CN112689596B - 流体产品传输系统 - Google Patents

Abstract

流体产品传输系统(1)，包括流体产品传输管道，其称为第一传输管道(2)，具有多个管段，具有配有联接系统(5)的端部，联接系统构造成将第一传输管道(2)连接至目标导管，系统还包括第一传输管道(2)用的支撑结构(4)，其包括外部分支(43)和安装在基座(42)上的内部分支(41)。第一传输管道(2)包括挠性管段(21)和刚性管段(22)，挠性管段具有悬挂于支撑结构(4)的近端部(210)，刚性管段连接至挠性管段(21)的远端部(211)并在其自由端部配有联接系统(5)，传输系统还包括悬挂装置，悬挂装置构造成在第一端部处通过允许绕竖直轴线和至少一条水平轴线旋转的铰接装置将刚性管段(22)刚性悬挂于外部分支(43)。

Description

流体产品传输系统

技术领域

本发明涉及一种用于传输流体产品、特别是石油或天然气产品的系统或臂。

更具体的说，其是一种传输系统，也称为装载臂，旨在用于向船舱加油或向船舱补给碳氢化合物。这样的装载臂通常安装在补给船的中间平面上，可以连接至系于左舷或右舷的被补给船或接收船或艇。因此，碳氢化合物的补给或传输针对固定设备或浮式设备进行。这种类型的补给操作在业内已知称为“加装燃料”或“加油”。

来自舱的碳氢化合物用作渡轮、集装箱船等类型的船舶机械的燃料。碳氢化合物例如是石油产品、液化石油气(LPG)或液化天然气(LNG)。LNG由于能够减少海上和内河运输的环境足迹，其使用越来越受到青睐。

背景技术

在现有技术中，所使用的装载臂通常是两脚规类型的臂，包括一个或多个挠性或刚性传输管道，还包括用于所述挠性或刚性传输管道的刚性支撑结构。

文献US 2017 005 78 06公开了一种传输系统，该传输系统包括至少一个挠性管道、用于所述挠性管道的支撑结构，该挠性管道具有悬挂于该支撑结构的近端部以及配有构造成连接至目标导管的联接系统的远端部，传输系统还具有可在补给操作或传输操作过程中在联接系统上连续提供张力的缆线或千斤顶，其与支撑结构和联接系统两者都相连。

在这种传输系统中，系统端部通过缆线和绞盘操纵。在补给时，挠性管道因此处于运动中，从而使得难以预测和预期组成传输系统的各种构件的位置(三维相对角度和距离)。此外，使用缆线需要一个或多个操作员作用以最终完成与目标导管的连接。

此外，文献US 2017 005 78 06的联接系统难以或甚至不可能连接至例如位于补给船船体的底部或下部中的目标导管。特别地，当目标导管位于舱门后或位于船体的凹形区域中从而需要侧向接近(从沿着水平面的侧面连接)时，连接是困难的。但是，有时在补给操作时必须进入这些受限区域，无论它们处于低处还是相反地处于高处。

发明内容

本发明旨在解决至少一个上述缺陷。为此，本发明提供了一种具有优化的结构和布置的流体产品传输系统。

因此，本发明涉及一种流体产品传输系统，所述流体产品传输系统包括流体产品用的传输管道，传输管道称为第一传输管道，具有多个管段，并具有配备有联接系统的端部，联接系统构造成将第一传输管道连接至目标导管，所述流体产品传输系统此外还包括用于第一传输管道的支撑结构，支撑结构包括外部分支和安装在基座上的内部分支。第一传输管道包括挠性管段和刚性管段，挠性管段具有悬挂于支撑结构的近端部，刚性管段连接至挠性管段的远端部并在刚性管段的自由端部配备有所述联接系统，所述流体产品传输系统还包括悬挂装置，悬挂装置构造成在悬挂装置的第一端部的位置处，通过允许绕竖直轴线和至少一条水平轴线旋转的两种旋转运动的铰接装置将刚性管段刚性悬挂于外部分支。

因此，传输系统由支撑结构形成的静态部件、以及由挠性管段、刚性管段和联接系统形成的动态部件组成。在补给或装载操作期间，静态部件保持不动。因此，这避免了产生补给船会承受的、会干扰装载行动的应力。

此外，传输系统设计成使得其相对铰接的刚性连接件具有连续性，即在整个传输系统中具有连续性，刚性连接件是以没有任何冗余自由度铰接的。特别地，与在补给期间易于移动的挠性管段连接的刚性管段刚性地连接至外部分支。因此，在装载操作期间，可以容易地对传输系统的各个构件的监视或“监控”，从而跟踪补给船和被补给船这两个船的相对位置。因此，由于整个静态部件是不动的，且传输系统的构件刚性地连接在一起，因此传输系统的各个构件在每个时刻的位置可以仅通过几何计算来确定。这些计算例如可以基于传感器收集的数据来进行。该监视操作是重要的，因为由于船舶在诸如风和涌浪之类的外部作用下的运动，重要的是能够检查传输系统构件在每个时刻的位置，以便将其恢复到适当位置或在必要时触发紧急释放程序。

