CN203740103U

CN203740103U - 一种海上lng储罐的水上运输系统

Info

Publication number: CN203740103U
Application number: CN201320844545.1U
Authority: CN
Inventors: 彭延建; 肖立; 陈�峰; 毕晓星; 屈长龙; 张超
Original assignee: China National Offshore Oil Corp CNOOC; CNOOC Gas and Power Group Co Ltd
Current assignee: China National Offshore Oil Corp CNOOC; CNOOC Gas and Power Group Co Ltd
Priority date: 2013-12-19
Filing date: 2013-12-19
Publication date: 2014-07-30
Anticipated expiration: 2023-12-19

Abstract

本实用新型公开了一种海上LNG储罐的水上运输系统。所述水上运输系统包括LNG存储模块、动力牵引装置和至少4根缆绳；LNG存储模块包括箱筒基础和设置于箱筒基础之上的沉箱结构；箱筒基础为由顶板和裙板围成的一端开口的空腔结构；空腔结构内设有若干个开口舱；裙板上设有若干个气阀，气阀与开口舱相连通；沉箱结构包括沉箱底板、沉箱侧壁和沉箱顶板，沉箱底板、沉箱侧壁和所述沉箱顶板相连接形成一腔体，腔体用于承载所述LNG储罐；沉箱底板设于所述顶板之上；缆绳的两端分别与LNG存储模块和动力牵引装置相连接。本实用新型一方面可以降低浮运部分本身的重心，另一方面可以减小水平荷载的作用面积，可以很好的规避结构失稳的风险。

Description

一种海上LNG储罐的水上运输系统

技术领域

本实用新型涉及一种海上LNG储罐的水上运输系统，属于液化天然气（LNG）输配技术领域。

背景技术

LNG陆上接收终端面临可利用岸线减少、陆域缺乏、环境要求高等问题，发展LNG水上接收终端的工程化建设是解决这些问题的重要途径。LNG水上接收终端按照结构型式的不同，可以分为浮式和固定式两大类。目前的LNG水上接收终端，多为浮式，它利用在LNG运输船上安装气化设施，然后通过海底管线上岸。固定式的接收终端，国内外目前也只有ExxonMobil公司完成了一项LNG海上固定接收终端工程GBS(Gravity Based Structures)，Ing.Paul V Sullivan，Paul Maynard对GBS接收终端和海上接收模块与陆上接收终端进行了对比，从结构的受力、基础型式、施工周期、造价和技术风险等方面进行了分析；Roger D.Leick对GBS型式的LNG海上接收终端进行了介绍，包括HSE、系泊停泊系统、卸料臂、存储模块、管道系统等；Erwin Loots，Bas Buchner对波浪运动进行了研究，基于模型试验和数值模拟的方法，得到了波浪作用对GBS的影响；Bas Buchner等对浅水域中流体作用造成的GBS影响进行了分析，采用模型试验的方法对流体作用进行了模拟。整体来说，关于固定式的接收终端研究成果和工程化实例还较少，没有对LNG模块的运输系统领域的详细研究。

因工程建设和功能需要，LNG存储系统规模一般都比较大，如LNG储罐、箱涵等，属于大型构件，相应的存储系统构建的下水、拖航和安装构成了运输系统。大型构件一般先在陆地上预制，然后进行水上运输及安装。最常用的是驳船运输系统，包括构件、驳船、吊机及相关设备等，首先将预制好的构件起吊至相匹配的驳船，达到指定地点后，再用吊船进行吊装，GBS接收终端采用的就是此类运输系统；另外一种是自浮运输系统，包括构件、拖轮及相关设备，还系统利用结构自身受到的浮力，首先完成漂浮，然后在拖轮的拖动下，到达指定地点，最后通过注水完成下沉，这种运输系统在桥梁、海上发电等领域得到过应用，但在LNG相关领域，还没有与此类运输系统相关的报导。

考虑到LNG模块的特殊性，采用驳船运输系统的缺点在于：

（1）对于大型构件，尤其是具有一定高度的构件，驳船运输的稳定性较难保证；

（2）吊装时，LNG存储系统受力模式产生变化，容易使结构产生变形或损伤，可能对存储系统的安装及长期安全运营带来不利影响；

（3）吊船和驳船吊装和运输费用高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种海上LNG储罐的水上运输系统，以克服驳船运输系统稳定性、吊装导致存储系统变形损伤以及运输费用等方面的问题。

