Теоретичні основи проектування системи морського транспортування газів

З огляду на той факт, що для зазначеної системи морського транспортування газів немає необхідності в будівництві дорогих сховищ газу і морського трубопроводу, ціна газу в Глібівському сховищі газу може скласти близько 40 USD/1000 м³. Це дало б річний економічний ефект тільки для одного газовоза більше 100 млн. USD. У таких системах морського транспортування газів великий вплив на надійну експлуатацію морських газопроводів роблять пристрої, що забезпечують їхній ремонт і експлуатацію.

Оптимізація основних елементів такої системи морського транспортування газів для державного замовника без врахування і з врахуванням використання газу, що випарувався, в енергетичній установці газовоза проводиться аналогічно розділу 4. Зміни стосуються тільки визначення будівельної вартості системи, куди вводяться будівельні вартості морського газопроводу і суден його обслуговування з відповідними пристроями. У тих випадках, коли використовуються в системі морського транспортування газів уже діючі морські газопроводи і берегові сховища газу, то будівельна вартість системи відповідно зменшується на величину їх залишкової будівельної вартості.

Розроблено метод оцінки впливу підвищення надійної і безпечної експлуатації пристроїв, що забезпечують ремонт морських трубопроводів, на параметри системи морського транспортування газів.

Розглядається просторова задача визначення зусиль у канатах спуско-підйомних пристроїв (СПП) із тристроповою схемою проводки канатів, що підвищує надійність і безпеку експлуатації таких пристроїв при крені судна обслуговування морських трубопроводів. СПП призначено для спуску на воду і прийому підвідних апаратів, що забезпечують ремонт морських трубопроводів. Ідеалізована розрахункова схема СПП, у якій групи канатів замінені одним.

Верхні кінці канатів закріплені в трьох нерухомих точках нижні - у точках правильної пірамідальної підвіски АРВЕ з вершиною, спрямованої вниз. До вершини . підвіски остраповується об'єкт масою . (сила тяжіння об'єкта ). Приведено розрахунок зусиль у канатах СПП з двостроповою схемою їхньої проводки при бортовій качці судна. Математична модель, яка побудована для визначення зусиль у канатах двостропових підвісок СПП, дозволяє розв'язувати задачі динаміки таких конструкцій при качці судна обслуговування морських трубопроводів. Розв'язано диференціальне рівняння змушених коливань системи двостропова підвіска - підводний апарат. Проведено аналіз отриманих результатів. Розроблена математична модель може бути використана при розв'язанні задач визначення зусиль у канатах інших конструкцій, подібних розглянутої.

Розроблено метод динамічних розрахунків спуско-підйомного комплексу, що забезпечує спуск на різні глибини всіляких технічних засобів, що забезпечують експлуатацію морських трубопроводів. До складу комплексу з метою гасіння коливань від качки судна зануреного на велику глибину ненаселеного підвідного апарата включено компенсуючий пристрій. Запропонований метод дозволяє виконувати оцінку ефективності компенсатора качки судна, визначати динамічні навантаження в канаті і компенсаторі, переміщення будь-яких точок каната, компенсатора і пружини, що необхідно при забезпеченні надійної і безпечної їхньої експлуатації, а також при проектуванні пристроїв, що забезпечують глибоководне занурення різного роду об'єктів. Наведено алгоритм розрахунку.

У додатках приведено комплекс розрахункових програм, методика проектування і розрахунку систем морського транспортування газів відповідно до розроблених автором їхніми теоретичними основами, акти про впровадження результатів дисертації.

ВИСНОВКИ

В теперішній час у вітчизняній науці практично відсутні дослідження, присвячені проблемі створення теорії проектування систем морського транспортування газів, основним елементом яких є газовози різних типів. Окремі розрізнені зведення є в закордонній і радянській літературі.

На основі детального аналізу встановлена актуальність, зв'язок роботи з державними науковими планами, науковими планами і темами УДМТУ, розроблені мета, задачі і методика досліджень. Методи дослідження прийняті аналітичні з використанням ряду наукових теорій в області проектування суден, економіки і розрахунків міцності.