此外，悬挂装置的自由度可以由致动器驱动或可以不由致动器驱动，这种悬挂装置允许获得通过传输系统的大覆盖区域。特别地，这允许操纵动态部件，允许无需操作员的手动协助就连接至目标导管，包括在需要侧向接近的受限或难以接近的区域里也如此。

最后，由于没有缆线，如此构成的传输系统不需要使用提升设备，例如用于挠性管段的降低辅助或保持系统或绞盘。

根据一个特征，第一传输管道构造成传输低温产品例如液化天然气，并且所述流体产品传输系统包括第二传输管道，第二传输管道用于传输流体产品，优选用于蒸汽返回，第二传输管道包括在第二联接系统上游的第二刚性管段。

根据另一特征，悬挂装置包括在所述第一端部处连接至外部分支的悬挂臂。

根据一个特征，悬挂臂在第二端部处连接至杆，悬挂臂的第二端部是与所述第一端部相对的端部，所述杆在相反两侧通过水平枢转连接件连接至第一传输管道的刚性管段与第二传输管道的刚性管段，悬挂臂和杆一起形成T形。

根据一个特征，第二传输管道的刚性管段通过第二悬挂臂悬挂于外部分支，其中第二悬挂臂经由铰接装置连接至外部分支，两个悬挂臂中的每一个通过两个具有水平轴线的枢转连接件连接至第一传输管道的刚性管段和第二传输管道的刚性管段之一，两个悬挂臂通过横梁彼此连接，横梁与铰接装置形成吊梁并支承两个悬挂臂。

根据一个特征，悬挂装置由第二传输管道的刚性管段的一部分形成，第二传输管道的刚性管段包括能使第二传输管道的刚性管段紧固至第一传输管道的刚性管段的组装装置。

根据一个特征，内部分支通过内部分支的第一端部围绕水平轴线可旋转地安装在基座上，外部分支通过能使外部分支围绕平行于内部分支水平旋转轴线延伸的水平轴线旋转的枢转连接件，在与内部分支的第一端部相对的内部分支的第二端部处连接至内部分支。

根据另一特征，内部分支围绕竖直轴线可旋转地安装在基座上。

根据一个特征，流体产品传输系统包括致动装置，用以致动内部分支和外部分支进行旋转运动。

根据另一特征，流体产品传输系统包括致动装置，用以致动悬挂装置和/或刚性管段进行旋转运动。

根据一个特征，致动装置包括用于致动进行各旋转运动的千斤顶或马达。

根据另一特征，该或每个联接系统包括具有三种旋转自由度的联接器，可选地，在三种旋转自由度中的至少一种旋转自由度中的旋转由致动器致动。

根据一个特征，该或每个联接系统配备有紧急释放系统，紧急释放系统包括使用套环并置的两个阀，阀的打开由至少一个致动器控制，所述至少一个致动器还直接地或间接地控制阀的关闭。

根据另一特征，铰接装置包括具有竖直旋转轴线的滚动轴承，滚动轴承与叉形接头相连，叉形接头通过一枢转连接件连接至外部分支。

根据另一特征，该或每个联接系统包括平衡装置，平衡装置适于将联接器保持在能使其连接至相关的目标导管的位置。

根据另一特征，第二传输管道包括布置在刚性管段和第二联接系统之间的挠性部分。

根据一个特征，第二传输管道包括具有近端部和远端部的挠性管段，远端部是与近端部相对的端部，远端部连接至刚性管段，第一传输管道/或第二传输管道的挠性管段的近端部连接至由内部分支或由外部分支承载的刚性管段。

根据一个特征，所述挠性管段铰接至相关的刚性管段，该相关的刚性管段承载具有两种旋转自由度的相关的联接系统。

根据一个特征，将外部分支连接到内部分支的枢转连接件适于在流体产品传输系统的存放位置能使外部分支折叠到内部分支上。

附图说明

以下描述中仍将体现出本发明的其他特点和优点。

在以非限制性示例方式给出的附图中：

-图1是根据第一实施方式的流体产品传输系统的透视图；

-图2是连接至两个目标导管的图1的传输系统的透视图；

-图3是图1的传输系统的侧视图；

-图4是处于存放位置的图1的传输系统的透视图；

-图5是根据第二实施方式的流体产品传输系统的透视图；和

-图6是根据第三实施方式的流体产品传输系统的透视图。

具体实施方式

图1至图4示出了传输系统或传输臂1的第一实施方式。传输系统1构造成向图中未示出的接收船补给碳氢化合物。

在本文中，参考的是静止位置和装载位置。当传输系统1不在装载或补给碳氢化合物的过程中时，其处于静止位置。例如，如果传输系统1未连接至接收船，就是这种情况。关于装载位置，这对应于传输系统1正由船进行补给的情况。

在该第一示例性实施方式中，传输系统1包括两个流体传输管道2、3和用于管道2、3的支撑结构4。第一管道2或液体管线或产品管道在此构造成将碳氢化合物、特别是LNG从补给船传输到被补给船。在此设置第二管道3或蒸汽管线，用以将在传输期间产生的移动的蒸汽返回到补给船。

