Появление танкерного флота явление относительно новое. Первые танкеры появились в конце XIX в. До этого времени технические решения не позволяли перевозить в трюмах большие количества наливных жидкостей, таких как нефть. Да и рынки не требовали таких перевозок, спрос на нефть удовлетворяла местная переработка и перевозки наземным транспортом.
В конце XIX в. возрос спрос на нефть в связи с развитием энергетики в целом ряде стран, и технологические инновации позволили строить суда нового класса - танкеры, предназначенные для перевозки в трюмах больших количеств сырой нефти и нефтепродуктов. Так начал развиваться этот отдельный специализированный класс судов.
Низкие цены на постройку и фрахт танкеров способствовали развитию морской торговли нефтью и нефтепродуктами на дальние расстояния. Спрос на перевозку наливных грузов, таких как нефтепродукты и неочищенная нефть, вызвало рост размерений и грузовместимости танкеров.
Рост размерений танкеров для дальних перевозок оказался ограничен размерами шлюзов двух каналов, через которые проходят основные маршруты - Суэцкого и Панамского, а также Малаккского пролива. Спрос вызвал необходимость расширения шлюзов Панамского канала, что привело к делению танкеров на уже существующие танкеры класса «старый Panamax» и строившиеся уже с учетом новых размеров шлюзов «новый Panamax» (см. рис. 2).
Рис. 2. Расположение основных каналов, ограничивающих рост размерений танкерного флота, и соответствующие предельные размерения для каждого класса танкеров.
Однокорпусные танкеры постройки 1970-80 гг. по всему миру были заменены двухкорпусными танкерами, конструкция которых предотвращает загрязнение окружающей среды.
Рис. 3. Развитие конструктивных технических решений, предотвращающих загрязнение окружающей среды при повреждениях корпуса танкера.
Oil - нефть; Ocean - океан; Steel 1-1/2” (or less thick) - сталь толщиной 1-1/2” (или меньше); Bulkheads - переборки; Protective space - защитное пространство; Cargo tanks - грузовые танки; Single Bottom - одинарное дно; On a single-bottom tanker, only one layer of steel measuring 1-1/2” inches thick separates oil from the ocean - у танкера с одинарным дном только один слой стали толщиной 1-1/2” разделяет перевозимую нефть и океан; Double bottom - двойное дно.
Двойное дно не предотвращает разлив нефти, но даже в самом тяжелом случае, как например с танкером “Exxon Valdez”, по заявлениям экспертов, оно может уменьшить количество нефти попавшее в океан.
Mid-deck - танкер с промежуточной палубой.
У танкера с промежуточной палубой нижние танки имеют одинарное дно и при посадке судна на мель некоторое количество нефти попадет в океан. Но суда данного проекта должны быть лучше защищены от столкновений, чем танкеры с двойным корпусом, хотя практических подтверждений этому нет.
Double hull - двойной корпус.
Суда с двойным корпусом обеспечивают лучшую защиту груза за счет двойного дна и двойных бортов. У танкера с двойным корпусом расстояние между бортом и продольными переборками должно составлять 1/15 ширины танкера или от 2 до 2,9 м.
Принципиальная схема конструкции танкера предельна проста. Как это показано на рис.4 и 5.
Oil tanker (Front view) - танкер (вид спереди); Center cut view - поперечный разрез по центру судна; Double hull - двойной корпус; Oil tanks - нефтяные танки; Segregate Ballast tank - отдельные балластные цистерны.
Oil tanker (side view) - танкер (вид сбоку); Bridge - мостик; Fuel Tank - топливная цистерна; Engine room - машинное отделение (МО); Pump Room - насосное помещение; Double Hull - двойной корпус; Empty - пустые отсеки; Oil Tanks - нефтяные танки.
При постройке танкера также предусматриваются максимально возможные меры для обеспечения безопасности. В основном, это повышенные требования к прочности корпуса и грузовых танков и отсутствию протечек груза при аварии.
Данный танкер класса ULCC необычен, поскольку имеет двухвальную установку, приводящую его в движение, включающую два двигателя и два гребных винта, а также два руля.
