CN1946606B - 并列式碳氢化合物转移系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种系泊系统，包括用于容纳碳氢化合物的第一容器(2)，所述第一容器(2)在其头部和/或尾部处具有横向臂(7)和流体转移装置(18)包括连接至第一容器(2)上的罐(19)的管路和用于连接到第二容器(2)上的联结端部，第二容器与第一容器并排地系泊并且经由至少一根缆线(11)连接，从其头部沿容器的长度方向延伸至臂(7)的系泊端部，臂的所述系泊端部基本上位于第二容器的纵向中线上或附近，其特征在于，臂在使用过程中位于固定位置，拉力元件连接到缆线(11)上，从而一旦第二容器(3)相对于臂(7)发生相对运动，就在缆线(11)上施加拉力，力元件允许第二容器(3)的预定的最大位移。流体转移装置包括从第一容器的一侧向上延伸的架(60)，所述架围绕沿容器的长度方向延伸的第一铰链轴(61)铰接地连接，围绕沿容器的长度方向延伸的第二轴(66)铰接地连接到架(60)的上端的横向臂(65)，置于横向臂(65)的一个端部上的配重(67)和由横向臂(65)支撑的垂直流体管路(73)，所述垂直管路在其联结端部具有连接构件以连接到第二容器(3)上，垂直管路(73)沿容器的长度方向移动与预定的最大位移相对应的距离。

Description

并列式碳氢化合物转移系统
技术领域
本发明涉及一种系泊系统，包括用于容纳碳氢化合物的第一容器，所述第一容器在其头部和/或尾部处具有横向臂和流体转移装置，所述流体转移装置包括连接至第一容器上的罐上的管路和用于连接到第二容器上的联结端部，第二容器与第一容器并排系泊并且可以经由缆线连接，从其头部沿容器的长度方向延伸到臂的系泊端部，臂的所述系泊端部基本上位于第二容器的纵向中线上或是其附近。
背景技术
这种系泊系统可以从EP 1 413 511中已知，其中显示了永久地系泊的容器和罐容器的并列式的系泊配置，罐容器经由横向臂连接到永久地系泊的容器上，横向臂从永久系泊的容器上延伸。罐经由无弹性的系泊线系泊到臂上，而臂围绕垂直轴弹性地铰接。活塞在臂上提供了恢复力，并且在使用过程中当容器在缆索上施加拉力时允许臂的枢转。当容器位于臂上方时，它可以自由地旋转离开容器。
已知的系泊系统具有一旦罐相对于永久系泊的容器沿长度方向漂移罐的位置就将沿侧向方向改变的缺点。用于碳氢化合物的卸载臂需要形成相对较大的漂移。
发明内容
本发明的目的是提供一种上述类型的并列式系泊系统，它可以在相对的巨浪状况下连接两个容器并且允许容器保持在界定的相对位置中而从在巨浪状态下将碳氢化合物从一个容器转移到另一个容器。
本发明的另一个目的是提供一种系泊系统，它能在碳氢化合物在巨浪状态下转移过程中保持稳定的配置和相对大的安全距离。
本发明的另一个目的是提供一种系泊系统，它使用碳氢化合物转移管路或多个管路的船身中部位置而不会受到大的漂移。
为此依照本发明的系泊系统的特征在于：
-臂在使用过程中处于固定位置，拉力元件连接到缆线上，从而一旦第二容器相对于臂相对运动，就在缆线上施加拉力，所述力元件允许第二容器的预定的最大位移，
-流体转移装置，包括从第一容器的一侧向上延伸的架，所述架围绕沿容器的长度方向延伸的第一铰链轴铰接地连接，围绕沿容器的长度方向延伸的第二轴铰接地连接到架的上端的横向臂，置于横向臂的一个端部上的配重和由横向臂支撑的垂直流体管路，垂直管路在其联结端部具有连接构件以连接到第二容器上，垂直管路沿容器的长度方向移动与预定的最大位移相对应的距离。
通过使用在使用过程中不能旋转的横向系泊臂，第二容器在沿长度方向移动时将不能沿侧向方向移动。第二容器上的恢复力由仅仅沿容器的长度方向作用的力元件施加，这样就不会导致侧向运动。因此可以实现巨浪状态(例如浪高3-3.5米)中的稳定系泊而保持两个容器之间的最小安全距离。
横向系泊臂可以例如具有10米或更多的长度，这样两个容器之间的距离就可以为相同的数量级。保持容器之间相对大的距离会分开碳氢化合物的存储体积，这在容器之一发生意外时很有利，并且可以避免容器的相互作用和在容器之间形成波浪。当没有容器系泊到臂上时，臂可以朝停放位置枢转。