当然，管道可以构造成传送其他产品。

支撑结构4之所以由此称呼，是因为其可以承受管道2、3的负荷。支撑结构4可以承接在补给过程中产生的力，而且也可以使管道2、3的质量得到支撑，而无论所述管道2、3处于静止状态还是操作状态。

传输管道2、3包括通过流体密封铰接件彼此连接的多个管段。在该示例性实施方式中，管道2、3各自包括三个管段。管道2包括挠性管段21，挠性管段21在相反两侧各连接至第一刚性管段22和第二刚性管段23。管道3包括挠性管段31，挠性管段31在相反的位置处各连接至第一刚性管段32以及第二刚性管段33。在该示例性实施方式中，第一刚性管段22、32水平地延伸。

支撑结构4包括安装在基座42上的内部分支41，内部分支41在两侧连接至外部分支43。内部分支41包括连接至基座的第一端部410和连接至外部分支43的第二端部411。支撑结构4在此结构上靠近起重机。基座42用于支撑内部和外部分支41、42。在本实施方式中，内部分支41在第一端部410处围绕竖直轴线和水平轴线可旋转地安装在基座42上，以能够升高和降低装载臂1。枢转连接件能使内部分支41和外部分支43之间在第二端部411处连接，并且允许外部分支43围绕平行于内部分支41的水平旋转轴线延伸的水平轴线旋转。

在本文中，参考的是水平和竖直轴线或水平和竖直方向。水平轴线是指属于平行于参考平面的平面的轴线，在该平面上靠置有传输系统、特别是基座42。竖直轴线是指垂直于参考平面的轴线。

每个挠性管段21、31包括悬挂于内部分支41的近端部210、310。在该第一示例性实施方式中，挠性管段21、31的近端部210、310分别连接至第二刚性管段23、33。在该示例性实施方式中，第二刚性管段23、33由内部分支41承载。第一刚性管段22、32分别连接至挠性管段21、31的远端部211、311。

每个挠性管段21、31在远端部211、311的位置处通过各包括两个直角弯头和两个旋转接头、从而允许两种旋转自由度的铰接组件212、312连接至相关的第一刚性管段22、32。每个挠性管段21、31在近端部210、310的位置处通过铰接组件213、313连接到相关的第二刚性管段23、33，铰接组件213、313包括两个直角弯头和一个旋转接头，从而允许在水平平面中的旋转运动。

刚性管段23、33的端部包括两个另外的铰接组件231、331，该另外的铰接组件包括两个接头和两个直角弯头。铰接组件231、331允许内部分支41与基座42之间绕水平轴线和竖直轴线进行旋转运动。

此外，每个第一刚性管段22、32在其自由端部221、321处设置有联接系统5、6。第一刚性管段22、32的联接系统5、6分别用于将管道2、3连接至目标导管10、11，如图2所示。每个联接系统5、6包括联接器50、60，联接器铰接在刚性管段的端部，具有三种旋转自由度，可选地，在三种旋转自由度中的至少一个自由度中的旋转由致动器控制。在该示例性实施方式中，第一管道2的联接系统5是液压联接系统。第二管道3的联接系统6在此是手动联接系统。

刚性管段22、32均设置有本身公知的紧急释放系统51、61(ERS)。紧急释放系统分别布置在每个联接系统5、6的上游。每个紧急释放系统51、61包括两个阀510、610，这两个阀利用套环511、611并置，阀的打开例如由致动器控制。这些阀可以是蝶形阀或球阀或瓣阀。致动器还可以控制阀的关闭。

每个联接系统5、6包括被动的平衡装置52、62例如配重或弹簧，平衡装置构造成将联接器50、60保持在能使其连接至相关的目标导管10、11的位置。

联接系统5、6包括流体密封铰接件，其允许连接至第一刚性管段22、31的自由端部221、321。在所描述的示例性实施方式中，流体密封铰接件是铰接组件53、63，每个铰接组件均由至少一个直角弯头和至少一个旋转接头(此处为低温)组合形成。在所描述的示例性实施方式中，铰接组件53、63包括三个直角弯头和三个旋转接头，它们两两正交，即按三个平移方向取向。

铰接在传输系统的不同构件之间的流体密封铰接件或组件在此为低温旋转接头类型。当然，这些铰接件可以是任何其他类型的、提供围绕相连的铰接件两端部的轴线旋转以及机械力传输和产品流体密封内部传送的铰接件。

在第一实施方式的情况下，对于第一和第二管道2、3中的每一个，旋转接头的数目为八个。铰接组件构造成赋予管道2、3中的每一个以六种自由度：三种平移坐标，以及横滚角、俯仰角、偏航角(欧拉角)，或者作为变型，还包括它们的航海等同航向。