Mooring winches - швартовные лебедки. Монтаж надстройки над МО экономит затраты при постройке. Трубопроводы горячей воды и электрокабели могут быть проложены прямо от МО; Radar - радар; Cabins - каюты; Cargo pump room - помещение погрузочных насосов; Navigation deck - навигационная палуба; Helicopter landing pad - вертолетная площадка; These pipes carry water for cleaning the tanks and firefighting - эти трубопроводы могут подводить воду для очистки танков и противопожарной системы; Anchor windlass - якорный брашпиль; Mooring winch - швартовная лебедка; Tank hatches - люковые закрытия над танками; Discharging and loading points - пункты приема груза и выгрузки: Hydraulic cranes lift shore hoses which discharge and load cargo - гидравлические краны поднимают береговые шланги для разгрузки и приема груза; Oil cargo tanks - нефтяные грузовые танки; Engine room - МО; Steam turbines - паровые турбины; Two five-bladed propellers drive the ship forward - два пятилопастных гребных винта движут судно вперед. Каждый винт весит 53 тонны и размером с трехэтажное здание; Rudders - рули.
Основные вопросы, возникающие при постройке танкера:
Обводы корпуса
Обводы корпуса любого судна являются одной из важнейших его характеристик. Конструкция танкера для перевозки нефтепродуктов является конструкцией, зависящей от веса груза - weight-based, то есть размерения судна связаны непосредственно с весом перевозимого груза. (Для других классов судов, например, для контейнеровозов, конструкция может быть зависящей от объема перевозимого груза - volume-based), где размерения определяются объемом грузового пространства, грузовых трюмов). Поскольку желательно, чтобы вес перевозимого за одно плавание груза, в данном случае - нефти, был максимально возможным, необходимо предусмотреть максимально возможные размеры пространства под грузовые танки. Обычно танкеры движутся с относительно малой скоростью хода, поскольку груз не является скоропортящимся, как в случае перевозки пищевых продуктов, Все эти упомянутые факторы и учитываются при проектировании обводов корпуса танкера. Говоря другими словами, танкер обладает более высоким запасом плавучести (Coefficient of Buoyancy) по сравнению с судами других классов.
Общее расположение
Наиболее важным чертежом в процессе проектирования танкера, который, собственно, и определяет конструкцию танкера, является чертеж общего расположения (General Arrangement Drawing). На рис. 6 показан этот чертеж общего расположения отсеков, помещений, систем и оборудования, вид сбоку. На нем показано расположение всех внутренних отсеков судна, шпангоут за шпангоутом, переборок и других основных конструкций набора судна.
Некоторые из конструктивных деталей судна понятны из данного чертежа. Грузовые танки (oil tanks - C.O.Ts) обычно имеют одинаковые размерения, определяемые проектировщиком на начальной стадии проектирования, в зависимости от общего веса груза, перевозимого судном. Доступ к каждому танку обеспечивается отдельно посредством трапов или лифтов. Машинное отделение (МО) и надстройки обычно расположены в кормовой части судна. Но особое помещение, отсутствующее на судах других классов, - насосная станция, обычно расположена перед МО. В ней размещаются все насосы, требующиеся для погрузочно-разгрузочных операций.
Бульбообразный нос
На сегодняшний день практически все танкеры имеют бульбообразный нос, что повышает эффективность при движении судна. Хотя танкеры являются тихоходными судами, бульбообразная носовая часть значительно снижает волновое сопротивление при движении судна. При этом геометрия носового бульба у танкеров значительно отличается от аналогичной геометрии бульба высокоскоростных судов.
Существует три разновидности носового бульба, они представлены на рис. 7 (при взгляде с носа к корме судна).
Бульб типа "Дельта" имеет больший объем в нижней части. Эта особенность делает такие обводы носовой части судна более выгодными на судах с частым изменением уровня ватерлинии, так как больший объем в нижней части бульба обеспечивает ее погружение в воду при разном диапазоне уровней ватерлинии и условий нагрузки.
Бульб типа "О" имеет максимальный объем в средней части. Такой тип бульба используется на судах с цилиндрическими обводами носовой части, например, для балкеров.
Бульб типа "Nabla" имеет каплеобразную форму с большим объемом в верхней части. Бульб данного типа используется на судах, на которых особое внимание обращено на обеспечение мореходности, например на кораблях ВМФ.
