CN111051194A - 处理系统和包括这种处理系统的流体输送系统 - Google Patents

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Abstract

一种处理系统(15)，用于经由支撑单元(12)在浮动或非浮动设施(11)和接收结构(21)之间输送流体，其中，处理系统(15)包括：‑第一管道元件(58)，其用于在支撑单元(12)上运送流体，‑第二管道元件(68)，其用于在支撑单元(12)上运送流体，‑第一交叉管(22)，其流体连接到第一管道元件(58)和第二管道元件(68)，‑第二交叉管(26)，其流体连接到第一管道元件(58)和第二管道元件(68)，‑第一阀装置(30)，其布置在第一交叉管(22)中，‑第二阀装置(31)，其布置在第二交叉管(26)中，‑第一货物阀装置(39)，其设置在第一管道元件(58)中，‑第二货物阀装置(40)，其设置在第二管道元件(68)中。还公开了一种包括这种处理系统(15)的流体输送系统(10)。

Description

处理系统和包括这种处理系统的流体输送系统
本发明总体上涉及一种用于经由支撑单元在浮动或非浮动设施和接收结构之间输送流体的处理系统和流体输送系统。
对于浮动单元，现在通常的实践是经由船舶、海上单元和/或陆上终端之间的柔性管道、软管或海底立管和海底管道装载或排放流体，例如液体、液化气和流化的无定形固体。通常，浮动的柔性管道、软管或立管从海中提升，并且连接到浮动单元上的固定歧管或管道，以使得能够输送流体。当输送操作完成时，浮动的柔性管道、软管或立管与浮动单元的歧管或管道断开连接并返回到海中。以类似的方式进行使用空中软管的输送。将柔性管道、软管或立管向上搬运和提升到浮动单元上的固定歧管或管道的难度与作用在柔性管道、软管或立管上的力和力矩成比例。
在不存在浮动或非浮动设施的情况下，不能实现浮动的柔性管道、软管或立管的排水和清洗。此外，除非提供并行的输送管线并且输送管线通过海底阀和远程致动器连接，否则浮动或非浮动设施必须连接到浮动柔性管道、软管或立管。这种远程海底致动器昂贵且难以维护。
通常，浮动的柔性管道、软管或立管相对较短，并且输送操作必须在可接受的环境条件下进行，例如低海况、低水流和不存在浮冰。
对于这种输送操作的需要日益增长，即，该输送操作在更长的距离上和在更恶劣的环境条件下进行，并且无需对浮动单元进行修改。浮动的柔性管道、软管或立管可能需要在延长的时间段内保持连接到其歧管或管道。船舶、海上单元和陆上终端上的固定歧管或管道仅设计为处理在采用传统输送方法的输送操作期间可能遇到的力和弯矩，例如装载臂、空中软管和短柔性管道、软管或立管。
较长的浮动柔性管道、软管或立管的力和弯矩将大大超过当前的歧管或管道端部设计标准，其中该较长的浮动柔性管、软管或立管经受高海况、水流、风或冰。增强歧管或管道以适应这种力在技术上和操作上是有挑战性的并且成本高的。
因此，本发明的目的是开发一种用于通过水体输送流体的系统，该系统以较短的交付周期提供更便宜、更通用的流体输送方案。
本发明的另一目的是开发一种包括一个或多个管道的处理系统，该管道可布置在支撑单元上，使得可在不存在浮动或非浮动单元的情况下实现排水和清洗。
本发明的另一目的是开发一种用于跨水体输送流体的系统，该系统有助于缓解由高海况、水流、风、冰条件等引起的水中的较长的输送管道或软管上的力和弯矩所引起的问题。
本发明的另一目的是开发一种包括一个或多个管道的处理系统，该处理系统能够处理来自输送管道的力和弯矩，该输送管道连接到处理系统并且布置在水体中。
本发明的另一目的是开发一种用于通过水体输送流体的流体管道或软管的联结系统，其中该联结系统能够处理由于高海况、水流、风、困难的冰条件等引起的流体管道或软管上的力和弯矩。
这些目的通过如权利要求1中限定的处理系统和如权利要求10中限定的流体输送系统来实现。处理系统和流体输送系统的其他实施方式分别在从属权利要求2-9和从属权利要求11-16中限定。
因此，提供了一种处理系统，用于经由支撑单元在浮动或非浮动设施和接收结构之间输送流体，其中，处理系统包括：
第一管道元件，其用于在支撑单元上运送流体，
第二管道元件，其用于在支撑单元上运送流体，
第一交叉管，其流体连接到第一管道元件和第二管道元件，
第二交叉管，其流体连接到第一管道元件和第二管道元件，
第一阀装置，其布置在第一交叉管中，
第二阀装置，其布置在第二交叉管中，
第一货物阀装置，其设置在第一管道元件中，以及
第二货物阀装置，其设置在第二管道元件中。
第一货物阀装置优选地在第一管道元件中布置在第一横管连接件和第三横管连接件之间。第二货物阀装置优选地在第二管道元件中布置在第二横管连接件和第四横管连接件之间。
处理系统优选地适于可移动地支撑在支撑单元上。将处理系统布置为使得其可移动地支撑在支撑单元上，这将允许在不对处理系统造成损坏的情况下处理从连接到处理系统的浮动的管道和/或软管以及空中管道和/或软管作用在处理系统上的力。将处理系统布置为使得其可移动地支撑在支撑单元上还将允许处理由热收缩和热膨胀引起的张力，使得处理系统不受损。
处理系统优选地适于在处理系统的纵向方向和/或处理系统的横向方向上可移动地支撑，其中，横向方向基本上垂直于纵向方向。在第一管道元件和第二管道元件连接到输送管道的点处，该纵向方向优选地与处理系统的第一管道元件和第二管道元件的纵向方向相同。
优选地，处理系统的第一管道元件适于连接到第一输送管道，并且处理系统的第二管道元件适于连接到第二输送管道。
第一输送管道和第二输送管道优选地流体连接到接收结构。
本文使用的术语“接收结构”应理解为使得接收结构可以是接收从支撑单元通过运送管道运送的流体的结构，或者将流体供给或供应到输送管道的结构，该输送管道随后朝向支撑单元运送。因此，接收结构可以是浮动或非浮动的海上或陆上终端或任何其他类型的浮动或非浮动结构，其设计为接收通过运送管道从支撑单元运送到接收结构的流体。接收结构也可以是浮动或非浮动的海上或陆上终端或任何其他类型的浮动或非浮动的结构，其设计为供应流体以通过运送管道从接收结构运送到支撑单元。
处理系统还可包括至少一个空中软管，其流体连接到处理系统的第一管道元件和第二管道元件，其中，该至少一个空中软管适于连接到浮动或非浮动设施。如果通过该至少一个输送管道运送的流体是低温流体，例如LNG，则浮动或非浮动设施可例如是LNG运输船或LNG终端。
处理系统可包括流体连接到第一管道元件和第二管道元件两者的单个空中软管。优选地，处理系统包括第一空中软管和第二空中软管，第一空中软管连接到第一管道元件并适于连接到浮动设施，第二空中软管连接到第二管道元件并适于连接到浮动设施。
或者，处理系统还可包括多个连接到第一管道元件和/或第二管道元件的空中软管，其中，该多个空中软管适于连接到浮动或非浮动设施。
优选地，该至少一个第一空中软管和/或该至少一个第二空中软管适于可断开地连接到浮动或非浮动设施。
该至少一个空中软管优选地通过至少一个分离联接件流体连接到第一管道元件和/或第二管道元件。优选地，第一管道元件和/或第二管道元件设置有分离联接件，该至少一个空中软管流体连接到分离联接件。术语“流体连接”是指两个管道和/或软管彼此连接，使得流体可从管道/软管中的一个流动到管道/软管中的另一个。
优选地，第一空中软管通过第一分离联接件连接到第一管道元件，并且第二空中软管通过第二分离联接件连接到第二管道元件。第一分离联接件和第二分离联接件将允许在紧急情况下将第一空中软管和第二空中软管从处理系统断开。
优选地，在处理系统中为处理系统适于连接的每个空中软管提供分离联接件，使得在紧急情况下允许每个空中软管彼此独立地与处理系统断开。
处理系统优选地还设有设置在第一管道元件中的第一紧急关闭阀和设置在第二管道元件中的第二紧急关闭阀。第一紧急关闭阀可在第一管道元件中设置在第一横管连接件和第三横管连接件之间，在第一横管连接件处，第一交叉管流体连接到第一管道元件，在第三横管连接件处，第二交叉管流体连接到第一管道元件，并且第二紧急关闭阀可在第二管道元件中设置在第二横管连接件和第四横管连接件之间，在第二横管连接件处，第一交叉管流体连接到第二管道元件，在第四横管连接件处，第二交叉管流体连接到第二管道元件。或者，例如，如果正在运送散装材料，则处理系统可以不设置任何紧急关闭阀装置。根据操作类型和所需的冗余，在第一管道元件和第二管道元件中还可布置多个紧急阀。