在示例性实施方式中，每个第一刚性管段22、32通过悬挂臂7、8悬挂于外部分支43。悬挂臂7、8在此沿竖向延伸。每个悬挂臂7、8包括第一端部71、81和第二端部72、82，第二端部72、82是与第一端部71、81相对的端部。每个悬挂臂7、8的第一端部71、81通过吊梁9连接至外部分支43。吊梁9包括通过具有竖直轴线的枢转连接件连接的叉形接头安装件91和横梁92。水平的叉形接头安装件91通过具有水平轴线的枢转连接件连接至外部分支43。横梁92通过具有水平轴线的枢转连接件在第一端部71、81处连接至悬挂臂7、8。横梁92在此水平地延伸。悬挂臂8的第一端部81还包括具有竖直轴线的枢转连接件，该枢转连接件构造成适应联接系统5、6之间的间距变化。每个悬挂臂7、8的第二端部72、82，例如通过具有水平轴线的枢转连接件，分别连接至第一刚性管段22、32。

如此构成的传输系统1包括动态部件和静态部件。在该示例性实施方式中，动态部件包括挠性管段21、31、第一刚性管段22、32和联接系统5、6。静态部件包括支撑结构4和第二刚性管段23、33。这样构成的传输系统1可以获得非常大的、特别是竖向的静态包覆区。此外，一旦处于装载位置，传输系统1就能够获得较小的局部动态包覆区，而不必移动静态部件。在装载位置，动态部件是被动式的，也就是说，它是惯性滑行的，并且跟随着由于涌浪导致的被补给船和补给船这两艘船之间的相对运动。

静态包覆区是指被补给船的目标导管相对于传输管道的联接系统、特别是传输系统的连接点的潜在相对位置。目标导管和联接系统之间的间距特别是由于船的尺寸差异以及由于根据负荷程度的吃水线而引起的。

一旦管道的联接系统已经连接至目标导管，也就是说，一旦传输系统处于装载位置，传输系统必须能够跟随由于涌浪引起的运动。局部动态包覆区是指在涌浪的作用下，被补给船的目标导管可以达到的相对位置。

由于存在具有挠性和刚性管段的管道，并且由于存在动态部件和静态部件，因此传输系统1的结构是混合式的。

在所示的第一实施方式中，传输系统1包括致动器或致动件，例如液压千斤顶121、122、123，其能控制传输系统1不同构件的倾斜。在该示例中，传输系统1包括：用于静态部件的三个液压千斤顶121、122、123，构造成控制内部分支41和外部分支43倾斜；用于动态部件的三个液压千斤顶124、125、126，构造成控制悬挂臂7、8、刚性管段22、32以及联接系统5、6的铰接组件。动态部件的三个千斤顶124、125、126在此安装在第一管道2上。此外，传输系统1包括分别用于静态部件和动态部件的两个液压马达131、132。液压马达构造成允许构成传输系统1的不同构件旋转。

用于倾斜和取向的千斤顶124、125、126以及动态部件的液压马达132是可脱离的，以便一旦管道2和3已经连接至目标导管10、11，千斤顶就可以脱离或“惯性滑行”，同时静态部件的致动器保持被锁定以使静态部件跟随补给船的运动。

所有致动器的运行由通过本身公知的任何适当类型的可编程逻辑控制器控制的未示出的液压回路和电路协调。

在一个实施方式中，传输系统1包括传感器，传感器可以连续地检查传输系统1和构成所述传输系统的各种构件的位置。因此，传输系统可以包括角度传感器，角度传感器允许实时测量第一管道2的联接系统5相对于外部分支端部的位置，以及实时测量外部分支端部相对于基座的位置。这允许在传输产品过程中相对于目标导管重新定位外部分支的端部，以在必要时适应船吃水变化，以及如果目标导管的运动接近传输系统的运动极限时，触发传输系统紧急释放程序。作为非限制性示例，传感器可以是接近传感器、倾角计、电位计或编码器。该监视可以与用于连续检查系统位置的控制软件相结合进行，该软件也称为CPMS(意为“实时位置监视系统”)。

在示例性实施方式中，传输系统1包括本地控制面板，本地控制面板包括工业PLC(意指“可编程逻辑控制器”)和HPU(意指“液压动力单元”)。传输系统1还可以包括远程控制装置以及一个或多个液压蓄能器。

传输系统1的连接运动如下。首先，传输系统1从静止位置展开。传输系统1必须布置成足够靠近待补给船，以便将目标导管布置在为连接所述联接系统和目标导管所限定的、动态部件可到达的包覆区内。

在第一阶段，静态部件和动态部件的所有致动器被锁定或操作过。换言之，不能使致动器惯性滑行。接近阶段开始，在该阶段中，静态部件展开，以便将第一管道2的联接系统5放置在接收碳氢化合物(LRV“LNG燃料接收船”)的目标导管10附近。接下来，操作员例如通过远程控制装置，通过移动动态部件并关闭相关的联接系统5，来完成第一管道2或液体管线的连接。