Большинство танкеров перевозят груз по маршруту, а возвращаются порожнем под балластом. Уровень ватерлинии при движении порожнем отличается от уровня ватерлинии в полном грузу. Но это частое изменение уровня ватерлинии требует, чтобы носовой бульб при любых условиях плавания был погружен в воду. Поэтому танкеры, как правило, имеют носовой бульб типа "Дельта".
Проектирование набора танкера
Конструктивный набор танкера зависит от класса и размерений танкера. Пока что многие из существующих малых танкеров для перевозки нефтепродуктов по внутренним водным путям и танкеров каботажного плавания имеют однокорпусной набор. Хотя правила MARPOL (Marine Pollution) требуют двухкорпусной набор судна для всех судов длиной свыше 120 м, независимо от типа груза. Такие танкеры будут заменяться и заменяются двухкорпусными.
Переходной мостик является конструкцией, поднятой над палубой, и идущей вдоль всего танкера, этот мостик обеспечивает доступ ко всем грузовым танкам. Днищевая обшивка, листы палубы, и листы переходного мостика представляют собой детали продольного набора корпуса танкера и повышают прочность его корпуса в продольном направлении.
Бортовая обшивка на однокорпусных танкерах крепилась к шпангоутам поперечного набора. Причина использования конструкций поперечного набора для крепления бортовой обшивка заключалась в скоплениях остатков нефти на ребрах жесткости продольного набора. И тогда после откачки груза, некоторое количество нефтепродуктов оставалось в этих труднодоступных местах. Это имело два следствия: 1) это вело к загрязнению груза, 2) продолжительное накопление остатков груза вело к коррозии ребер жесткости набора.
Набор двухкорпусных танкеров
Как упоминалось ранее, все танкеры длиной более 120 м в настоящее время имеют двухкорпусной набор, предотвращающий загрязнение моря в случае аварий, в соответствии с правилами MARPOL. Танкеры классов "Panamax", "Aframax", "Suezmax", VLCC и ULCC имеют двухкорпусной набор. Основная причина использования двухкорпусного набора - предотвращение загрязнения среды при разливе нефти в случае аварии и повреждения корпуса.
Stringer - стрингер; Floor - флор; Plate bracket - кница; Inner bottom - внутренне дно; Intermediate stringer - промежуточный стрингер; Wing tank - бортовой танк; Longitudinal bulkhead - продольная переборка; Inner hull - внутренний корпус; Deck-transverse web - подпалубный рамный шпангоут; Centre tank - центральный танк; Transverse web - рамный шпангоут.
На рис. 8. показано поперечное сечение продольного набора двухкорпусного танкера. В правой половине рис. 8. показан обычный шпангоут, к стрингерам крепятся листы внутренней и внешней обшивки. Центральный танк является грузовым танком, а бортовые цистерны являются цистернами балластной воды (segregated ballast tanks -
SBT). Цистерны балластной воды для предотвращения коррозии покрывают эпоксидной смолой.
Поперечный набор, представленный в левой части рис. 8, устанавливается через каждые три - четыре шпации, чтобы повысить прочность судна в поперечном сечении. Продольные ребра жесткости привариваются к шпангоутам. Стрингеры, крепящиеся к шпангоутам, дополнительно повышают прочность корпуса танкера.
В настоящее время безотносительно к тому, какое классификационное общество одобряет конструкцию двухкорпусного танкера, корпусной набор танкера выполняется в соответствии с Правилами Harmonised Common Structural Rules - CSR для танкеров, разработанными международной ассоциацией классификационных обществ (International Association of Classification Societies - IACS).
Энергетическая судовая установка (СЭУ) танкера
Поскольку танкеры являются относительно тихоходными судами (средняя макс. скорость хода составляет 15,5 узл) и не имеют пространственных ограничений для размещения двигателя, на них в качестве главных двигателей (ГД) могут использоваться крупные низкооборотные судовые дизельные двигатели. Двигатели данного типа занимают больше места, чем высокооборотные судовые двигатели, но обеспечивают более эффективную передачу мощности на гребной вал, и потери в редукторе отсутствуют, поскольку число оборотов в минуту вала двигателя соответствует числу оборотов в минуту гребного винта. Обычно на танкерах используют гребные винты большого диаметра с малым числом оборотов в минуту для повышения эффективности при движении судна.