У дисертаційній роботі вперше вирішена важлива прикладна проблема у вітчизняній суднобудівній науці - створені теоретичні основи проектування і розрахунку систем морського транспортування газів різних конфігурацій і принципово нових, з точки зору конструктивних і експлуатаційних особливостей, головних їхніх елементів. При цьому враховані вплив на основні елементи газовозів особливостей газів, що транспортуються, вплив випару газу і використання його в енергетичній установці, в установках повторного зрідження, конструкції вантажоутримувальної зони, високої вартості танків.

Вперше у вітчизняній суднобудівній науці вирішені питання комплексного з'єднання окремих етапів проектування системи морського транспортування газів і головних її елементів у єдиний автоматизований послідовний ланцюг методів і програм, що дозволяють знаходити оптимальний проект, як системи, так і головного її елемента - газовоза.

Розроблено методи техніко-економічного обґрунтування систем морського транспортування газів різних конфігурацій в Україну газовозами і доведено, що їхнє створення в Україні - це один з можливих варіантів диверсифікації. Удосконалено диференціальний метод оцінки економічної ефективності газовозів у системі морського транспортування газів.

Розроблено і науково обґрунтовано метод оптимізації головних елементів газовозів при їх проектуванні в системі морського транспортування газів для замовників з різними формами власності, що враховує вплив контрактної ціни, величини еквівалентної процентної ставки, банківський процент, очікувану інфляцію, підприємницький ризик.

Розроблено і науково обґрунтовано метод оптимізації елементів флоту газовозів при його експлуатації в системах морського транспортування газів різних конфігурацій і визначено оптимальний склад флоту газовозів і оптимальна вантажомісткість його суден. Враховано особливості конструкції і проектування газовозів з різними танками і використання газу, що випарувався, в енергетичній установці судна.

Вперше на підставі обробки статистичних даних отримані аналітичні залежності для визначення ряду основних характеристик газовозів, які проектуються. Виведено формулу для визначення сумарної місткості баластових цистерн газовозів.

Розроблено математичні моделі розрахунків міцності танків газовозів, що забезпечують надійну і безпечну їхню експлуатацію, і які дозволяють проводити уточнене врахування масових і міцносних характеристик корпусу і танків у задачі оптимізації елементів флоту газовозів у системі морського транспортування газів. Розроблено математичні моделі і методики розрахунку міцності сферичних танків газовозів і морських заводів із застосуванням методу кінцевих елементів. Достовірність математичної моделі підтверджена перевіркою її для газовозу "Aquarius".

Доведено і науково обґрунтовано, що при відстані від берега до ПБУ менше 150 миль і при річному вантажопотоці газу недоцільно в системі морського транспортування газів використовувати газовози, а доцільніше - морський трубопровід.

Розроблено модель врахування особливостей проектування морських заводів збору і первинної підготовки газу до транспортування зі сферичними танками, вплив маси і вартості таких танків на параметри системи морського транспортування газів ПБУ - газовіз - сухопутний магістральний газопровід.

Розроблено модель оцінки впливу забезпечення надійної і безпечної експлуатації пристроїв, що забезпечують ремонт і експлуатацію морських трубопроводів, у системі морського транспортування газів з конфігурацією сухопутний газопровід - газовози - морський плавучий завод регазифікації - морський газопровід - підземне сховище газу - сухопутний газопровід. Удосконалено метод динамічних розрахунків спуско-підйомного комплексу, що забезпечує спуск на різні глибини всіляких технічних засобів, які забезпечують експлуатацію морських трубопроводів.

Практичне значення дисертаційної роботи полягає в доведенні теоретичних розв'язань до практичних рекомендацій, розробленому проекті розділу "Судна-газовози" Правил Регістра судноплавства України. Практична цінність роботи зв'язана з вирішенням важливого науково-виробничого завдання методичного забезпечення розрахункового проектування систем морського транспортування газів і найважливіших їх елементів комплексом програм, який дозволяє проводити подальші дослідження в цій області.

Практичне застосування результатів дисертаційної роботи відображено в актах про впровадження таких підприємств і організацій: ВАТ "Завод Океан", Регістр судноплавства України, ПКБ "Прогрес", УДМТУ. Загальний економічний ефект від впровадження розробок складає більше 2,5 млн. USD. Розроблені методи розрахунку і проектування систем морського транспортування газів і газовозів можуть бути використані для подальших наукових досліджень у цій області, у суднобудівній промисловості, у судовласницьких і газотранспортних організаціях, а також студентами вищих навчальних закладів.

