DE19735805A1 - Supplying deep sea-water for use as a cooling and-or heating medium - Google Patents
Supplying deep sea-water for use as a cooling and-or heating mediumInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Bereitstellen von See- oder Meerwasser aus großen Tiefen unterhalb des See- oder Meerwasserspiegels für einen Prozeß oder eine Anlage, bei dem bzw. bei der das See- oder Meerwasser als Kühl- und/oder Heizmedium verwendet wird.The invention relates to a method and an apparatus for providing sea or Sea water from great depths below the sea or sea water level for a process or an installation in which the sea or sea water as Cooling and / or heating medium is used.
Unter dem Begriff "aus großen Tiefen" sei eine Entnahme von See- oder Meerwasser aus Tiefen von mehr als 50 m, vorzugsweise von mehr als 100 m, unterhalb des See- oder Meerwasserspiegels zu verstehen.Under the term "from great depths" is a withdrawal of sea or sea water from depths of more than 50 m, preferably more than 100 m, below the lake or Understand sea water level.
See- oder Meerwasser wird für eine Vielzahl von Prozessen bzw. Anwendungszwecke als Kühl- und/oder Heizmedium, sei es für Kraftwerke, Kernkraftwerke, petrochemische Anlagen, Raffinerien, Erdgasverflüssigungsanlagen, etc. benötigt. So werden z. B. bei der Verflüssigung von Erdgas große Mengen an Kühlwasser benötigt. Sog. offshore-Erdgasverflüssigungsanlagen können Kühlwasser in beliebigen Mengen aus dem Meer entnehmen; auch sog. onshore-Erdgasverflüssigungsanlagen werden vorzugsweise in unmittelbarer Nähe zum Meer errichtet, um mit den benötigten Kühlwassermengen versorgt werden zu können.Sea or sea water is used for a variety of processes or applications as a cooling and / or heating medium, be it for power plants, nuclear power plants, petrochemical plants, refineries, natural gas liquefaction plants, etc. are required. So z. B. in the liquefaction of natural gas requires large amounts of cooling water. So-called. Offshore natural gas liquefaction plants can supply cooling water in any quantities remove from the sea; so-called onshore natural gas liquefaction plants preferably built in close proximity to the sea to meet the needs Cooling water quantities can be supplied.
Für eine Vielzahl der erwähnten Prozesse bzw. Anwendungszwecke ist es von Vorteil, wenn das See- oder Meerwasser mit möglichst geringer Temperatur, d. h. < 15°C, zur Verfügung steht. Oftmals ist es jedoch der Fall, daß die Temperaturen der oberen Schichten eines Sees oder Meeres zu warm sind, um als Kühlmedien Verwendung finden zu können. Hingegen weist das See- oder Meerwasser aus größeren Tiefe im Regelfall die erforderliche geringe Temperatur auf.For a large number of the processes and application purposes mentioned, it is advantageous if the sea or sea water is at the lowest possible temperature, d. H. <15 ° C, for Available. However, it is often the case that the temperatures of the upper Layers of a lake or sea are too warm to use as cooling media to be able to find. On the other hand, the sea or sea water points from a greater depth in the As a rule, the required low temperature.
Bisher wird das See- oder Meerwasser aus großen Tiefen über eine oder mehrere Entnahmeleitungen bzw. Pipelines - im folgenden nurmehr Pipelines genannt - aus dem See- bzw. Meer entnommen. See- oder Meerwasser aus einer Tiefe bis zu einigen hundert Metern weist eine gleichmäßige Temperatur zwischen 4 und 15°C auf, weswegen derartige Pipelines, die bis in genannten großen Tiefen führen, eine entsprechende Länge aufweisen.So far, the sea or sea water from great depths over one or more Extraction lines or pipelines - hereinafter referred to only as pipelines - from taken from the sea or sea. Sea or sea water from a depth up to a few hundred meters has a constant temperature between 4 and 15 ° C, which is why such pipelines, which lead to the great depths mentioned, are one have the appropriate length.
