一种以新的方式利用船的方法及一种多用船

摘要

一种以新的方式利用破冰船（10）的方法，使得减摇系统的水箱和/或倾侧系统的水箱（21、22、23和24）用于回收和/或处理待从水中回收的石油（16）。从所述破冰船的所述减摇系统的水箱和/或所述倾侧系统的水箱（21）中的水中分离石油，所述水箱包含温水（15）和蒸汽加热管（19）。所述破冰船的所述减摇系统的所述水箱和/或所述倾侧系统的水箱具有在将所述破冰船的所述倾侧水舱用于应对石油泄漏时所使用的单独的油回收管。

说明书

技术领域

本发明的客体是一种以新的方式利用破冰船的方法。

背景技术

为了以与其原始用途不同的方式利用船舶，已知的是例如使得商船、 海军辅助船、游轮或补给船具有溢油应对设备。以这样的方式，该船可用 于在需要时应对石油泄漏。由于这样的船舶通常具有若干个可用于回收石 油的现成的货舱（甚至可能是较大的货舱），这得以实现。

在结冰的情况下，通常仅有破冰辅助商船或其它破冰船可有效运作。 但是，在溢油应对中使用破冰船存在的问题是它们没有能够连接至油回收 装置或可以收集石油的大货舱。

发明内容

本发明的目的是创建一种方法，可通过该方法以新的方式利用破冰 船。

根据本发明的方法的特征在于，破冰船的减摇系统和/或倾侧系统的 水箱用于回收和/或处理和/或存储将从水中回收的石油。

破冰船通常具有特别的减摇系统和/或倾侧系统的这样的优点使得根 据本发明的所述方法成为可能，其它船舶通常不具有所述减摇系统和/或倾 侧系统。

减摇系统和/或倾侧系统包括一对或多对水箱。在一对水箱中，各水箱 位于所述船的相对侧上且各水箱之间具有水和空气的连接管。一个或多个 高功率泵连接至各水箱之间的水管。所述系统进一步包括用于控制所述泵 的控制部件。减摇系统和/或倾侧系统基于水从所述船的一侧中的水箱到所 述船的相对侧的水箱中的快速转移而起作用。

几乎所有已知的船舶还具有压载系统，所述压载系统用于影响排水和 纵倾，例如所述船舶的浮动位置。在这样的系统中，船舶中的水箱填充有 压载水或已排空压载水。所述系统基于水的重力且目的在于优化所述船舶 的载货能力。

除了上述系统，破冰船还具有另一个独立的系统。此系统是有效的减 摇系统，即所谓的支援系统和/或倾侧系统。减摇系统的目的是通过将水从 一个水箱非常快速地泵抽到另一个水箱中的方式降低由规则波动造成的 摇动。倾侧系统的目的是，在冰封的情况下，通过将水从一个水箱中非常 快速地泵抽到另一个水箱中的方式倾侧所述船舶，并因此降低所述船舶的 船体与冰之间的摩擦，在所述冰封的情况下，冰强有力地挤压所述船舶的 侧面。所述系统基于所述水箱中的水的运动和转移，且其目的为使所述船 运动。

可结合减摇系统和倾侧系统，使得其使用同样的水箱、管和泵。

在此发明中，可以特殊的方式使用船舶的所述有效的减摇系统和/或倾 侧系统的所述水箱，使得所述减摇系统和/或倾侧系统的所述水箱用作油回 收箱。

可借助于本发明创建在冬天极好地应对石油泄漏的船舶。破冰船可有 效地破冰，且具有所述减摇系统和/或所述倾侧系统的若干个水箱。破冰船 的所述减摇系统和/或倾侧系统水箱尤其更适用于回收油。所述水箱位于所 述船舶的主甲板下且倚靠所述船舶的外侧。倾侧水舱具有平坦的底部，且 其支撑结构大致位于仅单个水箱壁中，例如，外壁。在新的船舶中，水箱 可从一开始就具有双重用途，且因此例如在空间布局中实现相应的益处。 由于容易以此方式存取水箱，所述水箱的位置提高了其可用性。可容易地 使水箱的通风设备挨近甲板，且各水箱之间所需的管道较短。由于可制作 直接从所述甲板通向所述水箱的检修孔，所述管道的安装和所述水箱的维 护并不复杂。此外，破冰船的所述减摇系统和/或倾侧系统通常位于所述船 舶的两侧，由此，所述水箱在结构上具有必要的加强筋，这些加强筋主要 仅位于外水箱壁中。这样的水箱在用于油回收之后还易于清理。