在第二阶段，操作员只对于动态部件的任何致动器允许“惯性滑动”模式。换言之，一旦传输系统已经联接至联接系统5的目标导管10，则内部分支和外部分支的致动装置被锁定，而使悬挂装置的致动装置惯性滑动。使惯性滑动的悬挂装置、在该示例中为吊梁，则可以适应由于浮体在波浪频率下的运动而导致的目标导管相对于外部分支端部的运动。

接下来，连接蒸汽管线3。该步骤可以自动或手动进行。例如，可以借助于提升装置、例如吊车来进行这种连接。蒸汽管线3的联接系统6打开，并且连接到蒸汽用的目标导管11。在示例性实施方式中，提升装置或构件可以形成传输系统的一部分。在没有提升装置的情况下，蒸汽管线3可以被平衡以可由操作者以较小的力来操纵。

在连接或装载阶段，静态部件被锁定并跟随补给船的运动。动态部件惯性滑行，并跟随补给船和被补给船这两艘船之间的相对运动。

一旦补给操作终止，则传输系统1断开连接。通过以相反的顺序执行与对上述连接描述过的相同步骤来执行这种断开连接。一旦断开了连接，就可以存放传输系统1。

通过ERS(“紧急释放系统”)的阀进行紧急释放。释放阀关闭，然后释放由PERC(PERC意为“电动紧急释放环”)环形成的紧急释放联接件。然后，一些构件、特别是相关的联接系统和铰接组件保持与待补给船的连接。

一旦情况变得安全或已排除危险，便再组装紧急释放系统，以便能恢复补给。为此，将传输系统带回到补给船上，以便接纳回收工具例如篮、叉、吊索或螺丝扣，从而允许抓持留在被补给船上的部件。一旦将回收工具放置到位，传输系统将再次展开，以取回传输系统的留在接收船上的部件。在此阶段中，将联接系统5、6紧固在回收工具上，然后将其带到补给船上，以便在传输系统上进行检查和重新组装。因此，ERS的重新组装是在补给船上完全安全且与被补给船无关地进行的。

在本文中描述的传输系统1允许当两艘船保持在预定的动态包覆区内时跟随它们的相对运动。该预定的动态包覆区构成安全极限，使得当达到该极限时，如果与整个静态包覆区兼容，则通过静态部件的位移来重新定位传输系统1，以使相对运动与预定的动态包覆区重合。如果例如在静态包覆区末端部不可能重新定位，则进行传输系统1的紧急释放。

图4示出了根据所述实施方式的处于存放位置的传输系统1。在该存放位置，外部分支43折叠到内部分支上方。联接系统5、6，第一刚性管段22、32和悬挂臂7、8以该顺序设置在基座42的上游。通过连接内部分支41和外部分支43这两个分支的枢转连接件允许外部分支43围绕内部分支41折叠。铰接组件被锁定在存放位置。在存放位置，可接触到联接系统5、6用以进行维护。

图5示出根据本发明第二实施方式的传输系统1’。

如同对于第一实施方式，传输系统1’包括第一管道2’或液体管线、第二管道3’或蒸汽管线、以及支撑结构4’。第一管道2’和支撑结构4’在此与在第一示例性实施方式中描述的相类似，因此对于该实施方式将不会对其进行额外描述。

第二管道3’包括通过流体密封铰接件相互连接的多个管段。在该示例性实施方式中，第二管道3’包括四个管段。管道3’包括一挠性管段31’，其在相反两侧各连接至第一刚性管段32’和第二刚性管段33’。挠性管段34’或第二挠性管段连接至第一刚性管段32’。类似于描述过的第一示例，两个管道2’、3’中的第一刚性管段22’、32’水平延伸。

如对于第一示例性实施方式那样，挠性管段31’在挠性管段31’的近端部310’处连接至第二刚性管段33’。第二刚性管段32’由内部分支41’承载。第一刚性管段32’连接至挠性管段31’的远端部311’。因此，在该实施方式中，三个管段31’、32’、33’与对于第一实施方式描述的那些管段相似。三个管段31’、32’、33’之间以及第二管段33’和基座42’之间的流体密封铰接件以及这些铰接件所允许的自由度也与前述的铰接件和自由度相同。

在该实施方式中，挠性管段34’在其自由端部设置有联接系统6’。如上所述，联接系统6’构造成将管道3’连接至目标导管11。

与第一实施方式相反的是，第二管道3’包括五个旋转接头而不是八个。换言之，挠性管段34’承接三种旋转自由度。刚性管段32’在其端部连接至挠性部件，即挠性管段34’。

这可减轻传输系统的动态部件。此外，借助于挠性管段34’的挠性，这有助于在目标导管10的相反两侧连接至目标导管。

如对于第一实施方式那样，传输系统1’包括叉形接头91’，该叉形接头91’通过具有水平轴线的枢转连接件连接至外部分支43’。叉形接头91’在此连接至包括第一端部71’和第二端部72’的悬挂臂7’。悬挂臂7’在此沿竖向延伸。叉形接头91’在第一端部71’处通过两个具有水平轴线的枢转连接件连接至悬挂臂7’。在该实施方式中，叉形接头91’和悬挂臂7’之间的具有水平轴线的枢转连接件，对应于对第一实施方式中描述的将横梁92和悬挂臂7、8连接起来的具有水平轴线的枢转连接件。叉形接头91’与悬挂臂7’之间的具有竖直轴线的枢转连接件对应于在第一实施方式中描述的叉形接头91与横向构件92之间的具有竖直轴线的枢转连接件。换言之，在两个实施方式中，第一刚性管段通过悬挂装置(在此为悬挂臂)经由铰接装置悬挂于外部分支，该铰接装置允许一种绕竖直轴线的旋转运动和两种绕水平轴线的旋转运动。