处理系统优选地包括通气杆，该通气杆可在第一货物阀装置的任一侧上或在第一紧急关闭阀的任一侧上流体连接到第一管道元件，并且在第二货物阀装置的任一侧上或在第二紧急关闭阀的任一侧上流体连接到第二管道元件。优选地，通气杆在第一货物阀装置和第一紧急关闭阀中的布置为最靠近浮动或非浮动设施的一者的任一侧上流体连接到第一管道元件。优选地，通气杆还在第二货物阀装置和第二紧急关闭阀中的布置为最靠近浮动或非浮动设施的一者的任一侧上流体连接到第二管道元件。通常，通气杆连接到处理系统的第一管道元件和第二管道元件以及任何另外的管道元件，使得当货物阀装置和/或紧急关闭阀和/或断流阀关闭时，截留在处理系统中的任何流体可通过通气杆排出。
还提供了一种用于在浮动或非浮动设施和接收结构之间输送流体的处理系统，其中，流体输送系统包括支撑单元和如上所述的处理系统，其中，处理系统可移动地支撑在支撑单元上。
如上所述，本文使用的术语“接收结构”应理解为使得接收结构可以是接收从支撑单元通过运送管道运送的流体的结构，或者将流体供给或供应到输送管道的结构，该输送管道随后朝向支撑单元运送。因此，接收结构可以是浮动或非浮动的海上或陆上终端或任何其他类型的浮动或非浮动结构，其设计为接收通过运送管道从支撑单元运送到接收结构的流体。接收结构也可以是浮动或非浮动的海上或陆上终端或任何其他类型的浮动或非浮动结构，其设计为供应流体以通过运送管道从接收结构运送到支撑单元。
流体输送系统优选地包括至少一个处理系统支撑装置，其牢固地安装到支撑单元和/或处理系统，其中，该至少一个处理系统支撑装置适于允许处理系统响应于作用在处理系统上的外力而相对于支撑单元移动。该至少一个处理系统支撑装置可例如包括滑动支承件，但是也可使用任何其他合适的装置，其中支撑该处理系统，使得其可相对于支撑单元移动。
流体输送系统优选地包括至少一个限制挡块，其限制处理系统的该至少一个管道元件相对于支撑单元在至少一个方向上的移动。例如，该至少一个处理系统支撑装置可包括至少一个限制挡块，其限制处理系统的该至少一个管道元件相对于支撑单元在至少一个方向上的移动。限制挡块用于确保处理系统的歧管满足强度要求，并且还确保处理系统停留在适当位置，并且如果联结装置失效则不会被拖到海中。该至少一个限制挡块优选地适于限制处理系统的第一管道元件和第二管道元件相对于支撑单元在纵向方向上的移动。在第一管道元件和第二管道元件连接到输送管道的点处，该纵向方向优选地是与处理系统的第一管道元件和第二管道元件的纵向方向相同的方向。因此，该至少一个处理系统支撑装置优选地包括至少一个限制挡块，其限制处理系统的第一管道元件和第二管道元件相对于支撑单元在第一管道元件和第二管道元件的纵向方向上的移动。该至少一个限制挡块还可适于限制处理系统的第一管道元件和第二管道元件相对于支撑单元在横向方向上的移动，其中，横向方向基本上垂直于纵向方向。
优选地，在最靠近输送管道的处理系统支撑装置上设置该至少一个限制挡块，该限制挡块限制处理系统的第一管道元件和第二管道元件相对于支撑单元在该至少一个管道元件的纵向方向上的移动。
此外，如果认为必要的话，在该至少一个管道元件的纵向方向上的限制挡块优选地设置有松弛部。这可能是因为如果限制挡块是刚性的并且联结装置比第一管道元件和第二管道元件更受应变，则在限制挡块与第一输送管道与第二输送管道所连接的第一管道元件和第二管道元件的凸缘装置之间是这种情况，由于来自第一输送管道和第二输送管道的力，将把较大的力传递到第一管道元件和第二管道元件。
该至少一个处理系统支撑装置还可包括至少一个限制挡块，其限制处理系统的第一管道元件和第二管道元件相对于支撑单元在第一管道元件和第二管道元件的横向方向上的移动。流体输送系统可设置有多个限制挡块，其限制处理系统的第一管道元件和第二管道元件相对于支撑单元在第一管道元件和第二管道元件的横向方向上的移动。
处理系统的第一管道元件优选地连接到第一输送管道，并且处理系统的第二管道元件优选地连接到第二输送管道。处理系统的第一管道元件可用第一联结系统连接到第一输送管道，并且处理系统的第二管道元件优选地用第二联结系统连接到第二输送管道。第一输送管道和第二输送管道优选地流体连接到接收结构。从而可将流体通过第一输送管道和第二输送管道从支撑单元输送到接收结构或从接收结构输送到支撑单元。还应指出，在每种情况下，可根据需要将一个或多个联结系统安装在支撑单元和/或接收单元上。
优选地，流体输送系统还包括：
-第一卷筒件，其在一端连接到第一输送管道并且在另一端附接到第一管道元件，
-第二卷筒件，其在一端连接到第二输送管道并且在另一端附接到第二管道元件，
-第一滑槽装置，其附接到支撑单元，第一输送管道容纳在第一滑槽装置中，使得第一滑槽装置支撑第一输送管道并且承受作用在第一输送管道上的竖直力和横向力，
-第二滑槽装置，其牢固地附接到支撑单元，第二输送管道容纳在第二滑槽装置中，使得第二滑槽装置支撑第二输送管道并且承受作用在第二输送管道上的竖直力和横向力，
-连接到布置在第一卷筒件上的第一卷筒件联结件并连接到布置在牢固地附接到支撑单元的联结支撑件上的第一联结件的第一联结装置，以及连接到布置在第一卷筒件上的第二卷筒件联结件并连接到布置在联结支撑件上的第二联结件的第二联结装置，由此将张力载荷从第一输送管道输送到支撑单元，
-连接到布置在第二卷筒件上的第一卷筒件联结件并连接到布置在牢固地附接到支撑单元的联结支撑件上的第一联结件的第一联结装置，以及连接到布置在第二卷筒件上的第二卷筒件联结件并连接到布置在联结支撑件上的第二联结件的第二联结装置，由此将张力载荷从第二输送管道输送到支撑单元。
第一滑槽装置优选地还设计为限制第一输送管道的弯曲，使得不超过第一输送管道的机械限制，并且避免对第一输送管道的损坏。类似地，第二滑槽装置优选地还设计为限制第二输送管道的弯曲，使得不超过第二输送管道的机械限制，并且避免对第二输送管道的损坏。
输送管道优选地是能够弯曲到一定程度的柔性管或软管。输送管道可以是浮动输送管道或浸没输送管道或浮动输送管道和浸没输送管道的组合。输送管道在支撑单元上附接到的管道元件优选地是刚性管道元件。与其他柔性管或软管一样，输送管道具有最大弯曲半径，超过该半径输送管道不应弯曲以避免损坏。可用于输送各种类型的流体和/或多相流体(其可包括固体颗粒和诸如砂、砾石等的物质)和/或诸如粉末材料的松散材料的合适的管道或软管在本领域中是公知的，并且将不在本文进一步描述。
支撑单元优选地是浮动单元、非浮动的基于重力的单元、非浮动的基于非重力的结构，例如桁架结构或顶部安装有甲板的柱。支撑单元进一步优选地是浮动或非浮动结构，布置在水中的输送管道或软管可连接到该结构。支撑单元可以是流体经由其运送的结构，即支撑单元用作流体的输送单元，流体经由支撑/输送结构从供应结构运送到接收结构。或者，支撑单元可以是用于通过输送管道运送的流体的供应结构或接收结构，即流体不是经由支撑单元运送的。
因此，第一输送管道和第二输送管道通过联结系统连接到支撑单元，使得流体通过第一输送管道和第二输送管道的输送可经由支撑单元发生，例如低温液体(例如LNG)在浮动或非浮动设施如(例如LNG运输船)和包括储存设施的接收结构之间的输送，该接收结构优选地位于陆上，但是也可部分地或完全地位于海上。接收结构在进一步运送LNG之前从输送结构接收LNG，或者在将LNG运送到输送结构之前接收LNG。
联结系统设计为支撑流体管道、浮动柔性管、软管、立管和其他类似物体的形式的输送管道，其连接到支撑单元上的处理系统的歧管，并且该联结系统设计为支撑流体输送系统，该流体输送系统用于经由输送结构通过输送管道输送流体。支撑单元可以是浮动单元，例如半浸没式平台、非浮动单元、船，或其他类型的海上或陆上单元、结构或终端。布置在支撑单元上的处理系统包括至少两个管道元件(第一管道元件和第二管道元件)，其如上所述彼此物理地和流体地连接。处理系统还包括各种类型的阀装置，以控制通过处理系统的流体的流动。
可能施加在歧管(将管道元件连接到输送管道的凸缘连接)上的弯矩和剪切力基本上由滑槽装置承受，该滑槽装置形成为允许布置在滑槽装置中的输送管道的朝海端在横向方向和垂直方向上限制角位移。角位移可以是例如在输送管道的横向方向上+/-30度，并且在垂直方向上在管线轴线下方30度。然而，应注意，角位移可大于或小于上述+/-30度。
滑槽装置优选地为漏斗形，在歧管端部处变窄，并且在输送管道进入海洋的位置处变宽。滑槽装置的侧面和底部承受输送管道的横向力和垂直力，并且将其经由滑槽支撑件输送到支撑单元。
在处理系统的歧管处，一个或多个支架可固定到支撑单元的结构，其中支架连接到卷筒件，该卷筒件经由联结装置固定到输送管道的端部。联结装置优选地是机械保持装置，例如螺丝扣、紧定螺钉、液压张紧器或预定长度的固定杆。卷筒件设计为允许其装配到相应的输送管道的端部，使得输送管道可附接并固定到支架。由于滑槽装置承受输送管道的大部分横向力和垂直力，所以支架承受输送管道的轴向力。如上所述，支撑单元上的处理系统设计为允许处理系统相对于支撑单元移动有限的量，例如纵向方向上的+/-10mm的轴向运动，以避免轴向力从输送管道输送到处理系统。这种运动允许输送管道的不精确的轴向对准和/或机械保持装置与处理系统的歧管之间的应变差异和/或处理系统(即构成处理系统的管道)的热膨胀或热收缩。如上所述，处理系统还可设计为允许在横向方向上的移动。