Достовірність результатів дисертаційної роботи підтверджена збігом розрахункових даних з даними газовозів "Смольный" (місткістю 37000 м³) і "Моссовет", "Ленсовет", "Вяртсиля" (місткістю 75000 м³), "Aquarius" (місткістю 125000 м³), статистичними даними і Правилами Французького Бюро Верітас. Набув подальшого розвитку доказ, що зростання швидкості ходу газовозів у системі морського транспортування визначається зростанням їхньої вантажомісткості, що підтверджується статистичними даними.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ АВТОРОМ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Судовые устройства: Справочник / М.Н. Александров, Б.А. Бугаенко, Ю.А. Ершов, Ю.Д. Жуков, В.В. Зайцев, А.Я. Казарезов, Л.В. Каменчук, Ю.Н. Коробанов, В.Э. Магула, А.С. Симоненко / Под ред. М.Н. Александрова. - Л.: Судостроение, 1987. - 656 с.

2. Зайцев В.В., Коробанов Ю.Н. Суда-газовозы. - Л.: Судостроение, 1990. - 304 с.

3. Зайцев В.В., Коробанов Ю.Н. Проектирование мидель-шпангоутов и конструктивных элементов грузовых танков судов-газовозов: Учебное пособие. - Николаев: НКИ, 1981. - 80 с.

4. Коробанов Ю.Н., Зайцев В.В., Мартынец Б.Н. Узлы и конструкции судов-газовозов: Учебное пособие. - Николаев: НКИ, 1982. - 39 с.

5. Зайцев В.В., Коробанов Ю.Н., Жуков Ю.Д. Проектирование якорных и швартовных устройств (якорные устройства): Учебное пособие. - Николаев: НКИ, 1987. - 74 с.

6. Зайцев В.В., Коробанов Ю.Н., Жуков Ю.Д. Проектирование якорных и швартовных устройств (швартовные устройства): Учебное пособие. - Николаев: НКИ, 1988. - 77 с.

7. Коробанов Ю.Н., Зайцев В.В., Бугаенко Б.А. Практикум по судовым устройствам: Учебное пособие. - Николаев: НКИ, 1990. - 61 с.

8. Зайцев В.В., Коробанов Ю.Н., Жуков Ю.Д. Проектирование якорных и швартовных устройств (швартовные устройства): Учебное пособие. - 2-е изд.,
исправ., доп. - Николаев: НКИ, 1992. - 77 с.

9. Зайцев В.В., Коробанов Ю.Н., Жуков Ю.Д. Проектирование якорных и швартовных устройств (якорные устройства): Учебное пособие. - 2-е изд.,
исправ., доп. - Николаев: НКИ, 1992. - 74 с.

10. Дифференциальное уравнение экономической эффективности транспортного судна / Ю.А. Пленкин, А.Г. Бардовский, Н.И. Жуков, В.В. Зайцев, С.И. Кацов, Ю.Н. Коробанов, И.А. Тихомиров // Труды НКИ. - Николаев: НКИ. 1971. - Вып. 47. - С. 49-56.

11. Зайцев В.В., Ткачева П.Е. К созданию правил классификации и постройки судов-газовозов // Труды НКИ. - Николаев: НКИ. 1979. - Вып. 154. С. 105-109.

12. Зайцев В.В. Определение размеров основных конструктивных элементов корпусов газовозов с призматическими танками // Труды НКИ. - Николаев: НКИ. 1980. - Вып. 166. - С. 68-72.

13. Зайцев В.В., Коробанов Ю.Н. Анализ возможности использования зависимостей некоторых классификационных обществ для определения размеров основных элементов переборок внутри танков газовозов // Труды НКИ. - Николаев: НКИ. 1980. - Вып. 166. - С. 39-46.

14. Зайцев В.В., Мартынец Б.Н. Определение размеров основных конструктивных элементов призматических танков газовозов // Труды НКИ. - Николаев: НКИ. 1980. - Вып. 167. - С. 72-77.