悬挂臂7’在第二端部72’连接至杆94’。杆94’在此水平延伸。杆94’通过在每一侧具有水平轴线的枢转连接件而在相反两侧连接至刚性管段22’、32’。悬挂臂7’和杆94’形成T形。悬挂臂7’和杆94’使得刚性管段22’、32’能够悬挂于外部分支43’。

悬挂臂7’和杆94’形成了对于第一实施方式所述的包括由一横梁连接的两个悬挂臂的刚性悬挂件的替代物。

图6示出根据本发明的第三实施方式的传输系统1”。支撑结构4”在此与在第一和第二示例性实施方式中描述的支撑结构相似，因此将对于该实施方式不再进行额外描述。

输送管道2”、3”包括通过流体密封铰接件彼此连接的多个管段。在该示例性实施方式中，管道2”、3”各自包括三个管段。管道2”包括一挠性管段21”，挠性管段21”在相对两侧各连接至第一刚性管段22”和第二刚性管段23”。

与前述实施方式相反地，第二刚性管段23”由内部分支和外部分支承载。第二刚性管段23”包括通过允许两种旋转自由度的流体密封铰接件彼此连接的两个部分23a”、23b”。第二刚性管段23”的第一部分23a”由内部分支41”承载，第二刚性管段23”的第二部分23b”由外部分支43”承载。第二刚性管段23”的连接至基座41”的端部包括两个铰接组件，该铰接组件具有两个接头和两个直角弯头，允许一种绕水平轴线的旋转运动和一种绕竖直轴线的旋转运动的这两种旋转运动。第二刚性管段23”的连接至挠性管段21”上的端部还包括三个铰接组件，该铰接组件具有三个旋转接头和至少三个直角弯头并允许三种旋转运动：两种绕水平轴线的旋转运动和一种绕竖直轴线的旋转运动；相当于球窝接头。

第一挠性管段21”通过允许旋转运动的铰接组件连接至第一刚性管段22”。第一刚性管段22”的自由端部设置有联接系统5”，该联接系统5”构造成连接至目标导管10”。

因此，第一管道2”包括七个旋转接头，其中三个位于静态部件中，四个位于动态部件中。

第二管道3”包括第一刚性管段32”，其在相反两侧连接到挠性管段或挠性部分34”和第二刚性管段33”。

第二管道3”的第二刚性管段33”在此类似于第一管道2”的第二刚性管段23”。

第二管道3”的第一刚性管段32”在此形成为两部分；其中一个部分通常为竖直部分32a”，一个部分通常为水平部分32b”。通常水平和竖直是指额定位置，两个部分32a”、32b”形成可变角度两脚规式件。第一刚性管段32”在竖直部分32a”的上端部320”处、通过允许三种旋转自由度即两个水平方向旋转自由度和一竖直方向旋转自由度的铰接组件连接至第二刚性管段33”。铰接组件包括三个壳体322a”、322b”、322c”，如图6所示，三个壳体围绕直角弯头和旋转接头。壳体322a”或上部壳体连接至外部分支43”。三个壳体322a”、322b”、322c”设置为大致形成L形。三个壳体322a”、322b”、322c”分别允许一绕水平轴线的旋转运动、一绕竖直轴线的旋转运动以及一绕水平轴线的旋转运动。

竖直部分32a”通过允许绕水平轴线的旋转运动的铰接组件连接至水平部分32b”。第一刚性管段32”的两个部分32a”、32b”因此可以移动并且占据对操作者期望的位置。在两个部分32a”、32b”之间形成的角度根据部分32a”、32b”中每个部分所占据的位置而变化。第一刚性管段32”通过允许绕水平轴线的旋转运动的铰接组件在水平部分32b”的下端部连接至挠性管段34”。

因此，第二管道3”包括八个旋转接头，其中四个位于静态部件中，四个位于动态部件中。存在于两个管道2”和3”中的各种铰接组件使得可以扩大传输系统1”的覆盖区域。

第二管道3”的第一刚性管段32”包括组装装置323”，例如万向节，其允许在两个管道22”和32”之间进行一种绕水平轴线的旋转运动和一种绕竖直轴线的旋转运动的这两种旋转运动。组装装置323”允许将第一刚性管段32”紧固至第一管道2”的第一刚性管段22”。第二管道3”、特别是第一刚性管段32”用作第一刚性管段22”的悬挂装置。这使得可以省去在其他描述的实施方式中使用的吊梁和连接至杆的悬挂臂的使用。组装装置323”可设置有千斤顶或马达类型的致动器。如同对于其他两个实施方式，第一刚性管段22”通过悬挂装置(在此是刚性管段32”)经由铰接装置(壳体322a”、322b”、322b”)悬挂于外部分支，该铰接装置允许一种绕竖直轴线的旋转运动和两种绕水平轴线的旋转运动。

