CN101489864A - 在诸如液化天然气运输船的轮船与浮动或固定设备之间传输诸如液化天然气的流体的传输系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在诸如液化天然气运输船的轮船与生产和/或存储流体的浮动或固定设备之间传输诸如液化天然气的气态流体的传输系统。该系统具有铰接臂(3)并且包括n个自由度，通常为六个，每个自由度由旋转接头保证。该系统的特征在于，旋转接头(27，26，15)中的至少一个设置在轮船(1)上。本发明用于在轮船和存储设备之间传输液化天然气。

Description

在诸如液化天然气运输船的轮船与浮动或固定设备之间传输诸如液化天然气的流体的传输系统
技术领域
本发明涉及一种在诸如液化天然气运输船的轮船与生产和/或存储流体的浮动或固定设备之间传输诸如液化天然气的流体的传输系统，该系统是具有铰接臂并且包括n个自由度的类型，通常包括六个自由度，每个自由度由旋转接头(joint rotatif，旋转联轴器)来保证。
背景技术
这种类型的系统例如在文献WO2005/105556中是已知的。在恶劣的海洋环境下，该臂应该能够非常安全地连接在液化天然气运输船上以及与液化天然气运输船分离。通常，该系统和以彼此铰接的坚固管线为基础的所有流体传输系统具有以下缺点：所有旋转接头设置在铰接臂上，因此在铰接臂端部具有三个旋转接头，该铰接臂具有复杂的、需要很大空间的笨重的结构，并且尤其当动态地操纵连接/分离时很难控制旋转接头的旋转。
发明内容
本发明的目的是克服以上缺点。
为了达到这个目的，根据本发明的传输系统的特征在于，至少一个旋转接头设置在轮船上。
根据本发明的一个特征，所述传输系统的特征在于，所述铰接臂包括连接在浮动或固定设备的固定管线上的支撑部分、外臂部分和内臂部分，所述铰接臂包括至少三个旋转接头，而另有三个旋转接头设置于固定在所述管道上的所述连接管线上，并且所述连接管线的端部具有用于连接所述铰接臂的连接凸缘。
根据本发明的另一个特征，所述铰接臂和所述管道的所述连接管线包括适当的弯管和U形部分，所述弯管和U形部分用于保证旋转接头的旋转轴线的适当定向。
还是根据本发明的另一个特征，所述传输系统特征在于，所述传输系统包括所述铰接臂的连接装置的导向和控制装置，所述导向和控制装置是相对于所述连接装置横向设置且具有锥体和喇叭管的类型。
还是根据本发明的另一个特征，所述传输系统特征在于，所述传输系统包括所述连接装置的导向和控制装置，所述导向和控制装置是具有锥体和喇叭管的类型，并且同轴地集成在所述连接装置上。
附图说明
通过参考作为示例给出的示出了本发明的多个实施例的附图，在以下说明性描述过程中，将会更好的理解本发明并且本发明的其它目的、特征、细节和优点将会更清楚地显现出来。
图1是根据本发明的传输系统的正视图；
图2是沿着图1中的箭头方向的该传输系统的侧视图；
图3是根据本发明的传输系统的运动学图；
图4是根据本发明的传输系统的另一个实施例的示意图；
图5和图6分别是本发明的再另一个实施例的正视图和侧视图；
图7示出了根据本发明的传输系统的再另一个实施例；以及
图8示出了从管道到轮船边缘的延长部分。
具体实施方式
本发明将会在以下的实施例中描述，根据该实施例，系统的两个旋转接头设置在轮船上。相似地，根据本发明，可以考虑在轮船上设置三个旋转接头或者只设置一个旋转接头。
在附图中，标号1表示诸如液化天然气运输船的的轮船，标号2表示轮船的管道，标号3表示铰接传输臂，该铰接传输臂的自由端包括用于连接管道或从管道上分离的连接装置，该连接装置由标号4表示，并且铰接传输臂的另一端连接至生产或存储设备的管线5上。该设备可以是浮动的或者固定的。附图示出了在连接轮船的管道过程中的传输系统。
铰接臂3主要包括三个彼此铰接的管线部分，即：第一支撑部分6，该支撑部分的自由端连接在管线5上；第二臂部分7，即内臂部分，该内臂部分通过第一旋转接头8连接在支撑部分6上，该内臂的另一端通过第二旋转接头9连接在90°弯管12上，该90°弯管的另一端连接在第三旋转接头11上；第三臂部分10，即外臂部分，该第三旋转接头11将该弯管12连接在该外臂部分上。该外臂部分的下自由端通过第四旋转接头15连接在连接装置4上。