Бортовые системы танкера
Танкеры имеют ряд бортовых систем, уникальных по своему назначению.
Система подогрева груза:
Танкеры, перевозящие неочищенную нефть, оснащаются такой системой, поскольку неочищенная нефть является вязкой и плотной жидкостью, особенно при низких температурах. Это может помешать работе насосов и движению жидкости по трубопроводам при погрузочно-разгрузочных операциях. Поэтому для поддержания приемлемой температуры и вязкости груза в трюмах используется специальная система подогрева.
Система вентиляции грузовых танков:
Грузовые танки практически никогда не бывают заполнены полностью, однако скопление воспламеняющихся и взрывоопасных газов в танках недопустимо. Соответствующая вентиляционная система позволяет избежать скопления опасных паров и газов в закрытых пространствах грузовых танков.
Система контроля переполнения (Overflow Control System):
Эта система использует датчики уровня и датчики давления для контроля уровня нефти в грузовых танках, чтобы уровень нефти при погрузочно-разгрузочных операциях не превышал предусмотренные пределы. Датчики, подающие сигналы тревоги, и сливные клапана входят в состав системы, чтобы предотвратить экстремальную ситуацию.
Система подачи инертного газа:
Пространство между свободной поверхностью груза в танке и верхними листами танка должно быть заполнено инертным газом для предотвращения доступа кислорода, чтобы избежать пожароопасной ситуации в случае скопления легко воспламеняющихся паров и газов. Это достигается постоянной подачей инертного газа и контролем за его уровнем в танках. Наиболее часто для этих целей используют аргон и двуокись углерода.
Танкером называется судно, используемое для перевозки наливных грузов. Суда нефтеналивные поистине можно назвать уникальным изобретением, причем самый большой танкер в мире способен транспортировать нефтяной продукции за один рейс больше на пятьдесят процентов, чем это делают другие танкеры. При этом расходы по эксплуатации такого морского судна увеличиваются ненамного, что дает возможность нефтяным компаниям, использующим огромные суда для перевозки своей продукции, улучшать свои доходы. Поэтому и спрос на данные перевозящие нефть суда будет всегда большим. Так какой же танкер в мире признан самым большим?
Batillus
Танкер был произведен в 1976 году – на это ушло 10 месяцев по времени, а также примерно 70000 тонн металла и денежных средств в размере 130000000 долл. Причем танкер построили по исходному проекту, и не было никакой модернизации в ходе его использования. Это грандиозное судно совершало ежегодно по пять рейсов, однако с 1982 года стало многократно простаивать, а в 1985 году его владельцы и вовсе решили продать танкер на металлолом.
Это судно поистине впечатляло своими размерами. Оно включало сорок цистерн, общий объем которых равнялся примерно 667000 м3. В длину оно составляло примерно 414 метров, а в ширину – 63 метра. Дедвейт был равен свыше 550000 тонн. Перекачка нефти здесь осуществлялась с помощью четырех насосов. Данный мощный танкер заставляли двигаться четыре паровые турбины, мощность каждой составляла 64800 л.с. Развиваемая танкером скорость составляла 16 узлов. За сутки он расходовал топлива в 330 тонн. Экипаж, работавший на танкере, насчитывал 16 человек.
Благодаря разделению цистерн перегородками была обеспечена безопасность для перевозки огнеопасного груза. Такая конструкция также позволяла одновременно осуществлять перевозку разных сортов нефти. А двигатель судна располагался в кормовой части, от отсека с грузом отделялся двумя переборками, заполняемые водой.
Knock Nevis
Этот главный конкурент Batillus тоже был создан в 1976 году, однако изначально он был гораздо меньших размеров, чем Batillus, а затем его модернизировали спустя три года эксплуатации. В результате длина его стала равняться примерно 460-ти метрам, ширина – 68 метрам, а дедвейт составил 565000 тонн. Экипаж данного морского судна насчитывал 40 человек, а скорость судно развивало с помощью турбин, мощность которых равнялась в общей сложности 50000 л.с., в 13 узлов. На верхней палубе этого танкера можно было бы разместить 5 футбольных полей. При развороте буксирами ему требовалось пространство в 2000 м.