因为依照本发明的系泊配置非常稳定并且两个容器的相对运动非常小，所以碳氢化合物转移臂将受到相对小的漂移。碳氢化合物转移臂的垂直管路可以是柔性管路、刚性管或其组合。因为容器的相对位移是有限的，所以垂直管路需要以例如容纳这种相对小的位移的方式移动。这导致转移管路的有利的力分布和动力学且具有降低的磨损和维修。沿长度方向，由于系泊的第二容器的漂移导致的变化的系泊位置或第二容器的改变的尺寸和加载-卸载歧管的变化的位置可以由垂直管路的位移吸收。
优选的是，拉力元件连接在支撑垂直流体转移管路的架和容器之间用于控制架的倾斜，并且枢转力元件连接至架及其横向臂用于使横向臂相对于架的枢转。
依照本发明的流体转移装置有利地容纳两个容器之间的下列静止不对准：
-由于载体系泊是在流体转移装置和载体上的加载歧管之间具有纵向偏移而导致的不对准，
-由于载体上的加载歧管相对于载体的侧面的横向位置而导致的摇摆偏移，
-载体歧管相对于第二容器上的流体转移装置的垂直高度的变化。
同样，静态变化可以被依照本发明的流体转移装置以有效的方式吸收，例如容器在加载-卸载过程中吃水的变化。
一旦垂直管路沿容器的长度方向移动，倾斜力元件就将枢转流体转移装置的架以补偿垂直管路的所获得的垂直位移。架的枢转还将导致横向校正来校正由于沿长度方向位移导致的摇摆不对准。
在一个实施例中，横向系泊臂可枢转地连接至锚定到海底的系泊点。这样，随风向改变方位点就在系泊配置中置于两个容器之间并且当没有载体并排系泊时与第一容器成一直线，且容器响应于风向和水流导致的力围绕随风向改变方位点转动。
附图说明
下面将参照附图详细说明依照本发明的系泊系统的一些实施例。附图中：
图1显示了本发明的系泊系统的顶视图，系泊系统包括浮动存储和再气化装置(FSRU)和系泊LNG载体，
图2显示了图1的FSRU的侧视图，
图3和4显示了系泊系统的示意顶视图，系泊系统包括横向臂，横向臂具有随风向改变方位(weathervaning)系泊点，
图5显示了包括两个横向系泊臂的实施例，
图6a-6e示意性地显示了依照本发明的两个容器的停泊过程，
图7和8分别显示了位于FSRU的头部和尾部的横向系泊臂的细节，
图9-11显示了作用在横向系泊臂末端的缆索上的拉力元件的不同实施例，
图12和13分别显示了用于在容器之间保持预定间距的软轭架防碰装置和液压防碰装置，
图14和15显示了依照本发明的流体转移装置的透视图，
图16-18显示了流体转移装置的第一实施例的图示，其中转移管路包括刚性钢管，并且
图19显示了依照本发明的流体转移装置的第二实施例的图示，其中垂直转移管路包括柔性软管。
具体实施方式
图1显示了系泊系统1，系泊系统1包括浮动存储和再气化装置(FSRU)2和并排系泊的LNG载体3。FSRU 2经由外部转塔4系泊到海底上，而外部转塔4经由锚索5锚定到海底上。横向系泊臂7连接到FSRU的侧面。系泊臂7可以围绕铰链点8旋转至停放位置，在该停放位置，它平行于FSRU的长度方向。在系泊臂7的操作位置，它锁定在适当的位置，这样就不能围绕铰链点8旋转。
载体3在载体的头部9处在中心线10的高度处连接至系泊臂7。缆索11连接至拉力元件12以在缆索11上施加张力。拉力元件12可以是恒定张力的绞盘、液压缸、配重或适于在缆索11上施加力的其它力元件。出于对安全和冗余的考虑，系泊臂7可以配设有多个拉力元件和缆索。载体3在尾部经由至少一根锚索14系泊到FSRU 2上。防碰装置15、16保持在容器2、3之间的预定距离例如10米或更多。如图2所示，防碰装置15、16可以包括从FSRU上的支柱上悬挂下来的缆线22，承受水平面下方的配重块23。弹性构件24连接至缆线上以接触载体3，这样在其接近FSRU 2时就会在其上施加侧面恢复力。
配设了流体转移装置18来将FSRU上的LNG罐19连接到载体3上的罐20上。转移装置18包括一个或多个垂直流体转移管路25，流体转移管路25在其端部具有联结构件26用于将流体加载/卸载歧管连接到载体3上。垂直转移管路25可以沿FSRU 2的长度方向移动一段距离，该距离对应于缆索11、14允许载体沿长度方向的相对漂移。
