Статья: Краткий исторический очерк развития наливных судов

Танкер – самоходное судно, предназначенное для перевозки жидких грузов наливом и в корпус.

Существуют наливные суда для перевозки нефтепродуктов, жидких химикатов, спирта, молока, сжиженных газов, асфальта, бумажной массы, вина, пресной воды и т.п. конструктивные различия между этими судами весьма значительны.

Краткий исторический очерк развития наливных судов

Регулярные водные перевозки нефти и нефтепродуктов начались на Каспийском море и Волге. Именно здесь создавались и совершенствовались новые типы наливных с удов. Однако в ту пору нефть находила весьма ограниченное применение, так как отсутствовала промышленность – основной ее потребитель. Быстрый рост в 19 веке производительных сил общества, появления машин и применение их на фабриках и заводах, на паровых судах, железных дорогах и т.д. требовали нового дешевого и высококачественного топлива и смазочных масел, в связи с чем в середине 19-го века быстрыми темпами начинает развиваться нефтедобывающая и нефтеперерабатывающая промышленность.

Нефть и нефтепродукты перевозились вначале на небольших парусных судах в бочках из Северной Америки в Англию, как наиболее развитую в то время промышленную страну. Перевозка нефти на парусных судах в бочках, или оцинкованных ящиках морем продолжалась около 25-ти лет, начиная с 1861-го года, когда было перевезено 180 тонн нефти из Филадельфии в Лондон.

Увеличение потребления нефтепродуктов в промышленности, на транспорте и в быту обусловило необходимость изыскания новых способов перевозки этого груза. Перевозка нефтепродуктов в бочках была крайне неудобна и дорога, что объяснялось большим весом тары, утечкой груза, малым коэффициентом использования грузовых помещений, невыгодностью обратной перевозки порожней тары и т.п.

В 1873 году братья Артемьевы, владельцы парусных шхун, перевозивших нефть из Баку в Астрахань, приспособили шхуну «Александр» под перевозку нефти наливом. На судне были устроены особые ящики для налива примерно 80-ти тонн нефти. Между стеками ящиков и бортами был оставлен воздушный промежуток. Выгрузка нефти осуществлялась с помощью ручного насоса. В том же году Артемьевы построили баржу с такими же ящиками для перевозки нефти с Астраханского рейда вверх по Волге. Примеру братьев Артемьевых последовали другие предприниматели, а также пароходное общество «Кавказ и Меркурий». В 1890 г. На Волге эксплуатировалось уже около 800 наливных барж.

К 1907 г. Число металлических и деревянных нефтяных барж достигло 1500. Многие из них имели грузоподъемность до 8000 т, а баржа «Марфа Посадница» - 9 т. Тонн при длине 154 м и ширине 21,5 м.

Транспортировка нефти наливом удешевила перевозку по сравнению с перевозкой в бочках почти в 3 р.

Идея морской перевозки наливом была подхвачена русской нефтепромышленной фирмой Бр.Нобель. По заказу фирмы в 1876 году в Швеции был построен первый в мире пароход Зороастр, специально предназначенный для перевозки нефтегрузов наливом. Зороастр был железным пароходом водоизмещением 400 т, Имевшем чистую грузоподъемность 240т. Нефть наливалась в 8 цилиндрических отдельных цистерн, вставленных в корпус. В последствии цилиндрические цистерны были сняты, и груз перевозили наливом непосредственно в корпусе. Паровая машина и котел, работавший на жидком топливе, размещались в средней части судна. Сразу после Зороастра в 1798 г. Были построены 2 парохода: Норденшельд и Будда, на которых нефть наливалась в 2 выделенных в корпусе танка и в 3 вкладных цистерны.

В 1882 г. В Финляндии был построен пароход Спаситель. Его машинное отделение размещалось в корме и отделялось от грузового пространства коффердамом. Диаметральная и три поперечные переборки образовывали в грузовой части корпуса этого судна грузовые танки общей вместимостью 450 т. В районе грузовых танков на Спасителе не было двойного дна. Устроенное только под машинным отделением, двойное дно использовалось как топливная цистерна.

В 1882-1883 г. Была построена первая серия наливных судов, состоявшая из 6-ти танкеров типа Коран грузоподъемностью по 870 т.

Основные характеристики наливных судов типа Коран.