15. Зайцев В.В., Мартынец Б.Н. К обоснованию правил классификации и постройки малотоннажных судов // Совершенствование судовых устройств и гибких конструкций: Сб.науч.тр. - Николаев: НКИ. 1986. - С. 70-75.

16. Зайцев В.В., Грибенкин И.А. Расчет усилий в канатах спускоподъемных устройств с двухстропной схемой их проводки // Совершенствование судовых устройств и гибких конструкций: Сб.науч.тр. - Николаев: НКИ. - 1988. - С. 3-8.

17. Зайцев В.В., Мартынец Б.Н. Комбинированный метод проектирования корпусных конструкций малотоннажных судов // Малотоннажное судостроение: Сб.науч.тр. - Николаев: НКИ. - 1988. - С. 70-75.

18. Зайцев В.В. Технико-экономическое обоснование при проектировании газовозов // Проектирование судов и судовых устройств: Сб.науч.тр. - Николаев: НКИ. 1989. - С. 56-62.

19. Зайцев В.В. Расчет канатов спускоподъемных устройств с трехстропной схемой их проводки // Судостроение: Респуб.межвед. науч.-техн. сб. - Киев - Одесса: Лыбидь. 1990. - Вып. 39. - С. 88-93.

20. Платформы со средствами плавучести для наплавных блок-модулей ТЭС / К.З. Галустов, К.А. Абаджан, И.Н. Усачев, А.Б. Павлов, И.И.Рылов, В.В. Зайцев, Ю.Н. Коробанов // Энергетическое строительство. - 1991. - № 1. С. 26-28.

21. Зайцев В.В. Технико-экономическое обоснование при проектировании судов-газовозов для негосударственных заказчиков // Физико-технические и технологические приложения математического моделирования. - Киев: НАН Украины. Ин-т математики. 1998. - С. 116-119.

22. Зайцев В.В. Выбор оптимальных основных элементов судов-газовозов с призматическими танками // Межвузовский журнал. Автоматика. Автоматизация. Электротехнические комплексы и системы. - Херсон: ХГТУ. 1998. - № 1. - С. 114-120.

23. Зайцев В.В., Коган И.М., Зайцев Вал.В. Компенсация колебаний тела, погруженного в воду на канате за борт судна в условиях волнения моря // Зб.наук. праць УДМТУ. - Миколаїв: УДМТУ. 1998 - № 1(349). - С. 96-104.

24. Зайцев В.В., Зайцев Вал.В. Оценка возможности и целесообразности проектирования и строительства судов-газовозов судостроительной промышленностью Украины // Зб.наук. праць УДМТУ. - Миколаїв: УДМТУ. 1998. - № 2(350). - С. 59-68.

25. Зайцев В.В., Коган И.М., Зайцев Вал.В. Расчет усилий в канатах спускоподъемных устройств с двухстропной схемой их проводки при бортовой качке судна // Зб.наук. праць УДМТУ. - Миколаїв: УДМТУ. 1998 - № 5(353). - С. 34-40.

26. Зайцев В.В. Оптимизация главных размерений газовозов для негосударствен-ных заказчиков // Зб.наук. праць УДМТУ. - Миколаїв: УДМТУ. 1998 - № 6(354). - С. 40-47.

27. Зайцев В.В. Классификация судов-газовозов // Зб.наук. праць УДМТУ. - Миколаїв: УДМТУ. 1998 - № 8(356). - С. 50-56.

28. Зайцев В.В. Экономическое обоснование строительной стоимости газопроводного транспорта // Зб.наук. праць УДМТУ. - Миколаїв: УДМТУ. - 1999 - №1(361). - С. 42-50.

29. Зайцев В.В. Технико-экономическое обоснование поставок газа трубопроводным транспортом // Зб.наук. праць УДМТУ. - Миколаїв: УДМТУ. - 1999 - №2(362). - С. 39-44.

30. Зайцев В.В. Экономическое обоснование системы морской транпортировки газов судами-газовозами // Зб.наук. праць УДМТУ. - Миколаїв: УДМТУ. - 1999 - № 4 (364). - С. 3-15.

31. Зайцев В.В. Перспективы создания в Украине морских газотранспортных систем // Зб.наук. праць "Нафта і газ України - 2000" - Івано-Франківськ: УНГА. - 2000 - Т. 3. - С. 116-117.