如图2中所示，拉力构件12包括缆线27和浸没的配重29，缆线27和配重29经由臂7端部上的滑轮30连接到缆索11上。
在图3中显示了系泊臂7配设有转塔31，转塔31经由锚索5锚定到海底上。当没有载体与FSRU 2并排系泊时，流体转移装置18和防碰装置15、16就基本上平行于FSRU的长度方向铰接进入停放位置。臂7锁定在适当的位置，这样转塔31就位于载体2的头部且位于中线32上。
如图4所示，当载体与FSRU并排系泊时，臂7围绕铰链点8旋转以与FSRU成横向地延伸，并且锁定在适当的位置。转塔31以及因此随风向改变方位点位于容器2、3之间。
在图5的实施例中，可以在铰链点8’旋转的附加的系泊臂7’位于FSRU 2的尾部。载体3在尾部处在臂7’的末端经由缆索11’连接到拉力构件12’上。在本实施例中不需要防碰装置来保持载体3和FSRU 2之间的预定距离。
在图6a中显示了将LNG载体3与FSRU 2并排的停泊次序的第一阶段。臂7连接到转塔4上，并且FSRU对准风向。缆线33连接到臂7的端部，并且由拖船34拉动，这样臂7就与FSRU 2的长度方向成横向地旋转以锁定在该位置中。拖船35沿侧向方向推FSRU的尾部，这样FSRU就围绕转塔4旋转并且与载体3平行对准。
防碰装置15、16与FSRU成横向地延伸。连接到臂7端部的拉力元件12上的缆索11在图6b中连接到载体3的头部上，并且系泊线14连接到FSRU 2的尾部以及载体3上，如图6c所示。拖船34从侧向朝FSRU 2推动载体3直至载体3接触防碰装置15、16而缆索11、14缩短，例如通过将它们分别缠绕在FSRU 2上和拉力元件12上的绞盘上。
在载体已经被放入如图6d所示的适当系泊位置之后，流体转移装置18如图6e中所示连接以将LNG从FSRU上的罐19中转移到载体3上的罐20中。
在图7中更详细地显示了臂7。缆索11从载体3上的绞盘39经由臂7的端部上的滑轮37延伸至FSRU 2上的绞盘40。图8显示了FSRU 2的尾部和载体3的类似的构造。
在图9中，液压缸41置于臂7的端部以在缆索11上施加拉力。在图10的实施例中，缆线27和浸没的配重29经由臂7的端部上的滑轮30连接到缆索11上。在图11中，多个浸没的链条43在一侧连接到FSRU 2上并且在另一侧连接到缆线27的端部，而缆线27经由滑轮30连接到缆索11上。链条43充当防波堤并且防止在容器2、3之间建立波。
在图12中显示了用于保持载体3和FSRU 2之间预定距离的软轭架防碰装置。三角形架50从连接到FSRU上垂直架52上的臂51上悬挂下来。在架50末端的磁性或真空生成板54会连接到载体3的船体53上。在图13的实施例中，液压缸55经由铰链轴58连接至FSRU 2上的支架59。液压缸的端部连接到配重57上。
在图14中详细显示了流体转移装置18。架60在支柱62、62’中连接到FSRU的甲板上，例如将围绕轴61铰接。液压缸63控制架60的倾斜。多个横向臂64、65连接到架60的顶部，围绕轴66枢转，沿容器2、3的长度方向延伸。横向臂64、65在一个端部支撑配重67并且在它们的另一个端部支撑垂直支撑臂68。垂直支撑臂68可以围绕沿横向臂64、65的长度方向延伸的轴69旋转。连接至FSRU上的罐19的硬管70经由沿着架60的转体71延伸。横向管部分72沿着横向支撑臂64、65延伸，并且经由两个转体74、75连接到垂直管路73上。垂直管路的联结端部77连接至罐2上的歧管78。
在图16和作为示意图的图17中给出了架60，架60经由垂直于图纸平面延伸的铰链轴61连接到FSRU的甲板上。液压缸63控制架60的倾斜并且在一个端部80连接到FSRU的甲板上且其另一个端部连接到架60上。横向臂65围绕垂直于图纸的平面延伸的铰链轴64铰接地连接到架60上。垂直支撑臂68从横向臂65的端部上悬挂下来，从而可在铰链81中围绕平行于臂65延伸的轴69铰接，并且可在铰链83中围绕垂直于图16的平面延伸的轴82铰接。
在图18中，以示意的方式显示了支架(并因此转移管路)的成行的转体81、91和92(总共三个)和离开平面的转体61、64、83和93(总共四个)。垂直管路73的联结端部77包括拉入线绞盘82和拉入线83以连接至载体上的歧管78。