卷筒件可适于可断开地连接到布置在支撑单元上的第一管道元件和第二管道元件。例如，每个卷筒件可设置有卷筒件凸缘，其例如通过多个螺栓附接到第一管道元件和第二管道元件上的对应的凸缘元件。
卷筒件可以是附接到第一输送管道和第二输送管道的分离件。卷筒件可通过螺栓、螺钉或任何其他合适的紧固装置附接到第一输送管道和第二输送管道。或者，卷筒件可以是第一输送管道和第二输送管道的整体部分。卷筒件可通过焊接、粘合剂、两者的组合或用于将卷筒件附接到第一输送管道和第二输送管道的任何其他合适的方法牢固地附接到第一输送管道和第二输送管道。
卷筒件可各自包括卷筒件凸缘，其用于附接到支撑单元上的第一管道元件和第二管道元件上的凸缘元件。卷筒件凸缘可通过螺栓、螺钉或任何其他合适的紧固方法紧固到第一管道元件和第二管道元件上的凸缘元件。
优选地，第一滑槽装置和第二滑槽装置各自包括底部构件和两个紧固到底部构件的侧部构件，使得第一输送管道和第二输送管道可容纳在侧部构件之间并且由底部构件支撑。第一滑槽装置和第二滑槽装置还可设计为使得两个或更多个输送管道可布置在单个滑槽装置中。除了如上所述支撑第一输送管道和第二输送管道之外，第一滑槽装置和第二滑槽装置还将承受来自第一输送管道和第二输送管道的横向力和垂直力，并且将这些力传递到支撑单元。
第一滑槽装置和第二滑槽装置各自优选地设置有内侧区段和外侧区段，内侧区段附接到支撑单元，外侧区段面向水体并且在第一滑槽装置和第二滑槽装置附接到支撑单元时向下弯曲。
第一滑槽装置和第二滑槽装置优选地在第一输送管道和第二输送管道进入支撑单元的区域中支撑第一输送管道和第二输送管道。这是因为第一输送管道和第二输送管道从低于支撑单元的水平面(例如水面或从水面下方)向上延伸到支撑单元。因此，第一输送管道和第二输送管道经受一定程度的弯曲，并且第一滑槽装置和第二滑槽装置设计为使得其将确保第一输送管道和第二输送管道不会弯曲超过其最大弯曲半径。因此，避免了对第一输送管道和第二输送管道的永久性损坏。
滑槽装置优选地设置有漏斗形状，该漏斗形状具有在横向方向上逐渐增加的宽度。因此，外侧区段的底部构件和侧部构件优选地布置为具有朝向滑槽装置的面向水体的外端部分逐渐增加的宽度。这将允许输送管道垂直地和横向地弯曲。然而，滑槽装置的漏斗形状设计为使得不会由于输送管道的过大弯曲而损坏输送管道。因此，滑槽装置的外侧区段，即外侧区段的底部构件和/或外侧区段的侧部构件，设置有至少与输送管道在达到其最大弯曲半径时的曲率半径一样大的曲率半径，但是优选地大于输送管道在达到其最大弯曲半径时的曲率半径。
第一联结装置和第二联结装置可各自包括螺丝扣和/或紧线螺钉和/或液压张紧器和/或预定长度的固定杆。因此，卷筒件优选地包括紧固构件，联结装置可附接到该紧固构件，其中紧固构件例如通过焊接、螺栓连接或任何其他合适的紧固方法或装置而牢固地紧固到卷筒件。
第一卷筒件和第二卷筒件可各自包括卷筒件凸缘，其用于分别附接到第一管道元件和第二管道元件上的对应的凸缘元件。
优选地，第一卷筒件和第二卷筒件各自包括第一紧固构件和第二紧固构件，其用于将第一联结装置和第二联结装置分别附接到第一紧固构件和第二紧固构件，其中，第一紧固构件和第二紧固构件牢固地附接到第一卷筒件和第二卷筒件。
通过本发明运送的流体可以是液体、气体或液体和气体的混合物的形式。如上所述，本发明可用于输送低温流体，例如LNG(液化天然气)。
应指出，根据本发明的处理系统和流体输送系统解决了几个问题，特别是当通过输送管道输送的流体是低温流体时，例如LNG(液化天然气)。
这些问题包括：
·该系统使得能够在不存在浮动或非浮动设施的情况下进行再循环和/或预冷却。
·该系统确保其不会由于快速输送斜升而骤冷，因此该系统使得能够进行再循环和/或预冷却。
·该系统确保避免了在位于陆上的储存罐中填充罐时的压力增加或在排空罐时运行GCU(气体燃烧单元，一种以受控方式燃烧BOG(蒸发气体)而没有将未燃烧的天然气释放到大气的风险的燃烧器)。
·由于该系统提供快速且安全的紧急关闭和断开，所以该系统能够在紧急情况下进入安全状态。
·该系统确保避免了由于截留气体体积而引起的危险的压力增大。
·此外，该系统优选地设计为用于蒸气回流。
本发明的其他特征和优点将从以下参考附图对本发明的优选的、非限制性实施方式的描述中显现，其中：
图1示意性地示出了根据本发明的处理系统，其中，两个输送管道的一端连接到布置在支撑单元上的处理系统的相应管道元件，并且另一端连接到操作站，并且其中，处理系统流体连接到船舶。
图2示出了用于将输送管道连接/联结到如图1所示的支撑单元上的管道元件或管道元件是其一部分的处理系统的联结系统的顶视图。
图3示出了图2所示的联结系统的侧视图。
图4示出了图2和图3所示的联结系统的透视图。
图5示出了图4所示的细节A的放大图。
图6示出了图5所示的细节A的顶视图。
图7示出了输送管道与图2至图6所示的管道元件和联结系统的支撑装置的连接的详细视图，其中，支撑装置设计为允许管道元件或管道元件是其一部分的处理系统相对于支撑单元移动。
图8示出了两个以与图2至图7所示相同的方式联结到相应管道元件的输送管道，其中，管道元件是布置在支撑单元上的处理系统的一部分。
图9示出了在支撑单元上连接到处理系统的管道元件的浮动输送管道，该支撑单元具有附接到海床的支腿，其中，输送管道通过如图1至图8中更详细示出的联结系统连接到管道元件。
图10示出了两个浮动输送管道，其连接到至少部分地布置在陆上的支撑单元上的处理系统的相应的管道元件，其中，输送管道通过如图1至图8中更详细示出的联结系统连接到相应的管道元件。
应指出，在所有附图中，对本发明的相同特征使用相同的附图标记。
在图1中，根据本发明的处理系统15，如图8中部分所示，示意性地示出为布置在支撑单元12上。处理系统15布置在支撑单元12上，并且优选地包括两个管道元件58、68，该管道元件连接到两个相应的输送管道13、14，如图1和图8所示。当然，处理系统15也可包括多于两个的管道元件58、68，该管道元件连接到相应数量的输送管道13、14。输送管道13、14各自优选地通过联结系统(tie-in system)47、48联结到支撑单元12。
在图2至图7中，详细示出了包括联结系统47、48的流体输送系统10，该联结系统用于将输送管道13、14联结到支撑单元12并且将输送管道13、14连接到处理系统15，该处理系统包括管道元件58、68，而图8示出了包括两个输送管道13、14的流体输送系统10，该输送管道通过联结系统47、48连接到处理系统15的相应的管道元件58、68。将首先讨论图2至图8，然后详细讨论图1所示的处理系统15。
如上所述，在图2至图7中，示出了处理系统15，其通过联结系统47、48连接到输送管道13、14(或者优选地柔性软管)，该输送管道从接收结构21(例如陆上或者码头或类似结构上的位置)或浮动结构延伸到支撑单元12。接收结构21优选地是包括用于流体的储存设施的位置，例如诸如LNG(液化天然气)的低温液体或诸如粉末的散装材料。
支撑单元12可以是浮动单元，例如半浸没式平台、基于非重力的非浮动单元、基于重力的非浮动单元、船，或者其他类型的海上或陆上单元和终端。
接收结构21可以是接收从支撑单元12通过输送管道13、14输送的流体或散装材料的结构，或者是将流体供给或供应到输送管道13、14的结构，该流体随后通过输送管道13、14运送到支撑单元12。因此，接收结构21可以是浮动或非浮动的海上或陆上终端或任何其他类型的浮动或非浮动结构，其设计为接收通过输送管道13、14从支撑单元12运送到接收结构21的流体或散装材料。接收结构21还可以是浮动或非浮动的海上或陆上终端或任何其他类型的浮动或非浮动结构，其设计为供应流体或散装材料以通过输送管道13、14从接收结构21运送到支撑单元12。还应指出，在每种情况下，一个或多个联结系统47、48可根据需要安装在支撑单元12和/或接收单元21上。
还提供了包括用于至少一个输送管道13、14的一个或多个联结系统47、48的流体输送系统10。此外，如图1所示，处理系统15优选地布置在支撑单元12的甲板57上，并且可连接到该至少一个输送管道13、14。处理系统15可以是布置在支撑单元12上的更复杂的管道系统，其中，处理系统15包括可连接到该至少一个输送管道13、14的至少一个管道元件58、68。这种处理系统15在图1中示出，并且如上所述，将在下面进一步描述。
