3.2.3. Суда рефрижераторного типа.

Раньше так называли суда, перевозящие полностью охлажденные сжиженные газы. Появились они в результате совершенствования газовозов полунапорного типа. Первое судно такого типа было построено в 1961 г. Обычно такие суда имеют грузовместимость от 15 000 до 100 000 м³ и предназначены для перевозки нефтяных газов и аммиака.

Грузовые танки судов, перевозящих газы под атмосферным давлением, сконструированы таким образом, чтобы выдерживать давление максимум на 0,3 бара выше атмосферного, при этом температура груза обычно удерживается до -50°С. Суда этого типа строят таким образом, чтобы наиболее полно использовать полезный объем корпуса (рис.). Предусмотрено также, что грузовые танки должны быть самонесущими и не имеющими жесткого крепле­ния к корпусу судна, т. е. свободно сжиматься и расширяться независимо от судовых конструкций. В качестве материала для изготовления танков используется углеродисто-марганцевая или сталь с содержанием никеля не менее 2%.

Танки устанавливают поверх танков двойного дна на специальные деревянные опоры и жестко крепят только к центральной опоре, позволяя ему свободно расширяться и сжиматься.

Изоляция грузовых танков, которая обычно наносится на их внешнюю поверхность в виде пены, значительно снижает приток тепла из окружающей среды. Международные правила требуют устанавливать на таких судах вторич­ный барьер для снижения риска утечек груза в случае аварии. Данное требование выполняется - делают двойное дно и бортовые балластные танки из низкотемпературной стали. В свободные пространства вокруг каждого танка ставят специальные эжекторы, позволяющие удалять жидкий газ, скапливающийся в этих пространствах в результате по­вреждения танка, в другой грузовой танк.

Каждый танк разделяют продольной переборкой для уменьшения свободной поверхности и оборудуют двумя грузо­выми насосами. Привод грузовых насосов электрический.

На куполе каждого танка имеются устройства для контроля за состоянием груза и отбора проб.

Установка для сжижения газов, используемая на таких судах, практически не отличается от установки, которая применяется на судах полунапорного типа. Весь сконденсированный груз возвращается опять в танки, так что потери груза в процессе транспортировки исключены.

Суда, перевозящие грузы под атмосферным давлением, имеют довольно узкое применение по ряду причин, главная из которых - это то, что груз во время погрузки или выгрузки должен находиться при низкой температуре (температуре кипения при атмосферном давлении).

На судах рефрижераторного типа перевозят большое количество однородных грузов, таких как пропан, бутан и аммиак.

Эффективность больших судов гораздо больше, чем малых, поэтому суда такого типа строят вместимостью свыше 100000 м³.

Преимущества судов рефрижераторного типа:

• Наиболее полное использование полезного объема корпуса.

• Увеличение плотности перевозимого груза за счет низких температур и, следовательно, увеличение полезной загрузки.

• Уменьшение влияния свободной поверхности за счет заполнения танков до уровня купола или установки про­дольных переборок в танках.

Недостатки:

• Высокая стоимость низкотемпературных сплавов, используемых для изготовления грузовых танков, магистра­лей и клапанов.

• Необходимость изоляции грузовых танков и трубопроводов для уменьшения проникновения тепла в груз.

• Необходимость установки вторичного барьера, т. е. двойного корпуса.

• Для поддержания низкого давления в танках и низкой температуры установка повторного сжижения должна быть достаточно мощной, что влечет за собой дополнительные расходы.

• Необходимость поддержания инертной атмосферы с низкой влажностью вокруг грузовых танков.

• Использование этих судов только для больших партий однородного груза снижает их эффективное использова­ние на рынке.

Метановозы. Природный газ всегда транспортируется в полностью охлажденном виде при температуре —161°С и атмосферном давлении.

Грузовые танки на метановозах (рис.) выдерживают давление до 2 бар и температуру до —163° С. Вместимость танкеров-метановозов, которые используются в настоящее время, превышает 125000 м³, а в недалеком будущем планируется построить метановоз вместимостью свыше 300 000 м³.

На метановозах используются грузовые танки двух типов: самоподдерживающиеся и встроенные.

Из-за теплообмена груза с окружающей средой часть его испаряется. Понижать избыточное свыше допустимого давление паров можно:

• стравливая давление в атмосферу,

• используя газ как топливо,

• сжижая газ и возвращая пары в танк.

Перед погрузкой природного газа грузовые танки следует захолодить до температуры -135°С, чтобы избежать разрушения материала танков в результате перепада температур. Такое захолаживание проводят при использовании системы распыления груза в пространстве танка в соответствии с температурно-временными характеристиками для данного судна. Обычно скорость захолаживания 5 - 7 град/ч.

Выгрузка производится при помощи погружного насоса, который устанавливается внутри специальной колонны в центре танка. Причем и электромотор, и насос представляют собой единую систему и расположены в нижней точке танка, груз используется для охлаждения электродвигателя и смазки насоса.

Следует иметь в виду, что средние и небольшие метановозы часто оборудуют установкой для сжижения газа, что позволяет использовать их для перевозки этилена и нефтяных газов. Оборудование же больших метановозов установка­ми для сжижения газа не эффективно, поскольку мощность такой установки для судна вместимостью 125000 м³ должна быть свыше 8500 л. с.