应当注意，旋转接头9的旋转轴线垂直于旋转接头8的旋转轴线，旋转接头11的旋转轴线垂直于旋转接头9的旋转轴线，并且旋转接头15的旋转轴线垂直于旋转接头11的旋转轴线。图3清楚地示出了铰接臂3的这四个旋转接头的定向以及不同弯管和互联部件的相对位置。
传输系统具有六个自由度，因此包括六个旋转接头，缺少的两个旋转接头设置在轮船上。这两个旋转接头属于连接管线18的一部分，该连接管线固定在管道2上并且由两个90°弯管19，20形成。两个旋转接头由标号26和27表示，其中与管道2同轴的旋转接头27连接弯管19，另一个旋转接头26连接弯管19和20。旋转接头26，27的轴线彼此垂直定向。
传输系统装配有导向和控制装置，该导向和控制装置的一部分安装在铰接臂上，另一部分安装在连接管线18上。
已知地，该导向装置包括锥体28和喇叭管31，该锥体通过缆绳35的拉力来定向(在更后面将会说明)，并且该锥体安装在由管线部件20支撑的支撑臂29上以便椎体28相对于凸缘21横向偏置，所述喇叭管31安装在连接装置4上，然而该喇叭管通过支撑臂32相对于连接装置4的服务联轴器(coupleur de service)33横向偏置。支撑臂32，29被定位以便使喇叭管31的轴线和服务联轴器33的轴线之间的距离与锥体28的轴线和凸缘21的轴线之间的距离一致。锥体和喇叭管的配合保证凸缘21的面与服务联轴器33的面平行。
在示出的例子中，装置还包括绞盘34，该绞盘安装在铰接臂3的外臂10的上部，缆绳35能够绕在该绞盘上并且由缆绳导向部件()36引导穿过喇叭管31，以便如在例子中所示地固定在锥体28的端部。当然，绞盘可以设置在其它所有适当的地方，例如在喇叭管的支撑臂上。
为了确保正确的定位，锥体28的支撑臂29的端部具有旋转定位(indexage)叉形部件38，该旋转定位叉形部件用于和旋转定位导轮39配合，该旋转定位导轮通过对应于叉形部件38和锥体28之间偏置的适当横向偏置与喇叭管31连接在一起。通过围绕锥体28/喇叭管31的共同轴线旋转，导轮39与叉形部件38的配合保证联轴器33与凸缘21的良好的同轴性。
还应当注意，铰接臂3借助设置在内臂7的延长部分42上的平衡块41保持平衡。该平衡应该是诸如在连接/分离期间控制缆绳总是拉紧的。
应当注意，考虑到控制的最佳化，在所示的附图中，具有设置了不同的臂部件的优点，因此不管旋转接头8，9，11和15的旋转角度怎样，喇叭管的轴线总是穿过旋转接头9，11和15的旋转轴线。并且，当实现该系统时将会致力于设置外臂部分10和连接装置4的部件，以便将这些部件的重心引向喇叭管31的轴线处并且尽可能高。同样，已经设置了管道旁的连接管线18的部件，以便锥体的轴线总是穿过旋转接头26和27的旋转轴线。并且当实现连接管线18时，可以借助平衡块或弹性装置(例如弹簧)使连接管线保持平衡。不管轮船和存储或生产设备之间的相对位置怎样，也不管它们的怎样运动，所有这些设置允许最优化控制缆绳、锥体的轴线和喇叭管的轴线的对齐。
关于根据本发明的传输系统的功能，容易理解，六个旋转接头赋予系统六个必需的自由度。臂3在管道的连接凸缘21上的正确定位由导向装置(28，31，38，39)保证，这使得根据本发明的传输系统同样能够用在远海上，而不管由环境(波浪，水流，风)导致的动态运动。通过将一部分旋转接头设置在轮船上，铰接臂可以更小更轻。
图4是出了根据本发明的传输系统的一个实施例，根据该实施例，对应于图1至3中的旋转接头8，9和11的三个旋转接头位于铰接臂3上，然而作为旋转接头26和27的补充，固定在管道上的管线18包括第三旋转接头，由于该第三旋转接头在功能上对应于图1至3中的旋转接头15，因此该第三旋转接头由标号15’来表示。为此，管线18包括U形附加部分41，旋转接头15’安置在该U形部分的底部以便一直遵守上述的有利几何设置。应当注意，如果该元件是可用的，具有三个旋转接头的布置可以由一个具有流体通道的球形联轴节(rotule)代替，这允许减小体积。