32. Зайцев В.В. Морские газотранспортные системы для Украины // Нефть и газ. - 2000. - № 7(25). - С. 68-73.

33. Романовский Г.Ф., Квасницкий В.Ф., Зайцев В.В. Газ по морю - это реально! // Судоходство. - 2000. - № 11. - С. 21-22.

34. Зайцев В.В. Технико-экономический анализ вариантов предполагаемых поставок газа из Ирана в Украину // Нефть и газ. - 2001. - № 3(29). - С. 74-79.

35. Плавучая платформа: Заявка № 4682516 / 24-11 (057189) СССР, МКИ В 63 В 35/44 / Ю.Н. Коробанов, В.В. Зайцев, И.И. Рылов, К.З. Галустов, В.В. Разумный (СССР). - Заявлено 20.04.89; Положительное решение от 12.09.89.

36. Зайцев В.В., Коробанов Ю.Н. Проектирование судов-газовозов // Schiffbauforschung, Wissenschaftlich - technische mitteilungen. Fortschritte der
Schiffstechnik in Theorie - Experiment - Praxis, 3. bis 6. Oktober 1989 in
Rostock an der Sektion Schiffstechnik. - Rostock: Herausgegeben vom VEB
Kombinat Schiffbau, Rostock in Zusammenarbeit mit der Sektion Schiffstechnik der Wilhelm - Pieck - Universitat, - 1989. - Band 1: Schiffsprojektierung und Schiffskonstruktion, - Sonderheft Internationales Rostocker Schiffstechnisches Symposium 1989, - S. 56-65.

37. Зайцев В.В., Мартынец Б.Н. Расчет прочности танков судов-газовозов // Schiffbauforschung, Wissenschaftlich - technische mitteilungen. Fortschritte
der Schiffstechnik in Theorie - Experiment - Praxis, 3. bis 6. Oktober 1989 in Rostock an der Sektion Schiffstechnik. - Rostock: Herausgegeben vom VEB Kombinat Schiffbau, Rostock in Zusammenarbeit mit der Sektion Schiffstechnik der Wilhelm - Pieck - Universitat, - 1989. - Band 1: Schiffsprojektierung und Schiffskonstruktion, - Sonderheft Internationales Rostocker Schiffstechnisches Symposium 1989, - S. 66-77.

38. Зайцев В.В., Зайцев Вал.В. Оцінка економічної ефективності при проектуванні суден-газовозів // Матеріали Міжнародного науково-практичного симпозіуму "Проблеми суднобудування: стан, ідеї, рішення": Миколаїв, 8 - 10 жовтня 1997 р. - Миколаїв: УДМТУ, 1997. - С. 70-71.

39. Зайцев В.В., Казарєзов А.Я., Зайцев Вал.В. Можливості проектування та побудови суден-газовозів суднобудівною промисловістю України // Матеріали Міжнародного науково-практичного симпозіуму "Проблеми суднобудування: стан, ідеї, рішення": Миколаїв, 8 - 10 жовтня 1997 р. - Миколаїв: УДМТУ, 1997. - С. 71-72.

40. Яремийчук Р.С., Зайцев В.В. Концепция транспортировки газа в Украину из стран-поставщиков газа и из морских месторождений с аккумулированием его в Глебовском подземном хранилище газа // Тезисы II Междунородной конференции "Тектоника и нефтегазоносность Азово-Черноморского региона в связи с нефтегазоносностью пассивных окраин континентов": Крым, Гурзуф, 5 - 8 сентября 2000 г. - Симферополь: НАН Украины, Ассоциация геологов, 2000. - С. 254-257.

41. Романовский Г.Ф., Квасницкий В.Ф., Зайцев В.В. Перспективы решения в Украине проблемы диверсификации внешних источников поставок газа // Материалы 4-ой Международной выставки-симпозиума "TransUkraine' 2000": Одесса, 17 - 20 октября 2000 г. - Одесса: Судоходство, 2000. - С. 144-146.