第一刚性管段的铰接组件允许多个自由度，从而可以在连接阶段更好地定位管道。部分32a”、32b”的运动可以由致动器324”、325”控制。

在连接阶段，将传输系统1”引向目标导管。第二管道3”通过组装装置323”连接至第一管道2”。第一管道2”连接至相关的目标导管10”。然后将第二管道3”与第一管道2”分离。挠性管段34”最后通过联接系统6”连接至相关的管道11”。

如同对于第二实施方式，挠性管段34”允许在目标导管10”的两侧连接至目标导管11”。

根据第二和第三实施方式的传输系统1’、1”相对于上述根据第一实施方式的传输系统1’具有在前面详述的一些差异。然而，用于连接和用于断开的传输系统1’、1”的运动学保持与对根据第一实施方式的传输系统1所说明的运动学相同。

更一般地，这种传输臂1、1’，1”具有以下特点和优点：

-连接变得安全，不需要人工干预(远程控制)；

-掌控动态包覆区，从而可以在装载过程中吸收涌浪的运动；

-大静态包覆区；

-补给期间运动中的传输系统构件数量少且尺寸小；

-无需使用缆线或绞盘。例如，无需补偿由于风或缆线的张力而产生的作用力。无需紧急释放时通常用于挠性管道的倾倒伴随系统；

-混合传输系统，允许优化其性能。铰接组件的数量限制为每条管线最多八个，而现有技术中的全刚性传输系统则为十个。与现有技术的两脚规式传输系统相比，挠性管段的长度减小了；

-由于存在连续的铰接刚性部件，可通过例如传感器来预测传输系统的行为；

-传输系统的紧凑存放；

-联接系统平衡，允许联接系统可以保持在竖直位置并在允许其与目标导管连接的容差角度内；

-挠性管段使得传输系统的刚性管段、特别是第一实施方式的第一刚性管段能够完全或部分平衡。

-受控的紧急释放；

-在补给船两侧(左舷和右舷)都可以连接；

-传输系统可能连接至浮式存放设备、以及再气化装置(FSRU)或甲烷罐车。

-传输系统也可以连接至甲烷罐车码头或终点。

-铰接组件能实现的各种自由度使传输系统具有大的覆盖区域。各个管段能按不同方向转动，从而可采取不同的位置。

自然地，本发明并不限于上述描述的实施方式。

在另一个示例性实施方式中，传输管道的数量可以不同，例如单一个液体管道或多于两个的管道。

挠性管段可以由包括旋转接头以形成两脚规式件或小链条的管道的铰接刚性管段代替，反之亦然。

传输系统可以在刚性结构的端部处包括摄像机，以便能够监视装载操作，特别是在目标导管的位置处。

Claims (22)

1.一种流体产品传输系统，所述流体产品传输系统包括流体产品用的传输管道，传输管道称为第一传输管道(2；2’；2”)，具有多个管段，并具有配备有联接系统(5)的端部，联接系统构造成将第一传输管道(2；2’；2”)连接至目标导管(10；10”)，所述流体产品传输系统此外还包括用于第一传输管道(2；2’；2”)的支撑结构(4；4’；4”)，支撑结构包括外部分支(43；43’；43”)和安装在基座(42；42’；42”)上的内部分支(41；41’；41”)，其特征在于，第一传输管道(2,2’,2”)包括挠性管段(21；21’；21”)和刚性管段(22；22’；22”)，挠性管段具有悬挂于支撑结构(4；4’；4”)的近端部(210)，刚性管段连接至挠性管段(21；21’；21”)的远端部(211)并在刚性管段的自由端部配备有所述联接系统(5；5’；5”)，所述流体产品传输系统还包括悬挂装置，悬挂装置构造成在悬挂装置的第一端部的位置处，通过允许绕竖直轴线和至少一条水平轴线旋转的铰接装置将刚性管段(22；22’；22”)刚性悬挂于外部分支(43；43’；43”)。

2.根据权利要求1所述的流体产品传输系统，其特征在于，第一传输管道(2,2’,2”)构造成传输低温产品，并且所述流体产品传输系统包括第二传输管道(3；3’；3”)，第二传输管道用于传输流体产品，第二传输管道包括在第二联接系统(6；6’；6”)上游的刚性管段(32；32’；32”)。

3.根据权利要求2所述的流体产品传输系统，其特征在于，悬挂装置包括在所述第一端部(71；71’)处连接至外部分支(43；43’；43”)的悬挂臂(7；7’)。

4.根据权利要求3所述的流体产品传输系统，其特征在于，悬挂臂(7；7’)在第二端部(72；72’)处连接至杆(94’)，悬挂臂的第二端部是与所述第一端部相对的端部，所述杆在相反两侧通过水平枢转连接件连接至第一传输管道的刚性管段与第二传输管道的刚性管段，悬挂臂和杆一起形成T形。