В 1881 г. По-заказу фирмы Бр.Нобель были построены 2 нефтеналивных парохода Калмык и Татарин грузоподъемность соответственно 650 и 820 тонн. На этих судах уже не было цилиндрических цистерн, а трюмное пространство разделялось переборками на ряд отсеков. В переборках были устроены отверстия, закрывавшиеся клинкетами. Из каждого отсека были выведены газоотводные трубы.

Первым судном. Специально предназначенным для экспортных перевозок русской нефти, был черноморский танкер Свет, построенный в 1885 г. В Швеции. Судно имело 2 коффердама, продольную и поперечную переборки. Между корпусом и стенками вкладных цистерн для нефти было оставлено свободное пространство, где проложили трубы для выкачки груза.

В следующем, 1886 г. В Англии был построен танкер Gluckauf дедвейтом 3000 т. Это было первое судно, зарегистрированное Английским Ллойдом как нефтеналивной пароход. Принятая на этом судне конструкция корпуса с диаметральной переборкой, расширительной шахтой и летними цистернами явилась прообразом конструктивного оформления танкеров, строившихся в течении следующих 50 лет.

Особенности этого танкера ставшие характерными для всех будущих наливных судов, следующие:

1) Одинаковая длинна цистерн, образованных бортами, продольной и рядом поперечных переборок; наличие коффердамов, отделяющих грузовое пространство от остальной части судна;

2) Отсутствие двойного дна;

3) Наличие расширительных шахт для каждой цистерны и летних танков по бортам;

4) Выполнение всех непроницаемых связей на потайных заклепках;

5) Расположение погрузочно-разгрузочного трубопровода внутри расширительных шахт, а насосного отделения под палубой;

6) Наличие трубопровода для удаления газов из цистерн, поднятого высоко над палубой;

7) Расположение машинной установки в корме, на небольшой надстройки – в средней части.

При проектировании Gluckauf был использован опыт постройки и успешной эксплуатации нефтеналивных судов и, в первую очередь, танкеров-пароходов Зороастр, Калмык, Татарин и Свет, плававших под русским флагом.

Многие суда–нефтевозы того времени сгорали в нефтегаванях или в открытом море, многие пропадали без вести при переходе через Атлантический океан. Горький опыт, как это часто бывало в истории техники, привел инженеров к правильному решению задачи.

Постройкой танкера Gluckauf был решен основной вопрос пожаро- и взрывобезопасности для нефтеналивных судов: конструкторы отказались от идеи вставлять в корпус судна цистерны для нефти и оставлять между ними и обшивкой воздушное пространство.

Хотя внутреннее устройство грузового пространства танкеров после успешной постройки и эксплуатации Gluckauf в какой-то мере стандартизировалось, их архитектурно-конструктивный тип еще окончательно не установился. Применялось как среднее, так и кормовое расположение машинного отделения.

После изобретения в конце 19 в. Двигателя внутреннего сгорания появились суда с новым типом машинной установки - теплоходы. Первым дизельным судном океанского плавания был танкер Vulcanus построенный в Англии в 1910 году.

Применение двигателя внутреннего сгорания в стационарных установках и на судах, внедрение форсунки для нефтяного отопления котлов, широкое распространение автомобилей и изобретение самолета потребовали резкого увеличения добычи нефти и вырабатываемых их нее продуктов. Поэтому в 20-м веке в место сырой нефти и керосина начинают перевозить мазут, бензин и другие виды нефтепродуктов, причем в несравнимых с прежними размерах. Потребность в перевозке горючего из Америки в Европу особенно возросла вовремя первой мировой войны 1914-1918 гг.

Появляются первые комбинированные суда – нефтерудовозы нефтеуглевозы. В частности, в США в 1921 году был построен нефтерудовоз CharlesBlack.

Резкое возрастание после Первой мировой войны добычи нефти и ее перевозок вызвало сильный рост тоннажа наливного флота, который сопровождался увеличением размеров, а в 30-е годы и скоростей судов. Что же касается конструкции корпуса, то для нее характерны переход от поперечной к продольной системе набора и ее разновидностям и постройка танкеров в двумя продольными переборками.