ОСОБИСТИЙ ВНЕСОК ЗДОБУВАЧА В ПРАЦЯХ, ОПУБЛІКОВАНИХ У СПІВАВТОРСТВІ

В [1] написані глави 8, 9, у яких розроблені математичні моделі проектування швартовних і буксирних пристроїв суден різних типів, методи забезпечення надійної і безпечної їхньої експлуатації, методи розрахунку стоянки суден біля причалів. В [2] написані глави 2, 4, 5, у яких розроблені теоретичні питання проектування газовозів з танками різних типів, методи розрахунків міцності їхніх танків і корпусу, удосконалено стосовно до газовозів диференціальний метод техніко-економічного обґрунтування при проектуванні газовозів. В [3,4] запропоновані розрахункові залежності і комбінований метод для визначення розмірів основних конструктивних елементів призматичних танків самопідтримуючого типу і корпусів газовозів. В [5 - 9] розроблені методики, методи розрахунків і проектування швартовних, якірних, буксирних пристроїв суден. В [10] розроблена постановка задачі, запропоновано вибір параметрів у якості незалежних змінних у задачі розрахунку оптимальної швидкості судна. В [11, 13 - 15, 17] розроблено проект розділу Правил Регістра для газовозів різної місткості для настилу і обшивки корпусу газовозів, їхніх цистерн і бортового набору, танків і перебірок всередині танків, виконано аналіз вимог іноземних класифікаційних товариств до зазначених конструкцій і порівняння їх з отриманими автором розрахунковими залежностями. В [16, 23, 25] запропоновані розрахункові схеми, методи розрахунків, розрахункові залежності, проаналізовані результати розрахунків пристроїв, що забезпечують ремонт і експлуатацію морських трубопроводів у системі морського транспортування газів. В [20, 35] обґрунтована можливість застосування пневмооболонок для забезпечення плавучості наплавних платформ, запропонована конструктивна схема плавучої платформи. В [24, 39] визначені основні шляхи і проблеми будівництва і проектування газовозів в Україні. В [33, 40, 41] обґрунтована можливість створення в Україні систем морського транспортування газів різних конфігурацій, розроблена їхня концепція. В [36,37] розроблені методи проектування газовозів із призматичними танками і розрахунку міцності сферичних вантажних танків, виведені розрахункові залежності. У [38] розроблена модель оптимізаційних розрахунків при проектуванні газовозів на основі диференціального методу оцінки економічної ефективності, проведено врахування різних факторів, що впливають на параметри системи.

АНОТАЦІЯ

Зайцев В.В. Теоретичні основи проектування системи морського транспортування газів. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.08.03 - механіка та конструювання суден. - Український державний морський технічний університет імені адмірала Макарова, Миколаїв, 2001.

Дисертація присвячена розробці важливої прикладної проблеми у вітчизняній суднобудівній науці - створенню теоретичних основ проектування і розрахунку систем морського транспортування газів різних конфігурацій і принципово нових, з точки зору конструктивних і експлуатаційних особливостей, головних її елементів: берегових сховищ газу, газовозів із різними типами вкладних танків, морських заводів збору і первинного підготування газу до транспортування, їхніх пристроїв, а також спеціальних пристроїв суден обслуговування морських трубопроводів. При цьому враховані особливості транспортуюємих газів, вплив випару газу і використання його в енергетичній установці на основні елементи газовозів і параметри систем. Об'єктом дослідження є проблема диверсифікації постачань газу в Україну. Предметом дослідження є системи морського транспортування газів різних конфігурацій і елементи, з яких вони складаються.

Ключові слова: газ, система морського транспортування, газовоз, сховище газу, морський завод, проектування, конструювання, міцність, оптимізація, трубопровід, ємкість, танк, пристрій.

АННОТАЦИЯ

Зайцев В.В. Теоретические основы проектирования системы морской транспортировки газов. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.08.03 - механика и конструирование судов. - Украинский государственный морской технический университет имени адмирала Макарова, Николаев, 2001.

Диссертация посвящена разработке важной прикладной проблемы в отечественной судостроительной науке - созданию теоретических основ проектирования и расчета систем морской транспортировки газов различных конфигураций и принципиально новых, с точки зрения конструктивных и эксплуатационных особенностей, главных ее элементов: береговых хранилищ газа, газовозов с различными типами вкладных танков, морских заводов сбора и первичной подготовки газа к транспортировке, их устройств, а также специальных устройств судов обслуживания морских трубопроводов. При этом учтены особенности транспортируемых газов, влияние испарения газа и использование его в энергетической установке на основные элементы газовозов и параметры систем. Объектом исследования является проблема диверсификации поставок газа в Украину. Предметом исследования являются системы морской транспортировки газов различных конфигураций и составляющие их элементы.