图2至图7中详细示出的联结系统47、48包括适于牢固地附接到支撑单元12的滑槽装置59、69。滑槽装置59、69支撑布置在滑槽装置59、69中的输送管道13、14，并且将承受由高海况、海流、风、冰状况等引起的输送管道13、14上的力和弯矩，并且将力和弯矩输送到支撑单元12。
支撑单元12设置有至少一个(但是优选地两个或更多个)滑槽支撑件62、72，其例如通过焊接或通过螺栓、螺钉或任何其他合适的紧固装置牢固地紧固到支撑单元12。因此，滑槽装置59、69适于例如通过焊接或通过螺栓、螺钉或任何其他合适的紧固装置牢固地附接到滑槽支撑件62、72。
滑槽装置59、69包括具有将布置在支撑单元上的内端部分95的内侧区段94，以及至少部分地延伸到支撑单元12的外边缘的外侧并且具有外端部分97的外侧区段96。滑槽装置59、69包括底部构件88和两个侧部构件87，该侧部构件牢固地紧固到底部构件88，使得滑槽装置59、69是漏斗形的并且当输送管道13、14布置在滑槽装置59、69中时支撑该输送管道。
在滑槽装置59、69的外侧区段96中，底部构件88优选地在从内侧区段94朝向滑槽装置59、69的外端部分97的方向上向下弯曲，如图所示。底部构件88优选地还在从内侧区段94朝向滑槽装置59、69的外端部分97的方向上逐渐变宽，如图所示。滑槽装置59、69的此形状将允许输送管道13、14在输送管道13、14进入支撑单元12时竖直地和横向地弯曲。
漏斗形滑槽装置59、69进一步设计为使得不会由于输送管道13、14进入支撑单元12时的过度弯曲而损坏输送管道13、14。外侧区段96的底部构件88和侧部构件87优选地设置有曲率半径，该曲率半径至少与输送管道13、14在其达到其最大弯曲半径而不受损时的曲率半径一样大，但是优选地更大。因此，确保了输送管道13、14的弯曲将在其进入支撑单元12时保持在输送管道的最大弯曲极限内。
联结系统47、48还包括卷筒件61、71，其可适于牢固地附接到输送管道13、14的端部。卷筒件61、71可以常规方式，例如通过螺栓、焊接或任何其他合适的紧固装置，附接到输送管道13、14。或者，卷筒件可通过QCDC装置(快速连接断开)可断开地/可释放地附接到输送管道，该QCDC装置具有夹持输送管道的凸缘的液压和/或机械支架。当制造输送管道时，还可能使卷筒件61、71成为输送管道13、14的整体部分。或者，卷筒件61、71可与输送管道13、14一体地形成，或者在制造输送管道13、14时牢固地连接到输送管道13、14。
卷筒件61、71优选地由钢制成并且可设置有用于将卷筒件61、71附接到输送管道的卷筒件连接器81。卷筒件连接器81可以是凸缘元件，其是卷筒件61、71的整体部分或者通过紧固装置(例如螺栓、螺钉或其他合适的紧固装置)牢固地附接到卷筒件61、71。
卷筒件61、71优选地通过凸缘连接件73、74连接到处理系统的管道元件58、68。卷筒件61、71设置有卷筒件凸缘82，其适于附接到布置在处理系统15的管道元件58、68上的相应的凸缘元件80，该处理系统布置在支撑单元12上。卷筒件凸缘82可通过焊接或通过合适数量的常规螺栓(图中未示出)附接到凸缘元件80以形成凸缘连接件73、74，但是可使用任何其他合适的紧固装置。
在包括卷筒件凸缘82和凸缘元件80的凸缘连接件73、74下方，流体收集器85可如图6所示布置，以收集从凸缘连接件冷凝或泄漏的任何流体。
管道元件58、68可设置有如图7所示的绝缘层51，并且如上所述，管道元件是如图1所示的处理系统15的一部分。或者，输送管道13、14可各自连接到布置在支撑单元12上的单个管道58、68，即，处理系统15由各自连接到输送管道13、14但是不流体互连的单个管道58、68组成。
卷筒件61、71还设置有至少一个卷筒件联结件，但是优选地设置有两个或更多个卷筒件联结件83、84。卷筒件联结件83、84可以是卷筒件61、71的整体部分。或者，卷筒件联结件83、84可通过螺栓、螺钉或任何其他合适的紧固装置牢固地附接到卷筒件61、71。
卷筒件联结件83、84适于使得联结装置77、79可牢固地附接到卷筒件联结件83、84。例如，卷筒件联结件83、84可设置有螺栓孔，使得联结装置77、79可通过相应的联结螺栓64附接到卷筒件联结件83、84，如图6和图7所示。
支撑单元12还设置有一个或多个联结支撑件75。联结支撑件75例如通过螺栓或螺钉或任何其他合适的紧固装置，或者通过将联结支撑件75焊接到支撑单元12，而牢固地附接到支撑单元12，典型地附接到支撑单元12的甲板。
联结支撑件75可设置有至少一个联结件，但是优选地设置有两个或更多个联结件76、78。联结件76、78通过焊接或者通过螺栓或任何其他合适的紧固装置牢固地附接到联结支撑件75。联结件76、78可形成为联结支撑件75的整体部分。联结件76、78适于使得联结装置77、79可通过螺栓、焊接或任何其他合适的紧固装置牢固地附接到相应的联结件76、78。例如，联结件76、78可各自包括螺栓孔，使得联结装置77、79可通过相应的联结螺栓65附接到联结件76、78，如图6和图7所示。
如果联结件76、78形成为联结支撑件75的整体部分，则联结装置将适于将联结装置77、79直接附接到联结支撑件75。例如，联结支撑件75可设置有相应的螺栓孔，使得联结装置可通过联结螺栓附接到联结支撑件75，优选地，联结螺栓与如图6和图7所示的螺栓类型相同。
如上所述，联结系统47、48还包括至少一个联结装置，但是优选地包括两个或更多个联结装置77、79。联结装置77、79在一端适于例如通过如上所述和如图所示的螺栓连接件64可断开地连接到相应的卷筒件联结件83、84。联结装置77、79在另一端适于例如通过如上所述和如图所示的螺栓连接件65可断开地连接到相应的联结件76、78，或者直接连接到相应的联结支撑件75。
当在使用并且联结装置附接到相应的卷筒件联结件83、84和相应的联结件76、78时，联结装置77、79将把张力载荷从输送管道13、14输送到支撑单元12。因此，将输送管道13、14连接到管道元件58、68的凸缘连接件73、74将不需要承受来自输送管道13、14的任何显著的张力载荷。联结装置77、79可以是机械保持装置，例如螺丝扣、紧定螺钉、液压张紧器、预定长度的固定杆或能够将张力载荷从输送管道13、14输送到支撑单元12的任何其他合适的装置。通常，如图所示，两个联结装置77、79布置在卷筒件61、71和管道元件58、68二者的相对侧上，用于承受来自输送管道13、14的张力载荷，但是显然，可采用任何其他数量的联结装置76、78来承受张力载荷。
虽然输送管道13、14的力由滑槽装置59、69和联结支撑件75承受，但是优选地，由于管道元件58、68和卷筒件61、71的未对准(misalignment，不重合)、热膨胀或热收缩、联结装置77、79和管道元件58、68之间的应变差异或通过其他方式，这种载荷不会传递到固定凸缘连接件73、74和管道元件58、68。因此，管道元件58、68可适于能够在如图7中的箭头X1和X2指示的纵向/轴向方向上和/或在如图7中的箭头Y1和Y2指示的横向方向上以有限程度移动。
处理系统15的管道元件58、68优选地支撑在至少一个支撑装置90上，但是优选地支撑在多个处理系统支撑装置90上，该处理系统支撑装置包括下支撑元件93和上支撑元件92，如图7所示。下支撑元件93优选地例如通过焊接、螺栓或任何其他合适的紧固装置牢固地附接到支撑单元12。上支撑元件92优选地例如通过螺栓、一个或多个夹具、通过焊接或任何其他合适的紧固装置附接到管道元件58、68。上支撑元件92搁置在下支撑元件93上。优选地，上支撑元件92设置有基本上平面的上支撑表面53，并且下支撑元件93设置有相应的基本上平面的下支撑表面54，使得上支撑表面53和下支撑表面形成滑动支承件91。因此，管道元件58、68能够响应于来自输送管道13、14作用在管道元件58、68上的力而在基本上水平的方向上移动。
为了限制管道元件58、68在基本上水平方向上的运动范围，可设置至少一个限制挡块98、99、100，其将限制管道元件58、68在管道元件的纵向方向上的运动，即管道元件58、68在管道元件58、68连接到卷筒件61、71的点处的轴向方向上的运动，和/或限制管道元件在管道元件的横向方向上的运动，即基本上垂直于管道元件58、68的纵向方向的方向上的运动。
如图7所示，可通过提供具有第一纵向限制挡块98和/或第二纵向限制挡块99的上支撑元件92来限制管道元件58、68的纵向移动，如箭头X1和X2所示。