作为一种船舶类型，由于破冰船具有许多甲板空间，船桥上具有很好 的能见度，高度可控，且在冰中能够自然地运行良好，其更适用于应对石 油泄漏。通过以新的方式使用破冰船的所述减摇系统和/或所述倾侧系统的 所述水箱，破冰船可用于全新的目的，例如应对石油泄漏，而不用建立任 何单独的水箱或其它载货能力。由于其减小了所述多用船舶的尺寸，这是 高度有利的。

由于将根据所述方法而使用的所述油回收箱为所述减摇系统和/或倾 侧系统的已有的水箱，在应用中进行改变所需要的、随后对所述减摇系统 和/或倾侧系统水箱的修改也容易实现，并在所述船舶中保留了足够量的空 间。新的船舶已安装有从开始时就具有双重用途的水箱。因此，所述船舶 中的空间的使用变得高度有效且有利。

根据本发明的所述方法的一种优选的实施例的特征在于，在破冰船 中，将所述回收的石油和/或所述石油携带的水从所述减摇系统和/或所述 倾侧系统的水箱中转移到所述减摇系统和/或所述倾侧系统的另一个水箱 中，以从所述水中分离所述石油。

由于破冰船通常具有若干个减摇系统和/或倾侧系统水箱，以这样的方 式从水中分离石油在破冰船中是可能的。例如，借助于倾侧水箱，所述破 冰船可绕所述船舶的纵轴摇动，使得所述船舶可从例如冰脊脱离。

根据本发明的所述方法的另一种优选的实施例的特征在于，

-将温水运送到所述破冰船的所述减摇系统的第一水箱和/或所述倾侧 系统的第一水箱中，并将从水的表面回收的石油和其所携带的水馈送到所 述温水上，且

-当所述回收的石油已从所述水中分离并升至所述表面时，水经由底部 排到所述减摇系统的另一个水箱和/或所述倾侧系统的水箱中。

根据本发明的所述方法的第三种优选的实施例特征在于，

-在随后的若干个阶段中，在所述破冰船中分离水和石油，使得在所述 过程中，将水从所述减摇系统的所述第一水箱和/或所述倾侧系统的水箱的 所述底部运送到所述减摇系统的第二水箱和/或所述倾侧系统的水箱中，且

-此后，在所述过程中，从所述减摇系统的所述第二水箱和所述倾侧系 统的水箱的所述底部将水运送到下一个中，例如，所述减摇系统的第三水 箱和/或所述倾侧系统的水箱。

根据本发明的所述方法的第四种优选的实施例的特征在于，借助于蒸 汽或热水加热馈送到破冰船的所述减摇系统的水箱和/或所述倾侧系统的 水箱的所述石油和/或所述石油携带的水，此后，将所述石油和所述石油携 带的水转移到所述减摇系统的所述下一个水箱和/或所述倾侧系统的水箱 中。

倒出，即所述回收的石油和水的分离，发生在所述减摇系统的所述水 箱和/或所述倾侧系统的所述水箱中。从主发动机的冷却系统或从另一个系 统将热水运送到第一回收水箱中，在所述第一回收水箱中，借助于其上的 重力，所述回收的水/油的混合物将沉淀，使得所述水将沉到所述石油下面。 从所述水箱底部的高度处将所述水泵抽到下一个水箱中，或经由位于出口 管的油量计将水泵抽到海中。根据需要继续倒出。在破冰船的所述减摇系 统的例如第四水箱和/或所述倾侧系统的水箱中执行根据本发明的过程是 有利的。