Oftmals wird jedoch auf derartige Pipelines verzichtet und See- oder Meerwasser direkt über einen Tunnel dem Prozeß bzw. der Anlage zugeführt. Die Tunneleingänge liegen hierbei in einer Tiefe zwischen 10 und 60 m unterhalb des See- oder Meeresspiegels. Der begrenzende Faktor für die maximale Tiefe der Eingänge ist im wesentlichen der am Tunneleingang herrschende Wasserdruck. Unterhalb von 60 m werden die beim Tunnelbau notwendigen Sprengungen, mittels derer die Tunnelöffnung geschaffen wird, aufgrund des hohen Wasserdruckes extrem schwierig und kostenintensiv.However, such pipelines and sea or sea water are often omitted fed directly to the process or plant via a tunnel. The tunnel entrances are at a depth between 10 and 60 m below the lake or Sea level. The limiting factor for the maximum depth of the inputs is in essentially the water pressure prevailing at the tunnel entrance. Below 60 m the explosions necessary for tunnel construction, by means of which the Tunnel opening is extremely difficult due to the high water pressure and expensive.
In den Tiefen, aus denen mittels eines Tunnels See- oder Meerwasser entnommen werden kann, schwankt die See- oder Meerwassertemperatur während des Jahres über mehrere Grade. Dies führt zu Zeiten, zu denen die Wassertemperatur vergleichsweise hoch ist, zu einer erhöhten Auslegungstemperatur der Ab kühl- und/oder Kondensationseinrichtung(en) des Prozesses bzw. der Anlage, dem bzw. der das See- oder Meerwasser als Kühl- und/oder Heizmedium zugeführt wird. Desweiteren wird aufgrund dieser Tatsache die Bedienung bzw. Regelung des Prozesses bzw. der Anlage erschwert.In the depths, from which sea or sea water is extracted using a tunnel sea or sea water temperature fluctuates during the year over several degrees. This leads to times when the water temperature is comparatively high, to an increased design temperature of the Ab Cooling and / or condensation device (s) of the process or system, the the sea or sea water is supplied as a cooling and / or heating medium. Furthermore, the operation or control of the Process or the plant difficult.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bereitstellen von See- oder Meerwasser aus großen Tiefen unterhalb des See- oder Meerwasserspiegels für einen Prozeß oder eine Anlage, bei dem bzw. bei der das See- oder Meerwasser als Kühl- und/oder Heizmedium verwendet wird, anzugeben, mittels dessen bzw. mittels derer die erwähnten Nachteile des Standes der Technik vermieden werden können.The object of the present invention is to provide a method and an apparatus for Provision of sea or sea water from great depths below the lake or Sea water level for a process or a plant in which the Sea or sea water is used as cooling and / or heating medium, by means of which or by means of which the mentioned disadvantages of the prior art can be avoided.
Dies wird entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Bereitstellen von See- oder Meerwasser aus großen Tiefen dadurch erreicht, daß über wenigstens eine See- oder Meerwasser-Pipeline See- oder Meerwasser aus einer Tiefe h 2 unterhalb des See- oder Meerwasserspiegels zu einem im wesentlichen ansteigenden Tunnel, dessen niedrig liegender Eingang in einer Tiefe h 1 unterhalb des See- oder Meerwasserspiegels liegt, und durch diesen Tunnel zu dem Prozeß oder der Anlage geführt wird, wobei die Tiefe h 2 größer als die Tiefe h 1 ist. This is in accordance with the inventive method for providing Sea or sea water from great depths achieved that at least one Sea or sea water pipeline Sea or sea water from a depth h 2 below the sea or sea water level to an essentially rising tunnel, its low lying entrance at a depth h 1 below the lake or Sea water level, and through this tunnel to the process or plant is performed, the depth h 2 being greater than the depth h 1.