Таким образом, к началу второй мировой войны окончательно сложился архитектурно-конструктивный тип судна для перевозки нефти и нефтепродуктов наливом – трехостровное судно с баком средней надстройкой и ютом, с машинным отделением в корме. Грузовое пространство делится двумя продольными и рядом поперечных переборок на грузовые танки. От одного до трех насосных отделений располагается в средней части и в корме перед машинным отделением. В носовой части танкера устраивается диптанк и сухогрузный трюм.

С 1930 года при строительстве танкеров начали применять сварку.

Послевоенное развитие танкеростроения

После 1945 года мировой наливной флот вступил в период бурного роста вызванного резким развитием нефтяной промышленности.

Особенность послевоенного развития перевозок нефтегрузов является увеличение доли сырой нефти в общей массе перевозок нефтегрузов, что объясняется изменением политики крупнейших нефтяных монополий в области размещения нефтеперерабатывающих предприятий.

Освоение технологии практически полной переработки нефти позволило нефтяным монополиям разместить заводы по переработке нефти в странах потребляющих продукты переработки. Сырая нефть, являясь однородным грузом, потребляемым нефтеперерабатывающими заводами в весьма больших количествах, позволила создать более простую и экономичную организацию ее транспортировки за счет увеличения грузоподъемности танкеров и постановки их на определенные линии.

В конце 40-х годов начинается постройка первых танкеров с большой грузоподъемностью (дедвейт по 28 000 т), обусловленное неограниченной партионностью отправок сырой нефти.

В послевоенные годы появились новые идеи в области транспортировки нефтяных грузов. В первую очередь следует отметить создание гибких оболочек (емкостей) для морской перевозки и хранения нефти и нефтепродуктов. Основными преимуществами таких оболочек является: быстрота и дешевизна изготовления; малые эксплуатационные расходы; малый вес и объем без груза.

Впервые идею создания гибких оболочек для транспортировки нефтепродуктов высказали в начале 40-х годов советские инженеры М.А.Аршава и А.М.Аршава. Значительные успехи в этой области были достигнуты в Англии, где работы по изготовлению гибких оболочек ведутся с 1956 года.

В середине 50-х годов советские судостроители пришли к мысли, что увеличение размеров транспортных судов должно сопровождаться повышением качества (предела текучести) стали основного корпуса. Становится актуальнее необходимость применения сталей с еще более высокими механическими свойствами, причем с небольшим по возможности содержанием дефицитных или дорогостоящих легирующих добавок.

Тенденции развития супертанкеров

Основная масса нефти перевозится морским путем, что обусловлено географическим положением главных районов добычи и потребления нефти. Доля нефтеналивных грузов в общем объеме морских перевозок постоянно растет. Соответственно темп роста мирового танкерного флота превосходят средние темпы роста транспортного флота. Так, если среднегодовой рост дедвейта мирового транспортного флота за период 1965-1975 годов составил около 6,5 %, то рост дедвейта танкерного флота превысил 9 %, а в 1 970-1974 годах достиг 14 %. Резко увеличился и удельный вес танкерного флота в мировом транспортном флоте, составив по дедвейту к 1977 году свыше 45 % против 35,6 % в 1960 году.

Основной характерной чертой развития танкеростроения в 1970-х был быстрый рост дедвейта единичных танкеров, что наиболее ярко проявилось в годы танкерного «бума», предшествующие 1974 году.

Доля мало- и среднетоннажных танкеров дедвейтом до 70000 тонн заметно снизилась. Причина этого заключается в меньшей экономичности таких танкеров по сравнению с более крупными судами. Значительно вырос удельный вес группы танкеров дедвейта 125000 -175000 тонн. За 3 года их количество и тоннаж возросли почти в 3 раза.

Росту этой группы в значительной степени способствовало открытие Суэцкого канала и проведение первого этапа работ по его углублению, благодаря чему танкеры указанного дедвейта могут совершать балластный переход по каналу.

Наибольшее развитие получила тоннажная группа 225000-300000 тонн, которая занимает ведущее положение в существующем флоте. Достаточное количество танкеров указанного дедвейта (16,6%) и в заказанном флоте. Реализация программы расширения и углубления Суэцкого канала должна значительно укрепить конкурентоспособность танкеров этой тоннажной группы.