本实用新型所提供的一种海上LNG储罐的水上运输系统，包括LNG存储模块、动力牵引装置和至少4根缆绳；

所述LNG存储模块包括箱筒基础和设置于所述箱筒基础之上的沉箱结构；

所述箱筒基础为由顶板和裙板围成的一端开口的空腔结构；所述空腔结构内设有若干个开口舱；所述裙板上设有若干个气阀，所述气阀与所述开口舱相连通；

所述沉箱结构包括沉箱底板、沉箱侧壁和沉箱顶板，所述沉箱底板、所述沉箱侧壁和所述沉箱顶板相连接形成一腔体，所述腔体用于承载所述LNG储罐；

所述沉箱底板设于所述顶板之上；

所述缆绳的两端分别与所述LNG存储模块和所述动力牵引装置相连接。

上述的水上运输系统中，所述开口舱可为均匀布置。

上述的水上运输系统中，所述沉箱结构的腔体内设有若干个内支撑，以保证LNG储罐的稳定性；

所述内支撑可为横向支撑、竖向支撑和/或斜撑。

上述的水上运输系统中，所述沉箱侧壁可为双层结构，所述双层结构的腔体内设有保温材料。

上述的水上运输系统中，所述沉箱结构的顶部设有若干个支撑梁，所述沉箱顶板设于所述支撑梁上。

上述的水上运输系统中，所述顶板与所述沉箱底板可为一体成型。

上述的水上运输系统中，所述动力牵引装置可为拖轮。

上述的水上运输系统中，所述缆绳可为钢缆绳；

所述动力牵引装置上设有卷扬机，可通过所述卷扬机控制所述钢缆绳的长度，可以控制LNG存储模块的方向和角度；时刻注意每根钢缆绳受力情况，确保各缆绳受力与计算相吻合，避免缆绳出现不受力的情况；有必要时，可增加一艘拖轮，协助控制。

使用本实用新型水上运输系统进行LNG储罐的运输时，步骤如下：

（1）该水上运输系统的各部分制造（或租赁）完成并就位；

（2）检测航道，保证航道满足该系统中浮运部分（LNG存储模块）的要求；

（3）船坞放水，浮运部分（LNG存储模块）所受浮力大于自重，模块起浮；

（4）按照理论计算的浮运部分（LNG存储模块）开口舱水位情况，结合实际监测结果，及时调整舱内气压，使起浮模块达到动态平衡；

（5）动力牵引装置（拖轮）拖动浮运部分（LNG存储模块）进入航道，严格控制拖轮速度，以免造成模块体系破坏；通过卷扬机调节钢缆绳的长度，可以控制模块浮运的方向和角度；

（6）如有必要，增加一艘拖轮控制模块方向和角度；

（7）水上运输系统牵引至指定位置，通过浮运部分（LNG存储模块）的开口舱向外排气，使浮运部分（LNG存储模块）下沉。

本实用新型海上LNG储罐的水上运输系统具有如下有益效果：

（1）大型构件本身具有相当的重量，如果使用驳船运输，整个体系的重心偏高，在受到水平力作用时（如风荷载、波浪荷载等），容易失稳；针对本发明涉及的LNG模块，结构本身为壳单元结构，与海上平台常用的梁、杆及桁架结构相比，受力面积更大，受水平力作用时的稳定性更难保证；本自浮运输系统，一方面可以降低浮运部分本身的重心，另一方面可以减小水平荷载的作用面积，可以很好的规避结构失稳的风险。

（2）本实用新型中的浮运部分，即LNG存储模块，上部结构外壁为混凝土结构，为了保证结构的正常安装及长期安全运营，一般不考虑承受全截面受拉作用，如果采用驳船运输，运至指定位置吊装时，结构的受力体系发生变化，在构件自重作用下会导致混凝土外壁结构全截面受拉，增大了结构开裂的风险；如果采用自浮运输，整个受力体系不会发生大的变化，在拖轮运输过程中的受力点位置，可以通过增强局部结构刚度，保障结构受力的安全。

（3）本实用新型中的动力牵引装置，采用拖轮即可满足要求，灵活方便。

（4）本实用新型自浮运输系统不包括吊装设备，也不包括驳船，大大降低了传统的驳船运输和吊装费用。

附图说明

图1是本实用新型海上LNG储罐的水上运输系统的结构示意图。

图2是本实用新型海上LNG储罐的水上运输系统的LNG存储模块的结构示意图（顶面）。

图3是本实用新型海上LNG储罐的水上运输系统的LNG存储模块的结构示意图（底面）。

图4是本实用新型海上LNG储罐的水上运输系统的LNG存储模块的剖面图。

图5是本实用新型海上LNG储罐的水上运输系统拖航及安装完毕后LNG存储模块水位变化示意图。

图中各标记如下：

1LNG存储模块、2拖轮、3钢缆绳、4顶板、5裙板、6开口舱、7沉箱底板7、8沉箱侧壁、9沉箱顶板、10LNG储罐、11内支撑、12支撑梁。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明，但本实用新型并不局限于以下实施例。