Für den Fall, daß die Entnahme von See- oder Meerwasser mittels mehrerer Pipelines erfolgt, ist es nicht erforderlich, daß alle Pipelines bis in eine Tiefe h 2 unterhalb des See- oder Meerwasserspiegels hinabreichen. Jedoch sollen auch die Tiefen h 2', h 2'', h 2''' etc., in die die Pipelines hinabreichen größer als die Tiefe h 1 sein.In the event that the extraction of sea or sea water using several pipelines takes place, it is not necessary that all pipelines to a depth h 2 below the Reach sea or sea water levels. However, the depths h 2 ', h 2' ', h 2 '' 'etc., into which the pipelines descend must be greater than the depth h 1.
Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Bereitstellen von See- oder Meerwasser aus großen Tiefen werden die Vorteile der bekannten Verfahrensweisen "Entnahme über Pipeline" und "Entnahme über Tunnel" miteinander kombiniert. Dies hat ein Verfahren zur Folge, daß verglichen mit der Verfahrensweise "Entnahme über Pipeline" billiger ist, da das gesamte Leitungssystem - also Pipeline(s) und Tunnel - mit einer geringeren Pipelinelänge auskommt. Gegenüber der Verfahrensweise "Entnahme über Tunnel" kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens nunmehr eine Bereitstellung von See- oder Meerwasser mit konstanter, jahreszeitunabhängiger Temperatur gewährleistet werden. Die genannten Nachteile aufgrund der jahreszeitlichen Temperaturschwankungen des See- oder Meerwassers werden so beseitigt.According to the inventive method for providing sea or Sea water from great depths are the advantages of the known procedures "Withdrawal via pipeline" and "Withdrawal via tunnel" combined. This has a procedure that compared to the procedure "removal via Pipeline "is cheaper because the entire pipeline system - ie pipeline (s) and tunnel - is included a smaller pipeline length. Compared to the procedure "Withdrawal via tunnel" can now be carried out using the method according to the invention the provision of sea or sea water with constant, season-independent Temperature can be guaranteed. The disadvantages mentioned due to seasonal temperature fluctuations of sea or sea water are so eliminated.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bereitstellen von See- oder Meerwasser, wird das See- oder Meerwasser vor oder unmittelbar bei dem Eintritt in die See- oder Meerwasser-Pipeline(s) von See- und/oder Meeresfauna und -flora gereinigt.According to an advantageous embodiment of the inventive method for Providing sea or sea water, the sea or sea water is in front of or immediately upon entering the sea or sea water pipeline (s) of sea and / or Marine fauna and flora cleaned.
Mittels dieser Maßnahme wird zum einen ein Blockieren der See- oder Meerwasser-Pipe line(s) wirkungsvoll verhindert und zum anderen die Lebensdauer der Pipeline(s) deutlich erhöht.This measure firstly blocks the sea or sea water pipe line (s) is effectively prevented and secondly the lifespan of the pipeline (s) clearly increased.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Bereitstellen von See- oder Meerwasser aus großen Tiefen ist dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens eine See- oder Meerwasser-Pipeline, die bis in eine Tiefe h 2 unterhalb des See- oder Meerwasserspiegels hinabreicht, und wenigstens einen im wesentlichen ansteigenden Tunnel, dessen niedrig liegender Eingang in einer Tiefe h 1 unterhalb des See- oder Meerwasserspiegels liegt, aufweist, daß die See- oder Meerwasser-Pipeline(s) in dem Eingang des Tunnels endet bzw. enden und daß die Tiefe h 2 größer als die Tiefe h 1 ist.The device according to the invention for providing sea or sea water great depths is characterized in that it is at least one sea or Sea water pipeline that goes to a depth h 2 below the lake or Sea level, and at least one essentially rising Tunnel, the entrance of which lies at a depth h 1 below the lake or Sea water level, has that the sea or sea water pipeline (s) in the The entrance to the tunnel ends and that the depth h 2 is greater than the depth h 1 is.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Bereitstellen von See- oder Meerwasser aus großen Tiefen weiterbildend wird vorgeschlagen, daß die See- oder Meerwasser-Pipe line(s) aus einem Polymer-Kunststoff, vorzugsweise aus Polyethylen, PVC oder mit Glasfieber verstärktem Polyester, besteht.The device according to the invention for providing sea or sea water Continuing to great depths, it is proposed that the sea or sea water pipe line (s) made of a polymer plastic, preferably made of polyethylene, PVC or polyester reinforced with glass fever.
