным ядерным топливом на необорудованный берег.

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение безопасной перевозки на судне отработанного ядерного топлива с высоким уровнем радиоактивности по внутренним и морским водным путям, в том числе арктическим морям с неограниченным районом плавания, и осуществление погрузки/выгрузки контейнеров с ОЯТ и, при необходимости, с другим генеральным грузом на необорудованный берег.

Технический результат достигается тем, что универсальное арктическое судно класса INF-2, содержащее трюмы, палуба которых предназначена для размещения на них 20-футовых контейнеров, включающие один трюм для размещения на его палубе указанных контейнеров с расположенными в них транспортно-упаковочными комплектами с отработанным ядерным топливом, имеющий систему дистанционного контроля температуры размещенного в них отработанного ядерного топлива и связанную с ней систему орошения упомянутых контейнеров для снижения повышенной на их поверхности температуры до допустимого предела, принудительную вытяжную и естественную приточную вентиляцию, сборные колодцы и автономную цистерну для сбора и хранения в ней полученной после орошения контейнеров воды, связанную магистралью со сборными колодцами упомянутого трюма, балластную систему, главную энергетическую установку, аварийный генератор и жилую надстройку, имеет следующие отличия, а именно, судно выполнено с возможностью увеличения его осадки, необходимой для улучшения мореходности и ледовой ходкости судна в арктических морях, за счет введения в состав его балластной системы дополнительных цистерн, заполняемых забортной водой, при этом дополнительные и основные цистерны балластной системы выполнены с подогревом заполняемой в них воды, а его корпус имеет ледовые носовые обводы и ледовый пояс на уровне переменной ватерлинии и выполнен с повышенной прочностью, удовлетворяющие требованиям к судам ледового класса Arc 6 для работы в тяжелых ледовых условиях на рабочей морской осадке, причем в качестве упаковки для отработанного ядерного топлива использованы транспортно-упаковочные комплекты с параметрами, удовлетворяющими требованиям «Правил безопасности при транспортировании радиоактивных материалов, НП-053-04» по обеспечению биологической защиты при перевозке и хранении отработанного ядерного топлива с высоким уровнем радиоактивности, при этом конструкция 20-футовых контейнеров, предназначенных для перевозки ТУК с ОЯТ, выполнена усиленной (с повышенной прочностью), позволяющей осуществлять подъемно-транспортные операции с размещенными в них ТУК с общим весом до 60 тонн, трюм для перевозки отработанного ядерного топлива расположен ближе к кормовой части судна, а его палуба выполнена также усиленной с возможностью размещения на ней упомянутых контейнеров с имеющимися в них ТУК, при этом жилая надстройка расположена в носовой части судна, за которой на открытой палубе установлен на рельсах палубный мостовой кран для осуществления рейдовой погрузки-разгрузки на необорудованный берег контейнеров с транспортно-упаковочными комплектами, причем рельсовый путь крана выполнен удлиненным с выходом за пределы корпуса судна по установленным в кормовой оконечности судна силовым надводным консольным конструкциям, при этом судно оснащено, по меньшей мере, соответствующими главной энергетической установкой и объемом топливных запасов, удовлетворяющими требованиям к судам ледового класса Arc 6, имеющим неограниченный район плавания.

Кроме того, жилая надстройка судна имеет ограниченный надводный габарит, обеспечивающий прохождение судна под мостовыми пролетами при его движении по внутренним водным путям при минимальной речной осадке.

Введение в состав балластной системы судна дополнительных цистерн, заполняемых водой, позволяет увеличить осадку судна, благодаря чему достигается улучшение мореходности и ледовой ходкости судна в арктических морях. Возможность подогрева заполняемой в цистерны воды необходима для работы в арктических условиях при низких температурах воздуха.

Выполнение корпуса с ледовыми носовыми обводами и ледовым поясом на уровне переменной ватерлинии, а также его выполнение с повышенной прочностью обеспечивает ему работу в тяжелых ледовых условиях на рабочей морской осадке.