5.根据权利要求3所述的流体产品传输系统，其特征在于，第二传输管道的刚性管段通过第二悬挂臂(8)悬挂于外部分支(43；43’；43”)，其中第二悬挂臂经由铰接装置连接至外部分支(43；43’；43”)，所述悬挂臂和所述第二悬挂臂中的每一个悬挂臂(7；8)通过具有水平轴线的枢转连接件分别连接至第一传输管道的刚性管段和第二传输管道的刚性管段，两个悬挂臂通过横梁(92)彼此连接，横梁与铰接装置形成吊梁(9)并支承两个悬挂臂。

6.根据权利要求3所述的流体产品传输系统，其特征在于，悬挂装置由第二传输管道的刚性管段(32”)的一部分形成，第二传输管道的刚性管段包括能使第二传输管道的刚性管段紧固至第一传输管道(2,2’,2”)的刚性管段的组装装置。

7.根据权利要求6所述的流体产品传输系统，其特征在于，第二传输管道的刚性管段(32”)包括形成可变角度两脚规式件的两个部分(32a”,32b”)。

8.根据权利要求1所述的流体产品传输系统，其特征在于，内部分支(41；41’；41”)通过内部分支的第一端部围绕水平轴线能旋转地安装在基座(42；42’；42”)上，外部分支(43；43’；43”)通过能使外部分支(43；43’；43”)围绕平行于内部分支(41；41’；41”)水平旋转轴线延伸的水平轴线旋转的枢转连接件，在与内部分支的第一端部相对的内部分支的第二端部处连接至内部分支(41；41’；41”)。

9.根据权利要求1所述的流体产品传输系统，其特征在于，内部分支(41；41’；41”)围绕竖直轴线能旋转地安装在基座(42；42’；42”)上。

10.根据权利要求8或9所述的流体产品传输系统，其特征在于，流体产品传输系统包括致动装置，用以致动内部分支和外部分支进行旋转运动。

11.根据权利要求10所述的流体产品传输系统，其特征在于，流体产品传输系统包括致动装置，用以致动悬挂装置和/或所述刚性管段进行旋转运动。

12.根据权利要求11所述的流体产品传输系统，其特征在于，致动装置包括用于致动进行各旋转运动的千斤顶(121；122；123；124；125)或马达(131；132)。

13.根据权利要求1至9中任一项所述的流体产品传输系统，其特征在于，联接系统(5；6)包括具有三种旋转自由度的联接器(50；60)。

14.根据权利要求13所述的流体产品传输系统，其特征在于，在三种旋转自由度中的至少一种旋转自由度中的旋转由致动器致动。

15.根据权利要求1至9中任一项所述的流体产品传输系统，其特征在于，联接系统配备有紧急释放系统(51；61)，紧急释放系统包括使用套环并置的两个阀(510；610)，阀的打开由至少一个致动器控制，所述至少一个致动器还直接地或间接地控制阀的关闭。

16.根据权利要求1至9中任一项所述的流体产品传输系统，其特征在于，铰接装置包括具有竖直旋转轴线的滚动轴承，滚动轴承与叉形接头相连，叉形接头通过一枢转连接件连接至外部分支(43；43’；43”)。

17.根据权利要求13所述的流体产品传输系统，其特征在于，联接系统包括平衡装置(52；62)，平衡装置适于将联接器保持在能使其连接至相关的目标导管的位置。

18.根据权利要求2至5中任一项所述的流体产品传输系统，其特征在于，第二传输管道包括布置在第二传输管道的刚性管段(32’；32”)和第二联接系统(6’；6”)之间的挠性部分(34’；34”)。

19.根据权利要求2至5中任一项所述的流体产品传输系统，其特征在于，第二传输管道(3)包括具有近端部(310)和远端部(311)的挠性管段，第二传输管道的挠性管段的远端部是与第二传输管道的挠性管段的近端部(310)相对的端部，第二传输管道的挠性管段的远端部连接至第二传输管道的刚性管段，第一传输管道/或第二传输管道的挠性管段的近端部连接至由内部分支(41；41’；41”)或由外部分支(43；43’；43”)承载的刚性管段。

20.根据权利要求1至5中任一项所述的流体产品传输系统，其特征在于，所述挠性管段(21；31)铰接至相关的刚性管段，该相关的刚性管段承载具有两种旋转自由度的相关的联接系统。

21.根据权利要求8所述的流体产品传输系统，其特征在于，将外部分支(43；43’；43”)连接到内部分支(41；41’；41”)的枢转连接件适于在流体产品传输系统的存放位置能使外部分支(43；43’；43”)折叠到内部分支(41；41’；41”)上。

22.根据权利要求2至5中任一项所述的流体产品传输系统，其特征在于，第一传输管道(2,2’,2”)构造成传输液化天然气，第二传输管道(3；3’；3”)用于蒸汽返回。