Несмотря на то, что его можно было назвать самым большим в мире, обладал Knock Nevis определенными недостатками, предопределившими его недолгое существование – в 2004 году судно применялось только, чтобы хранить в нем нефть, а в 2010 году его отправили на утилизацию (порезали на лом). Например, большой минус представляла осадка танкера почти в 25 метров, что можно сравнить с высотой семиэтажного строения. Из-за своих габаритов танкер не мог проходить каналы Суэцкий и Панамский, а также ему было запрещено проходить через Ла-Ланш, поскольку существовала высокая вероятность сесть на мель. Это судно за время своего существования сменило много названий: HappyGiant, JahreViking, SeawiseGiant, а гибель свою танкер принял под названием Mont.
На сегодняшний день танкеров, которые бы могла превзойти по размерам эти грузовые судна, перевозящие нефть, пока просто нет. И наверняка, в будущем пальма первенства будет принадлежать супертанкерам, которые представляют собой настоящие плавучие города – по крайней мере, уже разрабатываются некоторые проекты в данном направлении.
Танкер представляет собой специализированное судно грузового типа, которое может быть адаптировано как для морских, так и для речных маршрутов. Водный транспорт предназначен для транспортировки наливных грузов. Самыми крупными в своем ряду считаются океанские супертанкеры, которые используются не только для перевозки нефти, но и для ее хранения.
Один из самых больших супертанкеров
Самый большой танкер в мире был спущен со стапелей в 1976 году. В роли его создателя выступила компания Royal Dutch Shell, а само судно имело название Batillus. На строительство водного транспортного средства было израсходовано около 70 тысяч тонн металла и примерно 130 миллионов долларов. В 1973 году имел место мировой нефтяной кризис, вследствие которого стоимость сырья существенно возросла. Это привело к значительному сокращению грузооборота. Компания-создатель танкера имела намерение прекратить но контракт, подписанный за два года до начала строительства, не позволял этого сделать. Разрыв договоренности сулил значительные издержки. На сегодня единственный конкурент судна - в мире,
Технические характеристики судна Batillus
Сразу после окончания строительства судно выполняло только свою минимальную норму: оно осуществляло всего 5 рейсов в течение года. Начиная с 1982 года водный транспорт больше времени простаивал без дела, нежели использовался по назначению. В 1982 году владелец судна принял решение продать его на металлолом по цене в 8 миллионов долларов. В структуру танкера входило порядка 40 цистерн независимого типа, общая вместительность которых составляет 677,3 тысяч кубических метров. Благодаря заложенному в конструкцию разделению на отсеки судно могло использоваться для транспортировки одновременно нескольких типов углеводородов. Проект снижал риск возникновения аварийных ситуаций и вероятность загрязнения океана. Загрузка нефти в самый большой танкер в мире осуществлялась четырьмя насосами, мощность которых составляет примерно 24 тысячи кубометров в час. Общая длина судна была равна 414 метрам, а дедвейт (то есть общая грузоподъемность) соответствовал 550 тысячам тонн. не превышала 16 узлов, а продолжительность рейса без дозаправки и пополнения запасов составляла 42 дня. На обслуживание плавающей конструкции четырьмя силовыми установками расходовалось 330 тонн топлива в сутки.
Смена поколений
После того как Batillus с двумя пятилопастевыми двигателями и 4 мощностью 64,8 тысяч лошадиных сил был использован как хранилище с 2004 года и был утилизирован в 2010 году, его место занял Knock Nevis. За историю своего существования Batillus поменял огромное количество владельцев, изменил много раз свое название и был разрезан на металлолом с названием Mont под флагом Сьерра-Леоне. Второй самый большой танкер в мире - это Knock Nevis, строительство которого, так же как и его предшественника, было окончено в 1976 году. Свои огромные размеры судно приобрело тремя годами позже, после реконструкции. В результате модернизации дедвейт танкера приблизился к 565 тысячам тонн. Его длина увеличилась до 460 метров. Экипаж судна - 40 человек. Турбины двигателей танкера способны развивать скорость до 13 узлов благодаря общей мощности в 50 тысяч лошадиных сил.