各水箱之间的管装配有蝶阀，用于控制所述水箱中石油/水的运动。所 述阀位于所述船舶的发动机室中，确保它们是可使用的。热、冷却水还被 运送到所述船舶的甲板上，在所述甲板上所述热、冷却水可馈送到所述油 回收装置中。

本发明的客体还包括一种多用船，在需要时，所述多用船可用于与传 统目的不同的任务，例如，应对石油泄漏。

一种根据本发明的多用船的特征在于，所述多用船为具有其减摇系统 水箱和/或其倾侧系统水箱的破冰船，所述水箱适用于回收和/或处理将从 水中回收的石油。

根据本发明，所述多用船为具有应对石油泄漏所需的液舱容量的破冰 船，使得所述水箱同时为所述减摇系统和/或所述倾侧系统的一部分。因此， 所述船舶可相应地构建为具有更小的尺寸，这产生了若干个明显的益处。

根据本发明的所述船的一种优选的实施例的特征在于，

-在所述油回收措施期间，借助于无孔法兰或类似物取出使用并关闭用 于连接所述减摇系统的所述水箱和/或所述倾侧系统的水箱之间的空气和 水的隧道以及相关的水泵，且

-适用于石油的回收、分离和转移的管道和相关的阀和泵被安装在所述 水箱之间，所述泵更优选地为具有无级控制的螺杆泵。

在所述优选的实施例中，用管道连接两个泵。

根据本发明的所述船的另一种优选的实施例的特征在于，集油装置包 括泵和软管或合适的管，以回收石油并将石油馈送到所述破冰船的所述减 摇系统的水箱中和/或所述倾侧系统的水箱中，所述水箱被修改以适用于油 回收。

根据本发明的所述船的第三种优选的实施例的特征在于，所述减摇系 统的所述被修改的水箱和/或所述倾侧系统的水箱具有用于从水中分离石 油的加热管、蒸汽加热管或其它加热系统。

根据本发明的所述船的第四种优选的实施例的特征在于，破冰船的船 尾部分具有辅助卷盘，用于从含油的水掷出并收回吊杆，所述吊杆用于应 对石油泄漏。

当破冰船的所述减摇系统的水箱和/或所述倾侧系统的水箱用于待回 收的所述石油的处理和/或收集时，它们需要以下修改：

将加热管（例如蒸汽加热管）安装到所述水箱中，用于加热和/或倒出 （即，所回收的石油的分离）。从所述船舶本身的锅炉、热回收设备或类 似的设备获得所需要的热，从热源到所述水箱并在所述水箱外延伸的所述 加热管是隔热的且装配有截止阀。所述水箱额外地装配有温度计和排水 阀。所述减摇系统和/或所述倾侧系统的各水箱之间的空气和水的连接隧道 覆盖有无孔法兰，且所述泵是防油的。所述无孔法兰通过例如螺栓拧紧， 且可具有把手。此外，将梯蹬安装在所述水箱中，且使其更易于将所述法 兰安装在所述空气隧道中。所述水箱通风，使得通气管安装到所述水箱中 且其中具有合适的火花避雷器。