Вообще на судостроение самым непосредственным образом влияет стабильность и темпы развития мировой экономики, кроме того, на танкеростроении дополнительно сильно отражается мировая политическая стабильность. Борьба нефтяных монополий за Ближневосточную нефть оказала существенное влияние на характер нефтяных перевозок и развитие мирового танкерного флота. Так, закрытие Суэцкого канала в 1967 году привело к увеличению протяженности основных грузопотоков сырой нефти, вывозимой из Персидского залива в Европу, что создало ощутимый дефицит в наливном флоте, сняло ограничение на размеры танкеров и тем самым стимулировало стремительное развитие крупнотоннажного танкеростроения.

В следствие резкого сокращения добычи нефти и повышения цен на нее в конце 1973 года существенно уменьшились морские нефтеперевозки и ухудшилась фрахтовая конъюнктура, вызванная наличием избытка тоннажа танкерного флота. Последующее открытие Суэцкого канала усугубило ситуацию на танкерном рынке.

Во второй половине 1974 года начался процесс расторжения контрактов на постройку танкеров, особенно крупнотоннажных.

Кризис в области танкеростроения и судоходства сказался, прежде всего, на сверхкрупнотоннажных танкерах.

Значительную роль в поддержании занятости танкерного флота играет сдача на слом старых и морально устаревших судов. Но и в настоящее время, несмотря на кризис перепроизводства танкеров и особенно крупнотоннажных, строительство последних продолжается, потому что эти суда более экономичны в эксплуатации.

Многочисленные расчеты, проведенные экономистами, показывают сравнительную экономическую эффективность эксплуатации крупнотоннажных танкеров и сверхкрупнотоннажных танкеров на традиционных линиях вывоза сырой нефти.

Несмотря на широкие возможности мирового судостроения, рост дедвейта крупнотоннажных танкеров в значительной степени сдерживается рядом факторов географического и эксплуатационного характера. Осадки и длины танкеров зачастую лимитируются навигационными условиями и глубинами проливов и каналов, находящихся на линии эксплуатации.

Группы танкеров

В мировом танкерном флоте выделяется несколько групп. Первая группа – танкеры водоизмещением до 50 тыс. т. Это танкеры, перевозящие нефтепродукты и неагрессивные химические грузы. Суда дедвейтом до 10 тыс. т заняты перевозкой малых партий нефти и химпродуктов в прибрежном морском плавании на коротких линиях. Танкеры дедвейтом 10–50 тыс. т перевозят нефтепродукты крупным потребителям. Танкеры дедвейтом 20 тыс. т предназначены для арктического плавания, они обеспечивают круглогодичную перевозку грузов, имеют ледопроходимость до 0.5 м. Вторая группа танкеров – танкеры типа «Panamax» имеют водоизмещение 50–70 тыс. т. Эти танкеры перевозят сырую нефть и нефтепродукты. Третья группа – танкеры типа «Aframax». Типичный танкер «Aframax» 1980-х гг. имел водоизмещение, близкое к 80 тыс. т, вместимость танков (грузовых отсеков) ок. 100 тыс. мі, длину 230–240 м, ширину 42–44 м, осадку 12.2 м. К 2000 г. танкеры типа «Aframax» имели длину 240–245 м, ширину 41–43 м, вместимость танков 110–120 тыс. мі. Четвёртая группа танкеров – танкеры типа «Suezmax» имеют водоизмещение 140–160 тыс. т, способны проходить Суэцкий канал. Пятая группа – наиболее крупные танкеры (VLCC), водоизмещением до 300 тыс. т и более. Общий дедвейт этих танкеров составляет около половины дедвейта всего танкерного флота.

Категории танкеров — в зависимости от дедвейта:

- GP (General Purpose) — малотоннажные танкеры (6000—16 499 т); используются для специальных перевозок, в том числе для перевозок битумов;

- GP — танкеры общего назначения (16 500—24 999 т); используются для перевозок нефтепродуктов;

- MR (Medium Range) — среднетоннажные танкеры (25000—44999 т); для перевозок нефти или нефтепродуктов;

- LR1 (Large/Long Range1) — oiler — крупнотоннажные танкеры 1 класса (45000—79 999 т); используются для перевозок темных нефтегрузов;

- LR2 — крупнотоннажные танкеры 2 класса (80 000—159 999 т);

- VLCC (Very Large Crude Carrier) — крупнотоннажные танкеры 3 класса (160 000—320 000 т);

- ULCC (Ultra Large Crude Carrier) — супертанкеры (более 320 000 т); для перевозок нефти со Среднего Востока до Мексиканского залива.