Seawise Giant, или история судна Knock Nevis
Самый большой нефтяной танкер в мире, строительство которого осуществлялось в XX веке, имеет название Seawise Giant. Конструирование судна началось до эры возникновения двухпалубных танкеров. На данный момент аналогов судна С ним, по оценке экспертов, смогут конкурировать только плавучие города с домами, офисами и полноценной инфраструктурой, проекты которых только начинаются рассматриваться экспертами. Строительство судна началось в 1976 году. Изначально его дедвейт должен был соответствовать 480000 тоннам, но после банкротства первого владельца магнат Тунг решил увеличить его грузоподъемность до 564763 тонн. Судно было спущено на воду в 1981 году, а его основное предназначение заключалось в транспортировке нефти с месторождений в Позже корабль транпортировал нефть из Ирана. Во время одного из рейсов был затоплен в Персидском заливе.
Волшебное возрождение
Самый большой нефтеналивной танкер в мире под названием Seawise Giant был поднят со дна океана около острова Харг в 1988 году компанией СРЗ Keppel Shipyard. Новым владельцем танкера стала компания Norman International, которая израсходовала на восстановление судна 3,7 тысяч тонн стали. Уже отреставрированное судно вновь поменяло владельца и стало носить название Jahre Viking. В марте 2004 года права владения на него были переданы компании First Olsen Tankers, которая в связи с большим возрастом конструкции переделала ее в FSO - плавучий комплекс, который использовался только для налива и хранения углеводородного сырья в области верфей Дубая. После последней реконструкции танкер приобрел название Knock Nevis, под которым он и известен как самый габаритный танкер в мире. После последнего переименования судно в роли FSO было отбуксировано в воды Катара на месторождение Аль Хашин.
Размеры танкера Knock Nevis
Самый большой танкер в мире носил название Knock Nevis. Он стал своеобразным порождением научно-технической революции. В рамках конструкции использована продольная система набора корпуса, а все надстройки находились на корме. Именно при сборке танкеров впервые были использована электрическая сварка. В разные периоды своего существования танкер был известен как Jahre Viking и Happy Giant, Seawise Giant и Knock Nevis. Его длина составляет 458,45 метров. Для полного разворота судну было необходимо свободное пространство в 2 километра и помощь буксиров. Поперечный размер водного транспорта 68,8 метров, что соответствует ширине футбольного поля. Верхняя палуба корабля с легкостью могла вместить 5,5 футбольных полей. Танкер выведен из состава флота 1 января 2010 года, с тех пор у него не было не только достойного конкурента, но и просто аналога.
Самый большой танкер LNG в мире
Самым крупным танкером LNG считается судно под названием Mozah, которое было сдано в эксплуатацию своему заказчику в 2008 году. При строительстве были использованы верфи компании Samsung для Qatar Gas Transport Company. В течение трех десятков лет танкеры LNG вмещали не более 140 000 кубометров сжиженного газа. Гигант Mozah побил все рекорды с показателем вместимости 266 000 кубометров. Этого объема достаточно для того, чтобы в течение суток обеспечивать теплом и электричеством всю территорию Англии. Дедвейт судна соответствует 125 600 тоннам. Его длина равна 345, а ширина - 50 метрам. Осадка - 12 метров. Расстояние от киля до клотика соответствует высоте 20-этажного небоскреба. В конструкции танкера была предусмотрена собственная установка сжижения газа, что сводило до минимума вредные испарения и практически полностью устраняло риск аварии, обеспечивая стопроцентную сохранность груза. В перспективе планируется сконструировать и спустить на воду всего 14 судов этой серии.
Самые крупные танкеры в истории
Самый большой танкер в мире - китайский. По мере смены поколений менялись и судна, которые к настоящему моменту уже списаны, оставалась прежней страна-производитель.
Конструкций ULCC класса, которым удалось превысить отметку в 500 000 тонн дедвейта, насчитывается всего 6:
- Battilus с дедвейтом в 553,662. Период существования с 1976-1985 годы.
- Bellamya с дедвейтом 553,662, бороздивший просторы океанов с 1976 по 1986 год.
- Pierre Guillaumat, сконструированный в 1977 и списанный в 1983 году.
- Esso Atlantic с дедвейтом 516,000 и продолжительностью существования с 1977 по 2002 годы.
- Esso Pacific (516,000 тонн). Период эксплуатации - с 1977 года по 2002 год.
- Prairial (554,974 тонн). Сконструирован в 1979, снят с рейсов в 2003 году.
Загрузка...