图5和图6示出了本发明的一个实施例，根据该实施例，五个旋转接头(即接头8，9，11，15和26’)设置在铰接臂3上，接头26’在功能上对应于图1至3中的接头26。接头26’设置在连接装置4的上游。根据图1至3，第六旋转接头27保留在管道管线18上。
图7示出了另一个实施例，该实施例的特征在于，导向装置和铰接臂3的连接装置集成在一起，以便获得同轴结构。锥体28同轴地设置于固定在管道上的管线18的连接凸缘21中，并且喇叭管31实现在管状构件45中，该管状构件通过在它的轴线上延伸而同轴地设置在连接装置的连接开口46中，然而当远离端部时连接装置的管为U形，这使得管状构件45能够通向弯曲部分的外部。绞盘34容纳在由U形管限定的空间中且位于喇叭管31的管状构件45的上方，以便缆绳可以通过喇叭管。旋转接头的设置如图1至3中所示，具有铰接臂3上的四个接头和管道管线上的两个接头，除了接头15，该接头15不再位于外臂部分10上，而是位于连接装置4的U形部分的上分支中。该接头由标号15’表示。
还应当注意，如图8所示，固定在管道上的连接管线18可以足够长以便使连接凸缘21偏置在轮船的边缘处，并且连接管线通过支架45支撑在轮船的结构上，以便将臂的力全部或部分地传递至轮船结构上从而减轻轮船的管道的负担。
为了使描述完整，应当注意，铰接臂3的连接装置4包括服务联轴器33和紧急分离装置43。

Claims (6)

1.一种在诸如液化天然气运输船的轮船与生产和/或存储流体的浮动或固定设备之间传输诸如液化天然气的气态流体的传输系统，所述系统具有n个自由度，n通常为六，并且所述系统包括安装在浮动设备上的具有铰接臂的装置，而所述轮船包括管道，所述铰接臂能够连接于所述管道，其特征在于，连接管线(18)的一端固定在所述管道(2)上，所述连接管线的另一端具有用于连接铰接臂(3)的连接凸缘(21)，所述连接管线(18)具有弯管，所述连接管线包括旋转接头(27，26，15)中的至少一个。
2.根据权利要求1所述的传输系统，其特征在于，所述铰接臂(3)包括连接在所述浮动或固定设备的固定管线(5)上的支撑部分(6)、外臂部分(7)和内臂部分(10)，所述铰接臂包括至少三个旋转接头(8，9，11)，而另有三个旋转接头(26，27，15)设置于固定在所述管道上的所述连接管线(18)上，并且所述连接管线的端部具有用于连接所述铰接臂(3)的连接凸缘(21)。
3.根据权利要求1或2所述的传输系统，其特征在于，所述铰接臂(3)和所述管道的连接管线(18)包括适当的弯管和U形部分，所述弯管和U形部分用于保证所述旋转接头的旋转轴线的适当定向。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的传输系统，其特征在于，所述传输系统包括用于导向和控制所述铰接臂(10)的连接装置(4)的导向和控制装置，所述导向和控制装置是相对于所述连接装置横向设置且具有锥体(28)和喇叭管(31)的类型。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的传输系统，其特征在于，所述传输系统包括用于导向和控制所述连接装置(4)的导向和控制装置，所述导向和控制装置是具有锥体(28)和喇叭管(31)的类型，并且所述导向和控制装置同轴地集成在所述连接装置上。
6.根据权利要求6所述的传输系统，其特征在于，所述喇叭管(31)设置在所述连接管线(18)之上并且所述喇叭管的轴线被设置为始终与设置在所述连接管线(18)上的旋转接头的旋转轴线以及设置在所述铰接臂(10)上和设置在所述铰接臂(10)附近的旋转接头的旋转轴线相交，所述铰接臂(10)的端部能够连接在所述连接管线(18)的所述连接凸缘上。
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