Условия размещения и площадки для размещения статей смотрите здесь
Глава 6. Технические средства для глубоководных погружений
6.4. Конструктивные особенности составляющих
элементов
Система газоснабжения и хранения газов
Нет необходимости отмечать принципиальную важность безупречного
действия системы газоснабжения и средств хранения газов. Особое значение
это обстоятельство имеет для специализированных водолазных судов,
нередко работающих в удаленных морских районах, куда доставка газов
очень тяжела. Следует отметить, что затраты на изготовление системы
газоснабжения и оборудования для хранения газов составляют значительную
долю общей стоимости глубоководного комплекса.
При проектировании систем газоснабжения и хранения газов необходимо
учитывать следующие факторы:
- максимальную глубину погружения камеры;
- общий объем отсеков барокомплекса и погружающейся камеры;
- принятый в данном случае метод погружения (насыщенный или не
насыщенный);
- степень надежности всех составляющих конструктивных элементов;
- возможные аварийные ситуации.
Поскольку хранение и использование газов в сжиженном состоянии пока еще
не отработано в достаточной для эксплуатационных условий степени,
проблема решается применением прочных баллонов, в которых газ находится
под давлением не менее 20 МПа. При этом, например, на плавучих буровых
установках, где не требуются большие запасы газа, как правило,
используются стандартные 50 литровые баллоны.
Однако на специализированных водолазных судах, обеспечивающих
выполнение особенно трудоемких подводных работ, запасы газа обычно
хранятся в крупных прочных емкостях, периодически пополняемых
судами-заправщиками или непосредственно с берега.
В крупных прочных емкостях хранение газа обходится несколько дешевле,
чем в батареях 50-литровых баллонов (при одной и той же вместимости).
Кроме того, более крупные емкости требуются в меньшем количестве и,
следовательно, для них нужно меньше арматуры и другого обслуживающего
оборудования, т. е. вся установка в целом будет более надежной, чем при
использовании 50-литровых баллонов.
Чтобы эксплуатационное обслуживание было более удобным, используемые
газовые емкости целесообразно устанавливать отдельными группами. На рис.
6.22 показана схема одного из вариантов системы хранения и распределения
газов, применяющаяся в глубоководных комплексах универсального
назначения. Здесь прочные емкости разделены на следующие группы: для
хранения чистого гелия, гелиево-кислородных дыхательных смесей (с
различным содержанием составляющих компонентов), чистого кислорода и для
промежуточного хранения уже использованного ("загрязненного") гелия.
Сжатый воздух требуется для наддува погружающейся камеры и
декомпрессионной установки, когда подводные спуски проводятся на обычном
атмосферном воздухе. Он используется также как носитель азота при
погружениях на трехкомпонентных дыхательных смесях, состоящих из азота,
кислорода и гелия. Сжатый воздух нужен для обеспечения воздушной
декомпрессии, он подается по шлангам водолазам, работающим под водой, и,
наконец, им заправляются дыхательные аппараты водолазов для спусков на
обычном воздухе.
Повышенные требования предъявляются к кислородной системе. Она должна
обеспечивать строго дозированную подачу кислорода для возможно более
точного поддержания газового состава, особенно если дыхательная система
работает по замкнутому циклу. Газовые смеси для дыхания готовятся
преимущественно на гелиево-кислородной основе, причем нередко
добавляется азот, выделяемый из хранящегося в баллонах атмосферного
воздуха. Должно быть гарантировано непрерывное поступление кислорода в
камеру, где он расходуется на дыхание людей. Только в этом случае внутри
будет поддерживаться его необходимое парциальное давление. Регулирование
подачи кислорода осуществляется вручную или автоматически. Еще одно
требование связано с подачей кислорода к индивидуальным дыхательным
аппаратам, к которым часто приходится прибегать на заключительных этапах
декомпрессии. В современном глубоководном комплексе необходим
гарантированный запас этого живительного газа. Количество и размеры
кислородных баллонов должны отвечать этому требованию.
Инертный газ гелий занимает особое место в практике глубоководных
спусков. Часто этот важнейший в составе искусственных дыхательных смесей
газ, отличающийся весьма высокой стоимостью производства, расходуется
при подводных спусках в огромных количествах. Особенно много его
требуется при наддуве гелиево-кислородной смесью всех отсеков
декомпрессионной установки и погружающейся камеры, а этот вариант сейчас
используется практически в любом глубоководном эксперименте. Много гелия
содержится также в искусственных дыхательных смесях, при глубоководных
погружениях его количество доходит до 90%. Расход гелия еще более
увеличивается при использовании водолазами индивидуальных дыхательных
систем.
Выход из этого положения специалисты видят в созданий удобных и надежных
при эксплуатации дыхательных систем полузамкнутого, а еще лучше
полностью замкнутого цикла.
В специальной небольшой батарее баллонов должен храниться аварийный
запас приготовленных гелиево-кислородных дыхательных смесей. Причем в
разных баллонах они имеют разное содержание составляющих компонентов,
соответствующее той или иной глубине погружения (состав искусственной
газовой смеси для дыхания определяется прежде всего парциальным
давлением кислорода, зависящим, в свою очередь, от глубины погружения).
Этот запас нужен для газоснабжения аварийных дыхательных аппаратов в
барокамерах и для заправки аппаратов, которые имеют при себе водолазы,
выходящие из погружающейся камеры для работы на дне.
И, наконец, должна быть предусмотрена еще одна группа баллонов для
хранения использованного ("загрязненного") гелия. Он поступает из
отсеков декомпрессионной установки при снижении в них давления. После
очистки в специальных фильтрах гелий вновь включается в циркуляцию.
Для подачи газов из баллонов к потребителям служит специальный
газораспределительный щит, на котором расположены соответствующие
контрольно-измерительные приборы (один из таких щитов современного
глубоководного комплекса показан на рис. 6.23).
Рассмотрим особенности системы хранения и распределения газов в
глубоководном комплексе водолазного судна "Арктик Сил" (см. рис. 6.12).
Общий объем этого комплекса составляет около 90 м3, палубная
декомпрессионная установка рассчитана на рабочее давление 4 МПа.
Погружающаяся камера может опускаться на глубину 500 м, а используемые
водолазами дыхательные аппараты работают по открытому циклу. Комплекс
предназначен для проведения трудоемких подводных работ и, следовательно,
обеспечивает почти исключительно насыщенные погружения. Работы могут
вестись круглосуточно на протяжении тридцати дней непрерывно. Такая
большая автономность определяется удобством снабжения при сравнительной
близости основного района эксплуатации (нефтегазопромыслы Северного
моря).
Запасы газа, размещенные на водолазном судне "Арктик Сил", очень велики.
Они хранятся в баллонах емкостью 1000 и даже 2000 л, объединенных в
крупные батареи, прочно закрепленные в носовой части судна. Длина
баллонов 5 и 10 м (соответственно их емкости), масса 1000 и 2000 кг.
Прием газа производится с одной стороны, выпуск - с другой. Каждый
баллон защищен от чрезмерного повышения внутреннего давления
стравливающим предохранительным клапаном.
Рис. 6.23. Газораспределительный щит.
Кислород обычно хранится в стандартных 50-литровых баллонах, которые
объединены в батарею, заключенную в металлический каркас. Баллоны
соединены между собой последовательно, заполнение их газом производится
централизованно. Существуют строгие правила хранения кислорода в судовых
условиях. Эти правила ввиду повышенной пожароопасности, создаваемой
присутствием кислорода, должны неукоснительно выполняться.
Предпочтительно все группы газовых баллонов выводить на общий
центральный газораспределительный щит (см. рис. 6.23).