Использование в качестве упаковки ОЯТ с высоким уровнем радиоактивности ТУК с параметрами, удовлетворяющими требованиям «Правил безопасности при транспортировании радиоактивных материалов, НП-053-04», обеспечивает биологическую защиту экипажа и персонала при перевозке и хранении отработанного ядерного топлива с высоким уровнем радиоактивности.

За счет исполнения 20-футовых контейнеров усиленными (с повышенной прочностью конструкции) возможно осуществление подъемно-транспортных операций с размещенными в них ТУК с общим весом до 60 тонн.

Выполнение палубы одного трюма усиленной позволяет размещать на ней и транспортировать 20-футовые контейнеры с загруженными в них ТУК.

Размещение надстройки в носовой части судна обеспечивает возможность расположения за ней на открытой палубе мостового крана и его рельсового пути, который в свою очередь выполнен удлиненным с выходом за пределы корпуса судна по установленным в кормовой оконечности судна силовым надводным консольным конструкциям для выполнения рейдовой погрузки/разгрузки с помощью мостового крана упомянутых контейнеров с ТУК и, при необходимости, с другим генеральным грузом, на необорудованный берег.

Оснащение судна более мощной энергетической установкой и повышенным объемом топливных запасов обеспечивает движение судна класса Arc 6 в арктических морях и при неограниченном районе плавания.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1, на которой изображено универсальное арктическое судно класса INF-2 для эксплуатации на море и внутренних водных путях, предназначенное для перевозки преимущественно отработанного ядерного топлива и соответствующее символу класса ОЯТ-2 Кодекса ОЯТ.

Судно имеет содержащиеся в его корпусе трюмы 1, на палубе 2 которых имеются места (на рисунке не показано) для крепления на них 20-футовых контейнеров 3. В числе указанных трюмов имеется один трюм 4, предназначенный для перевозки 20-футовых контейнеров 5 с размещенными в них ТУК 6 с отработанным ядерным топливом (на рисунке не показано), закрепленных на его палубе 7. В качестве ТУК 6 использованы ТУК, удовлетворяющие требованиям «Правил безопасности при транспортировании радиоактивных материалов, НП-053-04» по обеспечению биологической защиты при перевозке и хранении отработанного ядерного топлива с высоким уровнем радиоактивности. Конструкция 20-футовых контейнеров 5 выполнена усиленной, позволяющей осуществлять подъемно-транспортные операции с размещенными в них ТУК с общим весом до 60 тонн. Трюм 4 для перевозки ОЯТ расположен ближе к кормовой оконечности судна, имеет систему дистанционного контроля температуры размещенного в контейнерах 5 ОЯТ и связанную с ней систему орошения (на рисунке не показано) упомянутых контейнеров для снижения повышенной на их поверхности температуры до допустимого предела, сборные колодцы (на рисунке не показано) и принудительную вытяжную и естественную приточную вентиляцию (на рисунке не показано) с достаточным воздухообменом. Палуба трюма 4 выполнена также усиленной с возможностью размещения на ней упомянутых контейнеров 5 с ТУК 6. Судно имеет автономную цистерну (на рисунке не показано) для хранения собранной после орошения контейнеров 5 воды, связанную магистралью со сборными колодцами (на рисунке не показаны) трюма 4, балластную систему (на рисунке не показано) с цистернами 8, в состав которой введены дополнительные цистерны (на рисунке не показаны), заполняемые забортной водой. Цистерны 8 и дополнительные цистерны выполнены с возможностью подогрева заполняемой в них воды.

Жилая надстройка 9 размещена в носовой части судна и выполнена с ограниченным надводным габаритом для возможности прохождения судна под мостовыми пролетами при его движении по внутренним водным путям с минимальной речной осадкой. За жилой надстройкой 9 на открытой палубе 10 установлен на рельсах 11 палубный мостовой кран 12 для выполнения рейдовой погрузки/разгрузки на необорудованный берег контейнеров 5 с ТУК 6 и, при необходимости, с другими генеральными грузами.