图7所示的第一纵向限制挡块98包括基本上竖直的结构元件，其牢固地附接到上支撑元件92，从上支撑元件92向下伸出，使得当输送管道13、14在图7中的箭头X1的方向上推动管道元件58、68时，第一纵向限制挡块98将邻接下支撑元件93。当第一纵向限制挡块98邻接下支撑元件93时，防止管道元件58、68在纵向方向上远离滑槽装置59、69(即在图7中的箭头X1的方向上)进一步移动。
以类似的方式，第二纵向限制挡块99包括基本上竖直的结构元件，其牢固地附接到上支撑元件92，从上支撑元件92向下伸出，使得当在图7中箭头X2的方向上推动管道元件58、68时，第二纵向限制挡块99将邻接下支撑元件93。当第二纵向限制挡块99邻接下支撑元件93时，防止管道元件58、68在图7中箭头X2的方向上进一步移动。
如图7中进一步所示，如箭头Y1和Y2所示，管道元件58、68的横向运动可通过为下支撑元件93提供第一横向限制挡块100和/或第二横向限制挡块(图7中不可见)来限制。
图7所示的第一横向限制挡块100包括基本上竖直的结构元件，其牢固地附接到下支撑元件93，从下支撑元件93向上伸出，使得当在图7中的箭头Y1的方向上推动管道元件58、68时，第一横向限制挡块100将邻接上支撑元件92。当第一横向限制挡块100邻接上支撑元件92时，防止在图7中的箭头Y1的方向上使管道元件58、68进一步在横向方向上进行任何移动。
以类似的方式，与第一横向限制挡块(如上所述，在图7中不可见)相比，位于管道元件58、68的相对侧上的第二横向限制挡块包括基本上竖直的结构元件，其牢固地附接到下支撑元件93，从下支撑元件93向上伸出，使得当在图7中的箭头Y2的方向上推动管道元件58、68时，第二横向限制挡块将邻接上支撑元件92。当第二横向限制挡块邻接上支撑元件92时，防止在图7中的箭头Y2的方向上使管道元件58、68进一步在横向方向上进行任何移动。
允许管道元件58、68在纵向方向上移动的距离在图7中由希腊字母Δ表示。距离Δ可根据各种因素而在不同的安装位置或处理系统15的不同实施方式中改变，该因素例如是作用在输送管道13、14上的力、联结装置77、79的弹性、必须允许的热膨胀和热收缩的程度以及支撑单元12上用于管道元件58、68和处理系统15的其余部分在纵向方向和横向方向上的运动的空间的程度。
在图8中，示出了支撑单元12，其中两个输送管道13、14连接到处理系统15的两个管道元件58、68，其中每个输送管道13、14都用两个具有与上述相同设计的联结系统47、48联结。第一输送管道13与第一联结系统47联结，并且通过第一凸缘连接件73连接到处理系统15的第一管道元件58，第二输送管道14与第二联结系统48联结，并且通过第二凸缘连接件74连接到处理系统15的第二管道元件68。
如上所述，第一联结系统47包括第一滑槽装置59，其中布置有第一输送管道13，而第二联结系统48包括第二滑槽装置69，其中布置有第二输送管道14。第一滑槽装置59和第二滑槽装置69都优选地设计并牢固地附接到支撑单元12，如图2至图7所示并如上文详细描述。
第一联结系统47包括第一卷筒件61，其在其一端牢固地附接到第一输送管道13。在另一端，第一卷筒件61可通过凸缘连接件73连接到处理系统15的第一管道元件58。第二联结系统48包括在其一端牢固地附接到第二输送管道14的第二卷筒件71。在另一端，第二卷筒件71可通过凸缘连接件74连接到处理系统15的第二管道元件68。第一凸缘连接件73和第二凸缘连接件74优选地具有与图2至图7所示和上面详细描述的相同的设计。如上面已经指示的，处理系统15可设计为仅具有分别连接到第一输送管道13和第二输送管道14的第一管道元件58和第二管道元件68。或者，如图1和图8所示，处理系统15可包括具有多个流体互连管道元件的更复杂的管道系统15，该管道元件包括连接到输送管道13、14的管道元件58、68。
第一联结系统47还包括至少一个联结装置，但是优选地包括两个联结装置77、79，该联结装置连接到布置在第一卷筒件61上的相应的卷筒件联结件83、84以及连接到联结支撑件75上的相应的联结件76、78，其中联结支撑件75牢固地附接到支撑单元12。第二联结系统48也包括至少一个联结装置，但是优选地包括两个联结装置77、79，该联结装置连接到布置在第二卷筒件71上的相应的卷筒件联结件83、84以及连接到联结支撑件75上的相应的联结件76、78，其中联结支撑件75牢固地附接到支撑单元12。通常，第一联结系统47和第二联结系统48的联结装置77、79都优选地设计并附接到相应的卷筒件联结件83、84和相应的联结件76、78，如图2至图7所示并如上文详细描述。
此外，如上所述，第一联结系统47和第二联结系统48的联结装置77、79可以是机械保持装置，例如螺丝扣、紧定螺钉、液压张紧器、预定长度的固定杆或能够将张力载荷从第一输送管道13和第二输送管道14传递到支撑单元12的任何其他合适的装置。通常，如图所示布置在第一卷筒件61和第一管道元件58的相对侧上的两个联结装置76、78用于承受来自输送管道13的张力载荷，并且如图所示布置在第二卷筒件71和第二管道元件68的相对侧上的两个联结装置76、78用于承受来自输送管道14的张力载荷，但是显然，可采用任何其他数量的联结装置76、78来承受来自第一输送管道13和第二输送管道14的张力载荷。
现在将更详细地描述图1所示的并且部分地在图8所示的处理系统15。在图1中，示意性地示出了布置在支撑单元12上的处理系统15。处理系统15包括第一管道元件58，其可连接到输送管道13，如图2至图8中详细示出并如上文详细描述。第二管道元件68可连接到输送管道14，如图2至图8中详细示出并如上文详细描述。
在图1中，如部分地在图8所示，处理系统15示意性地示出为布置在支撑单元12上。处理系统包括第一管道元件58，其连接到输送管道13，如图2至图8中详细示出并如上文详细描述。处理系统还包括第二管道元件68，其连接到输送管道14，如图2至图8中详细示出并如上文详细描述。
图1示出了本发明的典型应用，其中，浮动或非浮动设施11可以是承载LNG(液化天然气)的LNG运输船11，支撑单元12可以是浮动单元12，并且接收结构21可以是能够经由浮动单元12从LNG运输船接收LNG和/或经由浮动单元12将LNG运送到LNG运输船11的陆上LNG设施。显然，本发明的浮动或非浮动设施11、支撑单元12和接收结构21的其他构造也是可能的。
第一输送管道13通过如图1所示的第一联结系统47联结到支撑单元12，如图2至图8中详细示出并如上文详细描述。第二输送管道14通过如图1所示的第二联结系统48联结到支撑单元12，如图2至图8中详细示出并如上文详细描述。
第一输送管道13和第二输送管道进一步连接到接收结构21。如图1所示，接收结构可以是陆上结构或设施，但是显然也可布置在海上，作为浮动结构或布置在支腿、码头或固定到海床的一些其他类型的结构上。
应注意，虽然在图1中示出了两个输送管道13、14，但是根据所讨论的项目的要求，可为系统提供任何期望数量的输送管道。
接收结构21可以是接收从支撑单元12通过第一输送管道13和第二输送管道14运送的流体的结构，或者是将流体供给或供应到第一输送管道13和第二输送管道14的结构，随后将该流体运送到支撑单元12。因此，接收结构21可以是浮动或非浮动的海上或陆上终端或任何其他类型的浮动或非浮动结构，其设计为接收通过第一输送管道13和第二输送管道14从支撑单元12运送到接收结构21的流体。接收结构21还可以是浮动或非浮动的海上或陆上终端或任何其他类型的浮动或非浮动结构，其设计为供应流体以通过第一输送管道13和第二输送管道14从接收结构21运送到支撑单元12。还应指出，在每种情况下，根据需要，可将一个或多个联结系统47、48安装在支撑单元12和/或接收单元21上。
处理系统15还可包括第一交叉管22，其通过第一横管连接件23流体连接到第一管道元件58，并且通过第二横管连接件24流体连接到第二管道元件68。因此，流体可从第一管道元件58通过第一交叉管22流到第二管道元件68，或者在相反的方向上流动。在第一交叉管22中优选地设置第一阀装置30，使得可控制流体通过第一交叉管22的流动。
处理系统15还可包括第二交叉管26，其通过第三横管连接件27流体连接到第一管道元件58，并且通过第四横管连接件28流体连接到第二管道元件68。因此，流体可从第一管道元件58通过第二交叉管26流到第二管道元件68，或者在相反的方向上流动。在第二交叉管26中优选地设置第二阀装置31，使得可控制流体通过第二交叉管26的流动。