在图19的实施例中，柔性软管100从横向臂65上悬挂下来，软管在其端部包括联结装置101以连接至载体2上的歧管。
代替FSRU，容器可以包括动力设备，动力设备具有碳氢化合物储存箱和电力发电机或气体液化和液化气存储厂。

Claims (13)

1.一种系泊系统，包括用于容纳碳氢化合物的第一结构和位于第一结构上的流体转移装置，所述流体转移装置具有联结端部来连接到与第一结构并排系泊的容器上，其特征在于，所述流体转移装置包括从第一结构的一侧向上延伸的架，围绕沿第一结构的长度方向延伸的轴铰接地连接到架的上端的第一横向臂，放置在第一横向臂的一个端部上的配重和由第一横向臂支撑的垂直流体管路，所述垂直管路在其联结端部具有连接构件以连接到容器上，所述垂直管路可沿第一结构的长度方向移动。
2.如权利要求1所述的系泊系统，其特征在于，所述垂直管路包括刚性管，所述刚性管经由转体连接到第一横向臂上，所述转体具有旋转轴，所述旋转轴沿第一横向臂方向延伸。
3.如权利要求1或2所述的系泊系统，其特征在于，所述架围绕沿容器的长度方向延伸的轴铰接地连接到第一结构上，倾斜力元件连接在架和容器之间以用于控制架的倾斜，并且枢转力元件连接到架和第一横向臂上以用于使第一横向臂相对于架枢转。
4.如权利要求1或2所述的系泊系统，其特征在于，所述第一结构包括第二横向臂，所述第二横向臂在使用过程中固定在适当的位置上，力元件连接到缆线上，所述缆线基本上沿容器的长度方向延伸到容器的头部，从而一旦容器相对于第二横向臂产生相对运动就在容器上施加拉力。
5.如权利要求4所述的系泊系统，其特征在于，所述力元件包括液压缸。
6.如权利要求4所述的系泊系统，其特征在于，所述力元件包括恒定张力绞盘。
7.如权利要求4所述的系泊系统，其特征在于，所述力元件包括配重，所述配重连接缆线上，所述缆线从第二横向臂的系泊端部附近的滑轮延伸到容器的头部。
8.如权利要求7所述的系泊系统，其特征在于，所述配重位于水的平面下方。
9.如权利要求4所述的系泊系统，其特征在于，所述第二横向臂在铰链点连接到容器上并且能够枢转至停放位置，所述第二横向臂在该停放位置基本上沿容器的长度方向放置。
10.如权利要求4所述的系泊系统，其特征在于，所述第二横向臂可枢转地连接至锚定到海底上的系泊点。
11.一种系泊系统，包括用于容纳碳氢化合物的第一容器，所述第一容器在其头部和/或尾部处具有第二横向臂，和流体转移装置(18)，所述流体转移装置(18)包括连接到第一容器上的罐上的管路(25)和用于连接到第二容器上的联结端部(26)，第二容器与第一容器并排系泊并且可以经由至少一根缆线连接，所述缆线从第二容器头部沿第一和第二容器的长度方向延伸到第二横向臂的系泊端部，第二横向臂的所述系泊端部基本上位于第二容器的纵向中线上或是其附近，其特征在于，
-第二横向臂在使用过程中处于固定位置，拉力元件连接到缆线上，从而一旦第二容器相对于第二横向臂相对运动，就在缆线上施加拉力，所述拉力元件允许第二容器的预定的最大位移，
-流体转移装置包括从第一容器的一侧向上延伸的架，所述架围绕沿第一和第二容器的长度方向延伸的第一铰链轴铰接地连接，围绕沿第一和第二容器的长度方向延伸的第二轴铰接地连接到架的上端的第一横向臂，放置在第一横向臂的一个端部上的配重和由第一横向臂支撑的垂直流体管路，所述垂直管路在其联结端部具有连接构件以连接到第二容器上，所述垂直管路沿第一和第二容器的长度方向可移动与预定的最大位移相对应的距离。
12.如权利要求11所述的系泊系统，其特征在于，所述垂直管路包括刚性管，所述刚性管经由转体连接到第一横向臂上，所述转体具有旋转轴，所述旋转轴沿基本上垂直于第一和第二容器的长度方向的第一横向臂方向延伸。
13.如权利要求11或12所述的系泊系统，其特征在于，倾斜力元件连接在架和第一容器之间以用于控制架的倾斜，并且枢转力元件连接到架和第一横向臂上来控制第一横向臂相对于架的枢转。
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