Рассмотрены вопросы комплексного соединения отдельных этапов проектирования системы морской транспортировки газов и главных ее элементов в единую автоматизированную последовательную цепь методов и программ, позволяющих объединить усилия различных специалистов в поисках оптимального проекта как системы в целом, так и главного ее элемента - газовоза, с точки зрения экономики и оптимального расхода сырья. Разработаны методы технико-экономического обоснования систем морской транспортировки газов различных конфигураций в Украину. Усовершенствован дифференциальный метод оценки экономической эффективности судов-газовозов в системе морской транспортировки газов и разработаны метод оптимизационных расчетов главных элементов судов-газовозов в системе морской транспортировки для заказчиков с различными формами собственности, метод определения оптимальной скорости, оптимального состава флота газовозов и оптимальной грузовместимости его судов с учетом специфики эксплуатации газовозов. Разработан раздел "Суда-газовозы" Правил Регистра судоходства Украины. Разработаны и применены на основе теории оболочек и метода конечных элементов прикладные методы расчетов прочности различных танков и газовозов в целом, так и отдельных их элементов. Получены аналитические зависимости для определения ряда основных характеристик проектируемых газовозов. Разработаны модели учета влияния особенностей проектирования и расчетов ряда элементов систем морской транспортировки газов на их параметры.

Усовершенствованы математические модели, методы проектирования, расчета надежной и безопасной эксплуатации швартовных устройств и защиты корпусов газовозов и морского завода первичной сборки и подготовки газа к транспортировке от повреждений, а также специальных устройств судов обслуживания, обеспечивающих эксплуатацию и ремонт морских трубопроводов.

Усовершенствован метод динамических расчетов спускоподъемного комплекса, обеспечивающего спуск на различные глубины всевозможных технических средств, обеспечивающих эксплуатацию морских трубопроводов. Создана математическая модель определения усилий в канатах двухстропных подвесок СПУ, позволяющая решать задачи динамики таких конструкций при качке судна обслуживания морских трубопроводов.

Практическое значение диссертационной работы состоит в доведении теоретических решений до практических рекомендаций и внедрение их результатов в проектирование, подготовку контрактов и документов на строительство газовозов, в учебный процесс и научно-исследовательскую работу. Результаты исследований, полученные в работе, предоставляют возможность инженерам, конструкторам, проектировщикам и студентам проводить анализ напряженно-деформированного состояния танков газовозов, выявлять и использовать резервы прочности.

Ключевые слова: газ, система морской транспортировки, газовоз, хранилище газа, морской завод, проектирование, конструирование, прочность, оптимизация, трубопровод, емкость, танк, устройство.

SUMMARY

Zaitsev V.V. Theoretical Basis of Marine Gas Transport System Designing. - Manuscript.

Dissertation for obtaining scientific degree of Doctor of Technical Sciences on specialty 05.08.03 - Mechanics and designing of ships. - Ukrainian State Maritime Technical University named after admiral Makarov, Mykolaiv, 2001.

The Dissertation is devoted to investigation of important applied problem in domestic shipbuilding science - creation of theoretical basis of designing and calculation of marine gas transportation systems with different configurations and its principle new main elements (from the point of view of constructional and exploitation features): gas shore warehouses, gas-carriers with different types of set-in tanks, sea plants of collection and primary preparing a gas to the transportation, their devices, and also special devices ships of servicing the sea pipe lines. Herewith taken into account particularities of transporting gases, influence of evaporation of gas and use its in energy installation on main elements of gas carriers and parameters of systems. The objects of investigation are diversification problem of the delivery of a gases into Ukraine. The subject of investigation are marine gas transportation systems with different configurations and their parts.

Keywords: gas, gas transportation system, gas carrier, gas warehouse, sea plant, designing, construction, strength, optimization, pipe line, capacity, tank, device.

Размещено на Allbest.ru