附图说明

在下文中，使用参照所附的多个附图的多个示例描述本发明，其中

图1是一种破冰船的侧视图。

图2是图1中的该破冰船的俯视图。

图3是该破冰船的横截面视图。

图4是根据本发明的一种破冰船的俯视图，该破冰船两侧上具有油回 收装置。

图5是根据本发明的一种破冰船的俯视图，该破冰船一侧上具有油回 收装置。

图6是根据本发明的一种破冰船的俯视图以及油处理示意图的第一阶 段。

图7对应于图6且显示了该油处理示意图的第二阶段。

图8对应于图6且显示了该有处理示意图的第三阶段。

图9对应于图6且显示了该油处理示意图的第四阶段。

图10是根据本发明的一种破冰船中的压载舱或倾侧水舱的横截面视 图。

发明的详细描述

图1显示了一种破冰船10的侧视图，其船体11标记有液位，该破冰 船10具有包含在减摇系统和/或倾侧系统中的多个水箱。该破冰船10中 的各倾侧水舱23和24通常在船舶的两侧，位于该船体11的主甲板下。 图1所示的示例包括四个这样的水箱23和24，即，如图2中所示，该破 冰船10的该船体11的两侧的每侧上各有两个水箱。各倾侧水舱23和24 的高度可等于该船的两侧的高度，但如果该破冰船10具有若干个系统， 具有不同用途的水箱还可彼此叠放。最底下的水箱23b和24b还可为压载 舱23b和24b。根据本发明，各倾侧水舱23和24装配有用于油回收的加 热管29。

图2显示了图1的该破冰船10的俯视图。其船体11包括该减摇系统 的四个水箱21、22、23和24，每侧上两个。当其用于减摇时，在各水箱 21、22、23和24之间存在多个连接管和泵，凭此，水能够从一个水箱移 到另一个水箱，以最小化由波动引起的摇动，或可选择地，根据需要倾斜 或倾侧该船舶。用于移动水的各连接管和泵在图2中未示出。

当该减摇系统的各水箱21、22、23和24用于应对石油泄漏时，各水 箱21、22、23和24保存回收的石油而不是水。为此目的，各水箱21、22、 23和24具有多个加热管29，借助于各加热管29，可以足够低的粘度将石 油从一个水箱转移至另一个水箱中以用于卸载，如随后的各附图所示。借 助于可从该船引擎的冷却回路获得的热蒸汽或热水以最有利的方式加热 各加热管29。

图2中所示的水箱25和25b为该船舶的燃料存储箱，其通常包含例 如重燃油。由于重燃油也需要加热，事先安装了多个加热管29的这些水 箱25和25b是有利的。因此，这些水箱25和25b也可用于回收油。

图3显示了具有可见的减摇系统的水箱21和24的破冰船10的横截 面视图，且在水箱21和24下面是附加水箱21b和24b，其例如可为压载 舱。图3中未示出各水箱之间的连接管和泵。

图4显示了根据本发明的破冰船10的俯视图，该破冰船10在该船体 11的两侧上具有油回收装置31和32。图4的该油回收装置31和32为刚 性吊杆，其内具有实际的集油装置。

根据本发明，通过油回收装置31和32从水中收集的石油以及其所携 带的水被运送到位于该破冰船10的该船体11的最远的船尾的减摇系统的 水箱21和24中。根据本发明，水箱21和24具有用于移动水以进行减摇 的管道以及用于在应对石油泄漏时收集并移动石油的另一组管道。因此， 水箱21和24是多用水箱。

当回收油时，将温水运送到水箱21和24中，所回收的石油被泵送到 水箱21和24上。借助于位于水箱21和24中的各加热管道（例如蒸汽加 热管），可有效地将石油和水彼此分离，由此，石油将升至表面。分离到 水箱21和24的底部上的水被泵抽到其它水箱中，最有利地是泵抽到位于 该破冰船10的该船体11的相对侧的水箱23和22中，并进一步地在其含 油量足够低时返回到船外。

图5显示了根据本发明的破冰船10的俯视图，该破冰船10在该船体 11的一侧具有油回收装置33和离岸吊杆34。该离岸吊杆34是可通过压 缩空气充气的，且借助于船尾的叉子或辅助卷盘35从该破冰船10的该甲 板被掷出并收回到该甲板上。该油回收装置33是浮动机器人撇沫器。

辅助船舶36从吊杆的端部牵引该离岸吊杆34，使得可将水中的石油 收集到该破冰船10的该船体11和该吊杆34之间的空间中。在水中浮动 的油回收装置33将水中的石油泵抽到该破冰船10的该船体11中的水箱 24中，根据本发明，该水箱从倾侧水舱转换为油回收箱。