第一阀装置30和第二阀装置31优选地是市场上可买到的标准阀装置，并且在本文中不进一步描述。第一横管连接件23、第二横管连接件24、第三横管连接件27和第四横管连接件28可由标准的T形联结管道元件形成，该T形联结管道元件将允许流体流过第一管道元件58和/或第二管道元件68和/或第一交叉管22和/或第二交叉管26，这取决于第一阀装置30、第二阀装置31和处理系统15可设置的其他阀装置是如何设置的。
处理系统15优选地还设置有用于紧急情况和/或调节通过处理系统15的流体流的各种阀装置。
第一管道元件58优选地设置有第一货物阀装置39，用于调节通过第一管道元件58的流体流。第一货物阀39优选地在第一管道元件58中布置在第一横管连接件23和第三横管连接件27之间。
此外，第二管道元件68优选地设置有第二货物阀装置40，用于调节通过第二管道元件68的流体流。第二货物阀40优选地在第二管道元件68中布置在第二横管连接件24和第四横管连接件28之间。
第一管道元件58还可以可断开地连接到第一空中软管16。类似地，第二管道元件68可以可断开地连接到第二空中软管17。
通过第一货物阀装置39和第二货物阀装置40以及各自流体连接第一管道元件58和第二管道元件68的第一交叉管22和第二交叉管26的这种布置，在不存在浮动或非浮动设施11的情况下，使得能够实现流体的再循环和/或第一输送管道13和第二输送管道14的预冷却。此外，避免了LNGC存在的冗长的预冷却活动，并且确保了当通过流体输送系统10输送的流体是低温流体(例如LNG)时，第一输送管道13和第二输送管道14和/或第一管道元件58和第二管道元件68不会由于快速输送斜升而骤冷。
如图1中可容易地看到的，通过关闭第一货物阀装置39和第二货物阀装置40并打开第一交叉管22中的第一阀装置30，流体可从接收结构21流动通过第二输送管道14，如箭头C所示，进一步通过第一交叉管22并且通过第一输送管道13回到接收结构21，如箭头B所示。通过逐渐使用较冷的流体，第一输送管道13和第二输送管道14可逐渐冷却，直到其达到不会引起第一输送管道13和/或第二输送管道14的任何骤冷的温度，如果在不预冷却第一输送管道和第二输送管道的情况下输送低温流体通过第一输送管道13和第二输送管道14，则可能发生骤冷。该流动方向显然也可在相反的方向上延伸。
类似地，通过关闭第一货物阀39和第二货物阀40并打开第二交叉管26中的第二阀装置31，流体可如箭头A所示从浮动或非浮动设施11流动通过第一空中软管16，进一步如箭头D所示通过第二交叉管26并通过第二空中软管17回到浮动或非浮动设施11。通过逐渐使用较冷的流体，第一空中软管16和第二空中软管17可逐渐冷却，直到其达到不会引起第一空中软管16和/或第二空中软管17的骤冷的温度，如果在不预冷却第一空中软管和第二空中软管的情况下通过第一空中软管16和第二空中软管17输送低温流体，则可能发生骤冷。该流动方向显然也可在相反的方向上延伸。
当然，当空中软管16、17连接到浮动或非浮动设施11(例如LNG运输船)以输送诸如LNG的低温流体时，可使流体输送系统10预冷却，该流体输送系统将低温流体从浮动或非浮动设施11经由支撑单元12输送到接收结构21。流体可流动通过第一空中软管16，进一步通过支撑单元12上的第一管道元件58，进一步通过第一输送管道13到达接收结构21，然后通过第二输送管道14，进一步通过支撑单元12上的第二管道元件68，进一步通过第二空中软管17并返回到浮动或非浮动结构而返回到浮动或非浮动结构11。此路径在图1中通过按照以下箭头A-B-C-D的顺序来指示。
如果接收结构21储存经由支撑单元12输送到浮动或非浮动结构11的低温流体，则流体输送系统10可以类似的方式预冷却。流体可例如流动通过第二输送管道14、进一步通过支撑单元12上的第二管道元件68、并且进一步通过第二空中软管17到达浮动或非浮动结构11，然后通过第一空中软管16，进一步通过支撑单元12上的第一管道元件58，并且进一步通过第一输送管道13到达接收结构21而返回到接收结构21。此路径在图1中通过按照以下箭头C-D-A-B的顺序来指示。该流动方向显然也可在相反的方向上延伸。
最后，应注意，可通过使流体在相同的方向上流过两个路径来预冷却流体输送系统10，即，通过第一输送管道13-第一管道元件58-第一空中软管16的第一路径以及通过第二输送管道14-第二管道元件68-第二空中软管17的第二路径。因此，流体输送系统10可通过使逐渐更冷的流体在相同的方向上流过这两个路径而预冷却，该方向或者是从接收结构21到浮动或非浮动结构11，或者是在从浮动或非浮动结构11到接收结构21的相反的方向上。
在输送操作期间，如图1中可容易地看到的，通过打开第一管道元件和第二管道元件(58、68)中的所有阀装置33、34、36、37、39、40并且关闭第一交叉管22中的第一阀装置30和关闭第二交叉管26中的第二阀装置31，流体可从接收结构21通过第二输送管道14，进一步通过支撑单元12上的第二管道元件68，并且进一步通过第二空中软管17到达浮动或非浮动结构11而流到浮动或非浮动结构11。同时，流体可从浮动或非浮动结构11流动通过第一空中软管16，进一步通过支撑单元12上的第一管道元件58，并且进一步通过第一输送管道13到达接收结构21。该流动方向显然也可在相反的方向上延伸，但是也可在相同的方向上通过这两个路径。
第一管道元件58可进一步优选地通过第一分离联接件36可断开地连接到第一空中软管16。在任何紧急情况下，第一空中软管16因此可快速地与第一管道元件58断开。类似地，第二管道元件68可优选地通过第二分离联接件37可断开地连接到第二空中软管17。在任何紧急情况下，第二空中软管17因此可快速地与第二管道元件68断开。在危险物质(例如LNG)通过第一空中软管16和第二空中软管17运送并且可能出现紧急情况的情况下，第一空中软管16和第二空中软管17可分别与第一管道元件58和第二管道元件68快速断开是重要的。
第一分离联接件36用于使第一管道元件58和第一空中软管16分离，但是优选地还用于停止流体流过第一管道元件58和第一空中软管16。类似地，第二分离联接件37用于使第二管道元件68和第二空中软管17分离，但是优选地还用于停止流体流过第二管道元件68和第二空中软管17。分离联接件36、37优选地是市场上可买到的标准类型的分离联接件，并且在本文中将不再进一步描述其设计。
图1所示的处理系统15优选地还设有布置在第一管道元件58中的第一紧急关闭阀装置(ESD)33。第一紧急关闭阀装置33，像第一货物阀39一样，优选地在第一管道元件58中布置在第一横管连接件23和第三横管连接件27之间。应注意，第一货物阀39和第一紧急关闭阀装置33布置在第一管道元件58中的顺序(即其相对于第一横管连接件23和第三横管连接件27的相互位置)并不重要。
图1所示的处理系统15优选地还设有布置在第二管道元件68中的第二紧急关闭阀装置(ESD)34。第二紧急关闭阀装置34，像第二货物阀39一样，优选地在第二管道元件68中布置在第二横管连接件24和第四横管连接件28之间。应注意，第二货物阀40和第二紧急关闭阀装置34布置在第二管道元件68中的顺序(即其相对于第二横管连接件24和第四横管连接件28的相互位置)并不重要。
第一紧急关闭阀装置33和第二紧急关闭阀装置34用于在存在紧急情况(例如流体从处理系统15泄漏)的情况下，分别停止流体流过第一管道元件58和第二管道元件68。紧急关闭阀装置33、34优选地是市场上可买到的标准类型的紧急关闭阀装置，并且在本文中将不再进一步描述其设计。
处理系统优选地包括排放系统50，其能够从第一管道元件58、第二管道元件68、第一交叉管22、第二交叉管和处理系统15的可能截留危险流体的任何其他管道元件中的一个、一些或全部排放或移除诸如LNG的流体。第一空中软管16和第二空中软管17优选地从浮动或非浮动结构11排出。类似地，第一输送管道13和第二输送管道14优选地从接收结构21排出。或者，输送管道13、14和空中软管16、17中的任何截留流体可通过将附加的排放管(图中未示出)连接到通气杆(vent mast)49而由排放系统50排出。
排放系统50包括通气杆49和多个连接到通气杆49的管道，使得任何可能截留的流体(例如LNG)可从支撑单元12上的未流体连接到接收结构21或者浮动或非浮动结构11的管道元件58、68、22、23排出。如图1所示，第一排放管102流体连接到通气杆49并在第一排放管连接件108中流体连接到第一管道元件58，并且第二排放管103也流体连接到通气杆49并在第二排放管连接件109中流体连接到第一管道元件58。此外，第三排放管104流体连接到通气杆49并在第三排放管连接件110中流体连接到第二管道元件68，并且第四排放管105流体连接到通气杆49并在第四排放管连接件111中流体连接到第二管道元件68。应注意，根据紧急关闭阀装置33、34和/或分离联接件36、37的布局和存在和/或所输送的流体的特性，例如流体是加压的还是未加压的和/或是爆炸性的还是非爆炸性的和/或是危险的还是不危险的，排放管连接件108、109、110、111可以各种不同的构造布置在处理系统15中。因此，其他构造也将起作用并且能够排出可能截留的流体，在图1中示出了一个实例。