如图1所示，本实用新型所提供的海上LNG储罐的水上运输系统包括LNG存储模块1、拖轮2和6根钢缆绳3；如图2-图4所示，本发明中的LNG存储模块1包括箱筒基础和设置于该箱筒基础之上的沉箱结构；该箱筒基础为由顶板4和裙板5围成的一端开口的空腔结构，顶板4由钢筋混凝土制成，裙板5由钢板制成。在该空腔结构内设有多个均匀布置的开口舱6，且在裙板5上设有多个气阀（图中未示），气阀与开口舱6相连通，以便于向开口舱6内充气或放气。该沉箱结构包括沉箱底板7、沉箱侧壁8和沉箱顶板9，其中沉箱底板7、沉箱侧壁8和沉箱顶板9相连接形成一个腔体，该腔体用于承载LNG储罐10。其中的沉箱侧壁8为双层结构，在双层结构的腔体内设有保温材料。在沉箱结构的腔体内设有多个内支撑11，这些内支撑11为横向支撑、竖向支撑与斜撑的组合，以保证LNG储罐10的稳定性。沉箱顶板9设于顶板4之上。本发明中，钢缆绳3的两端分别与LNG存储模块1和拖轮2相连接，以为LNG存储模块1提供动力。

本实用新型的水上运输系统，为了增强沉箱的牢固性，在沉箱结构的顶部设有多个支撑梁12，将沉箱顶板9设于支撑梁12上，支撑梁12可采用工字钢制成。

本实用新型的水上运输系统，为了降低成本以及易于建造，可将顶板4与沉箱底板7可为一体成型。

本实用新型海上LNG储罐的水上运输系统的使用过程如下：

（1）LNG存储模块1预制完成后，船坞放水，在此过程中，根据理论计算的结果，严密监测模块起浮时的基础各个开口舱6的水位，监测各舱气压；通过排气或充气，调整舱压，进而达到控制每个舱内水位的目的。

（2）将拖轮2与LNG存储模块1通过相关设备连接，即可为浮运部分提供牵引力，从而达到运输的目的，但浮运部分在预制及运输过程中，受力模式发生变化，必须严密监测由此引起的结构变形，必要时，可以向储罐内注水，以抵制浮力引起的模块底部过大隆起。

（3）在运输过程中，为增强浮运部分漂浮的平衡性，可以增加外侧各开口舱6的气压，降低舱内水位，增大外侧舱体浮力。采用多个隔舱的方法，可以增强基础的强度及整体稳定性，减小基础和储罐的变形，也有利于保持模块起浮后的稳定性。

（4）在运输过程中，通过卷扬机调节钢缆绳的长度，可以控制模块浮运的方向和角度；时刻注意每根钢缆绳受力情况，确保各缆绳受力与计算相吻合，避免缆绳出现不受力的情况；有必要时，可增加一艘拖轮，协助控制。

（5）到达指定位置后，通过开口舱6向外排气，使LNG存储模块1下沉，在此过程中，严格控制下沉速度，使模块均匀下沉，以免造成过大倾斜。

本实用新型海上LNG储罐的水上运输系统拖航及安装完毕后LNG存储模块水位变化示意图如图5所示。

Claims

1.一种海上LNG储罐的水上运输系统，其特征在于：所述水上运输系统包括LNG存储模块、动力牵引装置和至少4根缆绳；

所述沉箱底板设于所述顶板之上；

2.根据权利要求1所述的水上运输系统，其特征在于：所述开口舱为均匀布置。

3.根据权利要求1或2所述的水上运输系统，其特征在于：所述沉箱结构的腔体内设有若干个内支撑；

所述内支撑为横向支撑、竖向支撑和/或斜撑。

4.根据权利要求3所述的水上运输系统，其特征在于：所述沉箱侧壁为双层结构，所述双层结构的腔体内设有保温材料。

5.根据权利要求4所述的水上运输系统，其特征在于：所述沉箱结构的顶部设有若干个支撑梁，所述沉箱顶板设于所述支撑梁上。

6.根据权利要求5所述的水上运输系统，其特征在于：所述顶板与所述沉箱底板为一体成型。

7.根据权利要求6所述的水上运输系统，其特征在于：所述动力牵引装置为拖轮。

8.根据权利要求7所述的水上运输系统，其特征在于：所述缆绳为钢缆绳；

所述动力牵引装置上设有卷扬机，通过所述卷扬机控制所述钢缆绳的长度。