该离岸吊杆被保持在船10的后甲板上的卷盘中。该吊杆34在该甲板 上伸展开，且其浮子充满压缩空气。通过位于拖曳叉口上的保护卷盘35 将该吊杆34输送到海里。此后，该辅助船舶36从水里收回吊杆34的端 部并随着吊杆的膨胀而逐步牵引该吊杆。一旦整个吊杆34都膨胀，其离 该船10最近的端部附着到该船的侧面上且该辅助船舶36朝向该船的一侧 以字母J的形状牵引该吊杆34的另一端部，使得石油被保存在该吊杆34 和该船10的该船体11之间。

此后，通过该船的起重机将例如撇沫器（skimmer）这样的海上集油 装置33提升到水中。该回收器可远程操作且其自身具有推进装置。该回 收器33具有泵及软管，借助于该泵和软管，所回收的石油被转移到该船 10的该减摇系统的该水箱24中。

图5中所示的实施例的水箱24也如图4中的那样包含温水，所回收 的石油被泵抽到所述温水上。此外，该水箱24具有蒸汽加热管29，用于 将石油和水彼此分离。随着石油升至该水箱24的顶部，将水从该水箱24 的底部泵抽到另一个水箱22中。如随后各附图所示的，如果水仍然包含 太多的石油，则通过将水从该水箱22的底部泵抽到下一个分离处理水箱 中来继续分离过程。

图6显示了根据本发明的用在该破冰船10中的油分离过程的第一阶 段的俯视图。图6的该破冰船10显示了六个水箱21、22、23、24、25和 25b，最有利的是，其中减摇系统的四个水箱21、22、23和24被修改以 适用于油回收。图6中示出的其它水箱25和25b用于用作该船的燃料的 重燃油。破冰船通常具有通过水管的方式彼此连接的多个减摇系统水箱。 该设备包括一个或若干个水泵，用于将水从一个倾侧水舱转移到另一个 中。然而，已经根据本发明修改了各水箱，使得它们能够用于回收和/或分 离石油。在此使用中，为了使用其它管道和泵持续回收石油，使压载和/ 或减摇系统的各水箱之间的各水管以及相关的水泵分支。因此，可借助于 例如多个无孔法兰关闭与用于减摇和/或抗倾侧或倾侧动作的各水箱连接 的各水管。为了油回收的目的，借助于例如油回收管这样的管道将各倾侧 水舱彼此连接。该油回收系统的该管道可以此方式形成用于油回收操作的 平行管道系统。在破冰工作中，为了减摇或倾侧的目的，可相应地去除该 油回收管，并通过将水馈送到各水箱中的方式再次使用各水箱。

在图6的示例中，该油回收管包括两个泵26和27以及各水箱之间的 多根管，最有利的是，该泵26和27为装配有无级控制的螺杆泵，这多根 管本身用于回收及分离石油。为了清晰起见，图6中的图示未显示全部管 和阀。最有利地，每个水箱与至少一个管和阀连接，通过这样的方式，可 从一个水箱将水和/或石油转移到另一个中。这两个泵26和27以及连接各 水箱的该管道足够用于处理下面图6至图9显示的整个油回收过程，包括 从水中回收石油和/或分离石油。更有利地，所有这些被修改的水箱或至少 它们中的一些具有蒸汽加热管，用于更有效地从水中分离石油。

图6中所示的第一水箱21为根据本发明的由破冰船10的减摇系统的 水箱修改而成的油回收和分离水箱。该水箱21包含温水和蒸汽管道。当 待从水中回收的石油及其所携带的水被运送到该第一水箱21中并运送到 该温水上时，石油将从水中分离出来并升至表面。在该处理过程中，借助 于泵26将分离到该水箱21的底部上的水泵抽到下一个水箱23。待泵抽的 水可包含一些石油。当该水箱23被填满且其中包含的水和石油已被分离 时，将水从该水箱23的底部泵抽到水箱22中。

图7显示了油处理示意图中的第二阶段，其中，将水从该水箱22泵 抽到下一个水箱24中。在该油分离过程阶段，该水箱24已包含可泵回到 水中的非常干净的水。然而，油含量计28用于验证待被泵回到水中的该 水中的油含量确实低于15ppm。