Рельсовый путь 11 мостового крана 12 выполнен удлиненным с выходом за пределы корпуса судна по надводным консольным конструкциям 13, установленным в кормовой оконечности судна.

Судно оснащено также главной энергетической установкой, аварийным генератором повышенной мощности (на рисунке не показаны) и дополнительным объемом топливных запасов, для удовлетворения требований к судам ледового класса Arc 6, имеющим неограниченный район плавания.

Эксплуатация предлагаемого судна осуществляется следующим образом.

Предлагаемое универсальное судно арктического класса прибывает к месту загрузки отработанного ядерного топлива, где загружается 20-футовыми контейнерами 5 с расположенными внутри ТУК 6, содержащими ОЯТ, и имеющими общий вес до 60 тонн каждый путем их размещения на усиленной палубе 7 трюма 4. Количество контейнеров с ОЯТ в грузовой партии ограничено и зависит, в том числе, от результатов расчета радиационной опасности груза в соответствии с Санитарными нормами, а также от суммарного транспортного индекса.

Погрузка контейнеров 5 производится мостовым краном 12, расположенным на открытой палубе 10 за жилой надстройкой 9. После чего приводится в рабочее состояние система дистанционного контроля температуры (на рисунке не показано) размещенного в контейнерах 5 ОЯТ и в состояние готовности связанная с ней система орошения (на рисунке не показано) упомянутых контейнеров. При достижении температуры контейнеров с ОЯТ выше определенного значения система дистанционного контроля температуры включает в работу систему орошения контейнеров 5, которая функционирует до момента снижения температуры на поверхности контейнеров 5 до допустимого предела. Вода после охлаждения контейнеров собирается в сборные колодцы (на рисунке не показано), из которых по магистрали она подается в автономную цистерну для хранения собранной после орошения контейнеров 5 воды (на рисунке не показано). Также после погрузки на судно контейнеров 5 осуществляется пуск принудительной вытяжной вентиляции (на рисунке не показано) с достаточным воздухообменом. После выполнения погрузки контейнеров 5 с ОЯТ, подключения систем контроля температуры, орошения и запуска принудительной вытяжной вентиляции (на рисунке не показано) судно выходит на акваторию арктических морей, предварительно приняв балласт в основные, а также дополнительные балластные цистерны, обеспечивая рабочую морскую осадку. Далее движение судна в тяжелых ледовых условиях обеспечивается за счет ледовых носовых обводов (на рисунке не показано), наличия ледового пояса в районе переменной ватерлинии (на рисунке не показано) и более мощной главной энергетической установки (на рисунке не показано). Благодаря увеличенному объему топливных запасов (на рисунке не показано) и оснащению судна спасательными средствами (на рисунке не показано), обеспечивается возможность эксплуатации судна на морском участке без ограничения района плавания. Затем судно с целью устранения лишней перевалки опасного радиоактивного груза может, освободившись от лишнего балласта, зайти на внутренние водные пути (ВВП) и двигаться до требуемого порта назначения на минимальной речной осадке. По прибытии судна к месту разгрузки контейнеры 5 с ТУК 6, содержащими ОЯТ, выгружаются либо мостовым краном 12, либо портовыми кранами (на рисунке не показано).

Таким образом, предлагаемое универсальное арктическое судно класса INF-2, предназначенное для перевозки преимущественно отработанного ядерного топлива, и соответствующее символу класса ОЯТ-2 Кодекса ОЯТ, обеспечивает безопасную перевозку отработанного ядерного топлива с высоким уровнем радиоактивности по внутренним и морским водным путям, в том числе арктическим морям с неограниченным районом плавания, и может производить погрузку/выгрузку контейнеров с ТУК, содержащими ОЯТ, на необорудованный берег, что его выгодно отличает от прототипа.