在第一排放管102中设置有第一减压阀42，在第二排放管103中设置有第二减压阀43，在第三排放管102中设置有第三减压阀44，并且在第四排放管105中设置有第四减压阀45。如果处理系统15中的压力增加到不可接受的高水平，则第一减压阀42、第二减压阀43、第三减压阀44和第四减压阀45中的一个、一些或全部将打开，并且使气体分别通过第一排放管102、第二排放管103、第三排放管104和第四排放管105流出。
第一排放管连接件108可例如如图1所示在第一管道元件58中布置在第一紧急关闭阀33和第一货物阀装置39之间。类似地，第三排放管连接件110可例如如图1所示在第二管道元件68中布置在第二紧急关闭阀34和第二货物阀装置40之间。
第二排放管连接件109可例如如图1所示在第一管道元件58中布置在第一分离联接件36和第一货物阀装置39之间。类似地，第四排放管连接件111可例如如图1所示在第二管道元件68中布置在第二分离联接件37和第二货物阀装置40之间。
如上所述，处理系统15优选地包括排放系统50，使得如果需要的话，流体可从处理系统15排出。如果流体输送系统10用于输送加压流体和/或在蒸发时膨胀的流体和/或诸如LNG的危险流体，则这是所希望的。通常，通气杆49优选地连接到第一管道元件58和第二管道元件68以及处理系统15的任何另外的管道元件，使得当货物阀装置39、40和/或紧急关闭阀装置33、34和/或分离联接件36、37关闭时，截留在处理系统15中的任何流体可通过通气杆49排出，或通过接收结构或者浮动或非浮动结构排出。
虽然输送管道13、14的力分别由第一滑槽装置59和第二滑槽装置69以及相应的联结支撑件75承受，但是优选地，由于第一管道元件58与第一卷筒件61和/或第二管道元件68与第二卷筒件71的未对准，或者由于热膨胀或热收缩，或者由于联结装置77、79与管道元件58、68之间的应变差异，或者通过其他方式，这些载荷不传递到第一凸缘连接件73和第二凸缘连接件74以及第一管道元件58和第二管道元件68。因此，第一管道元件58和第二管道元件68可适于能够在纵向方向/轴向方向上水平移动有限程度，如由图7中的箭头X1和X2所指示的，和/或在横向方向上水平移动有限程度，如由图7中的箭头Y1和Y2所指示的。
第一管道元件58和第二管道元件68优选地支撑在至少一个支撑装置上，但是优选地支撑在多个处理系统支撑装置90上，该处理系统支撑装置包括下支撑元件93和上支撑元件92，如图7所示。下支撑元件93优选地例如通过焊接、螺栓或任何其他合适的紧固装置牢固地附接到支撑单元12。上支撑元件92优选地例如通过螺栓、一个或多个夹具、通过焊接或任何其他合适的紧固装置附接到管道元件58、68。上支撑元件92搁置在下支撑元件93上。优选地，上支撑元件92设置有基本上平面的上支撑表面54，并且下支撑元件93设置有相应的基本上平面的下支撑表面54，使得上支撑表面53和下支撑表面形成滑动支承件91。第一管道元件58和第二管道元件68由此能够响应于来自第一输送管道13和第二输送管道14的作用于第一管道元件58和第二管道元件68的力而在基本上水平的方向上移动。因此，整个处理系统15能够响应于通常来自第一输送管道13和第二输送管道14的作用于处理系统15的外力而相对于支撑单元12水平移动。
为了限制第一管道元件58和第二管道元件68在基本上水平方向上的移动范围，可设置至少一个限制挡块98、99、100，其将限制第一管道元件58和第二管道元件68在第一管道元件和第二管道元件的纵向方向上(即第一管道元件58和第二管道元件68在第一管道元件58和第二管道元件68分别连接到第一卷筒件61和第二卷筒件71的点处的轴向方向上)的移动，和/或限制其在横向方向上(即基本上垂直于第一管道元件58和第二管道元件68的纵向方向/轴向方向的方向上)的移动。
如图7所示，通过为至少一个处理系统支撑装置90的上支撑元件92设置第一纵向限制挡块98和/或第二纵向限制挡块99，可限制第一管道元件58和第二管道元件68的纵向移动，如图7中的箭头X1和X2所示。然而，应注意，第一纵向限制挡块和/或第二纵向限制挡块不需要设置在任何处理系统支撑装置90上，而是可单独设置在支撑单元12上。
第一纵向限制挡块98可包括基本上竖直的结构元件，其牢固地附接到上支撑元件92，从上支撑元件92向下伸出，使得当第一输送管道13和第二输送管道14分别在图7中的箭头X1的方向上推动第一管道元件58和第二管道元件68时，第一纵向限制挡块98将邻接下支撑元件93。当第一纵向限制挡块98邻接下支撑元件93时，防止第一管道元件58和第二管道元件68在纵向方向上(即在图7中的箭头X1的方向上)进一步移动离开第一滑槽装置59和第二滑槽装置69。
以类似的方式，第二纵向限制挡块99可包括基本上竖直的结构元件，其牢固地附接到上支撑元件92，从上支撑元件92向下伸出，使得当在图7中的箭头X2的方向上推动第一管道元件58和第二管道元件68时，第二纵向限制挡块99将邻接下支撑元件93。当第二纵向限制挡块99邻接下支撑元件93时，防止第一管道元件58和第二管道元件68在图7中的箭头X2的方向上进一步移动。
如图7中进一步所示，通过为至少一个处理系统支撑装置90的下支撑元件93提供第一横向限制挡块100和/或第二横向限制挡块(图7中不可见)，可限制第一管道元件58和第二管道元件68的横向移动，如图7中的箭头Y1和Y2所示。应注意，第一横向限制挡块和/或第二横向限制挡块不需要设置在任何处理系统支撑装置90上，而是可单独设置在支撑单元12上。
第一横向限制挡块100包括基本上竖直的结构元件，其牢固地附接到下支撑元件93，从下支撑元件93向上伸出，使得当在图7中的箭头Y1的方向上推动第一管道元件58和第二管道元件68时，第一横向限制挡块100将邻接上支撑元件92。当第一横向限制挡块100邻接上支撑元件92时，防止第一管道元件58和第二管道元件68在图7中的箭头Y1的方向上在横向方向上进一步移动。
以类似的方式，与第一横向限制挡块(如上所述，在图7中不可见)相比，位于管道元件58、68的相对侧上的第二横向限制挡块包括基本上竖直的结构元件，其牢固地附接到下支撑元件93，从下支撑元件93向上伸出，使得当在图7中的箭头Y2的方向上推动第一管道元件58和第二管道元件68时，第二横向限制挡块将邻接上支撑元件92。当第二横向限制挡块邻接上支撑元件92时，防止第一管道元件58和第二管道元件68在图7中的箭头Y2的方向上在横向方向上进一步移动。
允许第一管道元件58和第二管道元件68在纵向方向上移动的距离，以及因此允许处理系统15在纵向方向X1-X2上移动的距离，在图7中由希腊字母Δ表示。距离Δ可根据各种因素而从一个安装位置到另一个安装位置变化，该因素例如是必须允许多少热膨胀和热收缩以及在支撑单元12上存在多少空间用于管道元件58、68和处理系统15在纵向方向X1-X2上的运动。虽然在图7中未示出，但是这同样可适用于第一管道元件58和第二管道元件68在横向方向Y1-Y2上的移动。
应注意，上述和图7所示的纵向/轴向限制挡块98、99和横向限制挡块100的实施方式的设计是将与本发明的处理系统15一起工作的设计的实例。然而，存在许多其他设计，其可用于限制处理系统15在支撑元件92上的移动，并且应理解，对处理系统15的移动的限制不限于使用图7所示的设计。
在图9和图10中，示出了流体输送系统10的两种其他可能的构造。
在图9中，示出了本发明的一种构造，其中支撑单元12包括多个桩56，该桩安装在海床55中，如图中清楚示出的。至少一个输送管道13、14(优选地是浮动输送管道)以与上面结合图1至图8描述的相同方式连接到至少一个管道元件58、68。该至少一个输送管道13、14还通过至少一个联结系统47、48联结到支撑单元12，如上面结合图1至图8描述的。将该至少一个管道元件58、68引导到水19中，并且进一步引导到用于通过该至少一个管道元件58、68接收或供应流体的设施(图中未示出)。