图8显示了该油处理过程的第三阶段。在此情况下，已从各水箱21、 22、23和24中泵出水，且各水箱21、22和23仅包含泵抽到第五水箱25 和第六水箱25b中的石油，该第五水箱25和第六水箱25b本来用于用作 该破冰船10的燃料的重燃油。

图9显示了该油处理示意图中的第四阶段，其中，全部六个水箱21、 22、23、24、25和25b都装满石油。然后，这些水箱中的石油不得不被排 空到另一个船舶中，或者，该破冰船10必须停靠在一个港口以清空各水 箱。为了排空，位于该船舶的一侧的出口管具有与国际海岸连接的适配器， 其带有截止阀或截止法兰。排空后，重启图6至9中示出的过程。

图10显示了根据本发明的由破冰船的水箱（例如，减摇系统的水箱） 修改而成的油回收和分离水箱21的横截面。在图10中，从水箱21的底 部中的船发动机冷却水获得温水15，通过集油装置从水的表面将石油回收 到该温水上，且经由进料管17运送其携带的水。该水箱21的底部的水15 进一步借助于各加热管19而加热，由此，该水箱21中的石油被倒出并与 水分离，且升至该表面并形成油层16。此后，在该分离过程中，可经由出 口18将水从该水箱21泵到下一个水箱中。

其他要点

对于本领域的技术人员来说显而易见的，可在下面提供的多个权利要 求的范围内改变本发明的多个不同的实施例。对于本发明而言必不可少的 是，破冰船用于油回收，不具有用于待回收的石油的特定油舱。根据本发 明，该破冰船的该减摇和/或倾侧系统的多个水箱用作应对石油泄漏的主要 水箱，以用于油回收和/或从水中分离石油。随船设备的不同，如果存在其 它适用于油回收的合适的水箱，也可使用其它合适的水箱，例如，船的重 油舱或压载舱。但是，使用用于油回收的多个水箱通常需要在各水箱中安 装加热管道，特别是在寒冷的季节期间，例如，在冬季服务中。借助于本 发明，除了在冰中辅助船舶外，破冰船可被修改为适用于在结冰条件以及 开阔的水面下作为溢油应对船的多用船舶。由于破冰船总是具有若干个可 用于倒出（即，用于从水中分离石油）所回收的石油的减摇和/或倾侧系统 水箱。

更有利地，根据本发明的溢油应对系统可被植入现有的破冰船中，使 得该船舶的减摇系统和/或倾侧系统的各水箱借助于额外的平行管和泵系 统彼此连接。因此，该破冰船可简单地通过开始使用减摇和/或倾侧系统的 各水箱以及开始使用该船的储备油回收管道系统（其连接用于油回收目的 的各水箱）而转换为溢油应对船舶。相应地，该船舶可再次仅用作破冰船， 使得能够清理各压载舱和/或倾侧水舱，并考虑使用连接它们的水管和泵。 在一些情况下，有可能使用同样的管实现两种目的，但是通常，由于将水 馈送到各水箱中以倾侧该船以及回收石油和与石油混合的水并将其彼此 分离是在不同的过程中发生的，这是不可行的。从该管道中清理石油也是 困难的。

根据本发明的双管道系统还可被植入新的船舶中，由此，该新的破冰 船还准备用作溢油应对船舶。同样的水箱可用于两种操作模式，当改变任 务时，仅转换该管道和泵系统。各水箱的多种角色使得甚至在根据需要改 变其目的时还能总是有效地利用空间。

参考标号列表

10  破冰船

11  船体

15  水

16  石油

17  进料管

18  出口管

19  加热管

21  减摇水舱

21b 水箱

22  减摇水舱

22b 水箱

23  减摇水舱

23b 水箱

24  减摇水舱

24b 水箱

25  油箱

25b 油箱

26  泵

27  泵

28  测量仪表

29  加热管

31  油回收装置

32  油回收装置

33  油回收装置

34  吊杆

35  辅助卷盘

36  辅助船舶