Современные танкеры

танкер перевозка нефть наливной

На развитие танкеров сильное влияние оказывает ужесточение требований к безопасности перевозки нефти и нефтепродуктов. Международная морская организация (IMO) с 1996 г. требует устройства на танкерах двойного корпуса, Международная конвенция по предотвращению загрязнения с судов (MARPOL) ограничивает объём одного танка 40 тыс. мі, введены требования об устройстве танков с изолированным балластом. Выполнение этих требований сокращает вероятность крупных загрязнений моря при авариях, но утяжеляет корпус, что делает строительство танкеров дедвейтом выше 450–500 тыс. т нецелесообразным. Одна из концепций безопасного и надёжного танкера начала 21 в. – танкер с двойным корпусом, двумя машинными отделениями, двумя двигателями, двумя винтами и рулями. Танкеры, эксплуатируемые на внутренних водных путях, при грузоподъёмности более 1 тыс. т, имеют второй корпус и перевозят нефтепродукты всех классов. Все танкеры для выгрузки грузов оборудуются грузовыми и зачистными системами, подогревателями жидкого груза (паровыми, электрическими или работающими за счёт использования теплоты отходящих газов судовых двигателей), системами газоотводных труб, орошения палубы, вентиляции насосного отделения, подогрева балласта, системами инертных газов, трубопроводами механической мойки и очистки грузовых танков и др.

Knock Nevis

Knock Nevis (впрошломтакженазывался Seawise Giant, Happy Giant и Jahre Viking) — супертанкер поднорвежскимфлагом. Его размеры: 458 метров длины и ширина в 69 метров делают его крупнейшим судном мира. Построен в 1979 году, в последние годы использовался как плавучее нефтехранилище, ныне выброшен на берег для последующей утилизации.

Характеристики

Knock Nevis имеет дедвейт 564 763 тонны, что составляет 658 362 м³ (4,1 миллионабаррелей) нефти.

Длина танкера — 458,45 метра, ширина — 68,86 метра, осадка в грузу — 24,61 метра. Максимальная скорость составляет 13 узлов, экипаж судна 40 человек. Тормозной путь судна составляет 10,2 километра, а диаметр циркуляции больше 3,7 километров.

Осадка при полной загрузке не позволяет судну проходить не только Суэцким иПанамским каналами, но и Ла-Маншем.

История

Супертанкер построен в Японии в городе Йокосука компанией Sumitomo Corporation по заказу греческого судовладельца. Однако ещё недостроенное судно было приобретено судовладельцем из ГонконгаTung Chao Yung. Строился он под номером1016 , а хозяином было дано имя Seawise Giant .

Новым владельцем было заказано увеличение судна. Судно был разрезано и нарощено, добавленные дополнительные секции корпуса увеличили дедвейт с первоначальных 480 тысяч тонн до рекордных 564 763 тонн.

Первоначально судно курсировало между Ближним Востоком и США, однако в 1986 году стало использоваться как плавучий терминал для хранения и перегрузки иранской нефти во время Ирано-Иракской войны. В мае 1988 году судно было атаковано и сильно повреждёно иракскими самолётами.

После окончания войны судно, отбуксированное в Бруней, было куплено норвежской компанией KS-company. Судно было отремонтировано в Сингапуре и переименовано в Happy Giant (Счастливый гигант) . Однако в 1991 году, ещё до окончания ремонта KS-company перешла под управление норвежской судовладельческой компании Jørgen Jahre, поэтому верфи танкер покинул уже под именем Jahre Viking .

Позднее KS-company была куплена норвежским судовладельцем Фредом Ольсеном для своей компании First Olsen Tankers.

После принятия в США и Европе законов, запрещающих применение танкеров с одностенным бортом, так называемые однокорпусные танкера (толщина борта Knock Nevis всего 3,5 сантиметра), в марте 2004 года судно в доках города Дубай было перестроено в «плавучую единицу хранения». Тогда же танкер в очередной раз сменил имя на современное Knock Nevis . Сейчас судно выброшено на берег в Аланг Индия, где будет утилизовано. Перед последним походом судно было переименовано в Mont и сменило флаг Sierra Leone. Понадобится около года чтобы полностью утилизовать судно.