在图10中，示出了本发明的一种构造，其中支撑单元12是简化结构，其包括布置在陆地和海洋之间的过渡区域19中的支撑件。如图所示，支撑单元12可以是直接建造在海岸20和/或海床55上的简单的混凝土结构。至少一个输送管道13、14(优选地是浮动输送管道)以与上面结合图1至图8描述的相同方式连接到至少一个管道元件58、68。该至少一个输送管道13、14还通过至少一个联结系统47、48联结到支撑单元12，如上面结合图1至图8描述的。将该至少一个管道元件58、68从支撑单元12引导到岸上，并且进一步引导到用于通过该至少一个管道元件58、68接收或送出流体的设施(图中未示出)。
虽然通过对附图的大部分描述，已将输送管道13、14描述为输送流体，但是应记住，诸如粉末形式的物质的散装材料可通过输送管道13、14和支撑单元12上的处理系统15运送。
现在已经参考本发明的非限制性实例解释了本发明。虽然已经详细描述了本发明及其优点，但是应理解，可对本文公开的实施方式进行各种改变、替换和变更。因此，本领域技术人员将理解，可对此实施方式进行修改和改变，这些修改和改变将在如所附权利要求中限定的本发明的范围内。

Claims (16)

1.一种处理系统(15)，用于经由支撑单元(12)在浮动或非浮动设施(11)和接收结构(21)之间输送流体，其中，所述处理系统(15)包括：
第一管道元件(58)，用于在所述支撑单元(12)上运送流体，
第二管道元件(68)，用于在所述支撑单元(12)上运送流体，
第一交叉管(22)，流体连接到所述第一管道元件(58)和所述第二管道元件(68)，
第二交叉管(26)，流体连接到所述第一管道元件(58)和所述第二管道元件(68)，
第一阀装置(30)，布置在所述第一交叉管(22)中，
第二阀装置(31)，布置在所述第二交叉管(26)中，
第一货物阀装置(39)，设置在所述第一管道元件(58)中，及
第二货物阀装置(40)，设置在所述第二管道元件(68)中。
2.根据权利要求1所述的处理系统，
其中，所述第一货物阀装置(39)在所述第一管道元件(58)中设置在第一横管连接件(23)和第三横管连接件(23)之间，在所述第一横管连接件处，所述第一交叉管(22)流体连接到所述第一管道元件(58)，在所述第三横管连接件处，所述第二交叉管(26)流体连接到所述第一管道元件(58)，并且其中，所述第二货物阀装置(40)在所述第二管道元件(68)中设置在第二横管连接件(24)和第四横管连接件(28)之间，在所述第二横管连接件处，所述第一交叉管(22)流体连接到所述第二管道元件(68)，在所述第四横管连接件处，所述第二交叉管(26)流体连接到所述第二管道元件(68)。
3.根据权利要求1或2所述的处理系统，
其中，所述处理系统(15)的所述第一管道元件(58)适于连接到第一输送管道(13)，并且所述处理系统(15)的所述第二管道元件(68)适于连接到第二输送管道(14)。
4.根据权利要求1至3中的一项所述的处理系统，
其中，所述处理系统(15)包括流体连接到所述第一管道元件(58)的第一空中软管(16)并包括流体连接到所述第二管道元件(68)的第二空中软管(17)，所述第一空中软管和所述第二空中软管(16、17)适于连接到所述浮动或非浮动设施(11)。
5.根据权利要求4所述的处理系统，
其中，所述第一空中软管和所述第二空中软管(16、17)分别通过第一分离联接件(36)和第二分离联接件(37)流体连接到所述第一管道元件(58)和所述第二管道元件(68)。
6.根据权利要求1至5中的一项所述的处理系统，
其中，第一紧急关闭阀(33)设置在所述第一管道元件(58)中，并且第二紧急关闭阀(34)设置在所述第二管道元件(68)中。
7.根据权利要求6所述的处理系统，
其中，所述第一紧急关闭阀(33)在所述第一管道元件(58)中设置在第一横管连接件(23)和第三横管连接件(27)之间，在所述第一横管连接件处，所述第一交叉管(22)流体连接到所述第一管道元件(58)，在所述第三横管连接件处，所述第二交叉管(26)流体连接到所述第一管道元件(58)，并且其中，所述第二紧急关闭阀(34)在所述第二管道元件(68)中设置在第二横管连接件(24)和第四横管连接件(28)之间，在所述第二横管连接件处，所述第一交叉管(22)流体连接到所述第二管道元件(68)，在所述第四横管连接件处，所述第二交叉管(26)流体连接到所述第二管道元件(68)。
8.根据权利要求6或7所述的处理系统，
其中，所述处理系统(15)包括通气杆(49)，所述通气杆在所述第一货物阀装置(39)和所述第一紧急关闭阀(33)之间流体连接至所述第一管道元件(58)，并且在所述第二货物阀装置(40)和所述第二紧急关闭阀(34)之间流体连接至所述第二管道元件(68)。
9.根据权利要求1至8中的一项所述的处理系统，
其中，所述处理系统(15)包括通气杆(49)，所述通气杆在所述第一货物阀装置(39)和所述第一紧急关闭阀(33)中的布置为最靠近所述浮动或非浮动设施(11)的一者的任一侧上流体连接到所述第一管道元件(58)，并且在所述第二货物阀装置(40)和所述第二紧急关闭阀(34)中的布置为最靠近所述浮动或非浮动设施(11)的一者的任一侧上流体连接到所述第二管道元件(68)。
10.一种流体输送系统(10)，用于在浮动或非浮动设施(11)和接收结构(21)之间输送流体，所述流体输送系统包括支撑单元(12)和根据权利要求1至9中任一项所述的处理系统(15)，其中，所述处理系统(15)能移动地支撑在所述支撑单元(12)上。
11.根据权利要求10所述的流体输送系统，
其中，所述流体输送系统(10)包括牢固地安装到所述支撑单元(12)和/或所述处理系统的至少一个处理系统支撑装置(90)，所述至少一个处理系统支撑装置(90)适于允许所述处理系统(15)响应于作用在所述处理系统(15)上的外力而相对于所述支撑单元(12)移动。
12.根据权利要求11所述的流体输送系统，
其中，所述至少一个处理系统支撑装置(90)包括滑动支承件(91)。
13.根据权利要求10至12中的一项所述的流体输送系统，
其中，所述流体输送系统(10)包括至少一个限制挡块(98、99)，所述至少一个限制挡块限制所述处理系统(15)的至少一个管道元件(58、68)相对于所述支撑单元(12)在至少一个方向上的移动。
14.根据权利要求10至13中的一项所述的流体输送系统，
其中，所述处理系统(15)的所述第一管道元件(58)连接到第一输送管道(13)，并且所述处理系统(15)的所述第二管道元件(68)连接到第二输送管道(14)。
15.根据权利要求10至14中的一项所述的流体输送系统，
其中，所述流体输送系统(10)包括：
-第一卷筒件(61)，在一端连接到所述第一输送管道(13)并且在另一端附接到所述第一管道元件(58)，
-第二卷筒件(71)，在一端连接到所述第二输送管道(14)并且在另一端附接到所述第二管道元件(68)，
-第一滑槽装置(59)，附接到所述支撑单元(12)，所述第一输送管道(13)容纳在所述第一滑槽装置(59)中，使得所述第一滑槽装置支撑所述第一输送管道(13)并且承受作用在所述第一输送管道(13)上的竖直力和横向力，
-第二滑槽装置(69)，牢固地附接到所述支撑单元(12)，所述第二输送管道(14)容纳在所述第二滑槽装置(69)中，使得所述第二滑槽装置支撑所述第二输送管道(14)并且承受作用在所述第二输送管道(14)上的竖直力和横向力，
-连接到布置在所述第一卷筒件(61)上的第一卷筒件联结件(83)并连接到布置在牢固地附接到所述支撑单元(12)的联结支撑件(75)上的第一联结件(76)的第一联结装置(77)，以及连接到布置在所述第一卷筒件(61)上的第二卷筒件联结件(84)并连接到布置在所述联结支撑件(75)上的第二联结件(78)的第二联结装置(79)，由此将张力载荷从所述第一输送管道(13)输送到所述支撑单元(12)，
-连接到布置在所述第二卷筒件(71)上的第一卷筒件联结件(83)并连接到布置在牢固地附接到所述支撑单元(12)的联结支撑件(75)上的第一联结件(76)的第一联结装置(77)，以及连接到布置在所述第二卷筒件(71)上的第二卷筒件联结件(84)并连接到布置在所述联结支撑件(75)上的第二联结件(78)的第二联结装置(79)，由此将张力载荷从所述第二输送管道(14)输送到所述支撑单元(12)。
16.根据权利要求15所述的流体输送系统，
其中，所述处理系统(15)的所述第一管道元件(58)通过第一卷筒件(61)连接到所述第一输送管道(13)，并且所述处理系统(15)的所述第二管道元件(68)通过第二卷筒件(71)连接到所述第二输送管道(14)。
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