Рис. Сравнение размеров крупнейших судов мира: Knock Nevis, Emma Mærsk, Queen Mary 2, MS Berge Stahl, USS Enterprise.

Подводный танкер арктического плавания

Концептуальный проект арктической транспортной системы с использованием подводных танкеров грузовместимостью свыше 60 000т с ядерной энергетической установкой (ЯЭУ) и морских точечных терминалов является одним из самых перспективных предложений в части круглогодичной транспортировки углеводородного сырья на большие расстояния в условиях Арктики.

Технические характеристики танкера представлены в таблице.

ЯЭУ обеспечивает длительное безостановочное движения танкера подо льдами, когда нет возможности всплытия для подзарядки аккумуляторных батарей, что требуется для дизель-электрической энергетической установки.

Технико-экономические предпосылки использования подводных танкеров на трассах арктических морей:

1. регулярное круглогодичное плавание в Арктике без вынужденных простоев;

2. отказ от использования ледоколов;

3. высокая скорость движения по трассе, не зависящая от ледовых и погодных условий;

4. повышение эффективности транспортных операций за счет сокращения количества судов, участвующих в грузоперевозках;

5. отказ от строительства в удаленных районах хранилищ, необходимых в условиях нерегулярного вывоза углеводородов;

6. возможность выбора наиболее коротких маршрутов без привязки к ледовой обстановке;

7. более надежная защита груза подо льдом и под водой, в том числе, от терроризма;

8. меньшие риски аварий и экологических катастроф.

Удельные приведенные затраты при транзитных перевозках с использованием подводных судов по оценке ЦНИИ Морского Флота могут быть уменьшены в 2-3 раза по сравнению с использованием надводных судов аналогичного назначения с учетом того, что подводный танкер с ЯЭУ существенно дороже своего надводного конкурента.

Подводный танкер идеально подходит для выполнения регулярных рейсов между Западной Европой, Восточной Азией и Северной Америкой по самому короткому пути между ними – через центральную часть Северного Ледовитого океана. Проект предусматривает, что подводный танкер не будет заходить в порты, для которых существует запрет захода атомных судов, а будет разгружаться через приемный терминал на разрешенном расстоянии от порта и берега.

Использование точечных погрузочно-разгрузочных терминалов для загрузки танкера в море и выгрузки товарной продукции в пункте назначения без захода в порт создают возможности торговли углеводородами, практически, с большинством стран мира.

Вывод

В настоящее время танкеры водоизмещением 70—100 тыс. т считаются довольно обычным явлением. В Японии уже спущены на воду танкеры водоизмещением более 300 тыс. т и в самое ближайшее время заканчивают постройку судов в 350—400 тыс. т. Судостроители Англии, Америки, Японии и других стран готовят чертежи танкеров-гигантов на 500 тыс. т и даже на 1 млн. т.

Разумеется, с выходом на океанские просторы таких супертанкеров потребуется коренная перестройка многих портовых сооружений и в частности создание мощных морских насосных перекачивающих станций. Дело в том, что, например, судно водоизмещением в 500 тыс. т будет иметь осадку более 25 м. Это значит, что оно не сможет пришвартоваться ни в одном из портов мира. Кроме того, длина более 400 м и ширина 50—80 м делают его трудноманевренным в небольших акваториях. В настоящее время эта проблема практически уже решена и довольно просто. Порт связывается с автономной насосной станцией, расположенной в открытом море на глубине 50—70 м, несколькими трубопроводами. Танкер, пришвартовываясь к такой станции, может разгружаться очень быстро (в течение нескольких часов) и практически при любой погоде. Преимущества совершенно неоспоримые. Естественно, что предугадать максимальные габариты нефтеналивных судов практически невозможно. Ответ на этот вопрос может дать только практика их эксплуатации.

Список использованной литературы

1. С.И. Логачев. Морские танкеры. – Ленинград «Судостроение». -1970г.

2. В.М. Векслер. Некоторые вопросы проектирования танкеров. Ленинград "Судостроение" 1967г.

3. К.В. Кохановский, Ю.М. Ларкин. Проектирование нефтетанкеров. Москва "МОРФЛОТ" 1977г.

4. Н.Н. Родионов. Современные танкеры. Ленинград "Судостроение" 1980г.