Es hat sich gezeigt, daß durch den Einsatz dieser Materialien der Wärmeeinfall in das in der Pipeline strömende See- oder Meerwasser nahezu verhindert bzw. gering gehalten werden kann.It has been shown that the use of these materials causes heat to enter the Sea or sea water flowing in the pipeline is almost prevented or low can be held.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bereitstellen von See- oder Meerwasser ist dadurch gekennzeichnet, daß an der Eintrittsseite der See- oder Meerwasser-Pipeline(s) Einrichtungen zum Filtern von See- und/oder Meeresfauna und -flora angeordnet sind.A further advantageous embodiment of the device according to the invention for Providing sea or sea water is characterized in that at the Entry side of the sea or sea water pipeline (s) facilities for filtering Sea and / or marine fauna and flora are arranged.
Die Erfindung weiterbildend wird vorgeschlagen, der Eingang des Tunnels einen aus Beton und/oder einem äquivalent wirkenden Baumaterial bestehenden "Tunnel-Ver schluß" aufweist, und in dem "Tunnel-Verschluß" Aufnahmeöffnung(en), die der Aufnahme der See- oder Meerwasser-Pipeline(s) dienen, vorgesehen sind.Further developing the invention, it is proposed that the entrance of the tunnel be closed Concrete and / or an equivalent building material "tunnel ver conclusion ", and in the" tunnel closure "receiving opening (s), which the Recording the sea or sea water pipeline (s) are intended.
Hierbei empfiehlt es sich, wenn die in dem Eingang des Tunnels vorgesehenen Aufnahmeöffnung(en) Dichtungen aufweisen.It is advisable here if the provided in the entrance of the tunnel Have receiving opening (s) seals.
Mittels dieser Ausgestaltung wird verhindert, daß wärmeres See- oder Meerwasser, aus der unmittelbaren Umgebung des Tunneleinganges in den Tunnel eindringt, sich in diesem mit dem kühleren See- oder Meerwasser vermischt und dieses erwärmt. Auf derartige Dichtungen kann selbstverständlich dann verzichtet werden, wenn ein "kontrolliertes" Eindringen von wärmeren See- oder Meerwasser in den Tunnel aufgrund der geringen Menge toleriert werden kann.This configuration prevents warmer sea or sea water, penetrates into the tunnel from the immediate vicinity of the tunnel entrance mixed with the cooler sea or sea water and heated. On such seals can of course be dispensed with if a "Controlled" penetration of warmer sea or sea water into the tunnel can be tolerated due to the small amount.
Vorzugsweise wird für diese Dichtungen ein see- und/oder meerwasserbeständiges Material verwendet, um die Lebensdauer der Dichtungen zu erhöhen.A sea and / or sea water resistant is preferred for these seals Material used to increase the life of the seals.
Der erfindungsgemäße Eingang für einen Unterwassertunnel sowie weitere Ausgestaltungen desselben, die Gegenstände von Unteransprüchen darstellen, seien anhand der Fig. 1 und 2 näher erläutert.The entrance according to the invention for an underwater tunnel and further refinements of the same, which are the subject of subclaims, are explained in more detail with reference to FIGS . 1 and 2.
Über eine oder mehrere Pipelines 1 - in der Fig. 1 ist der Übersichtlichkeit halber lediglich eine Pipeline 1 dargestellt - wird das See- oder Meerwasser aus einer Tiefe h 2, die relativ zu dem See- bzw. Meeresspiegel 11 gemessen wird, entnommen. See- oder Meerwasser aus einer Tiefe h 2 bis zu einigen hundert Metern weist eine gleichmäßige Temperatur zwischen 4 und 15°C auf. Die Pipeline 1 besteht vorzugsweise aus einem Polymer-Kunststoff, wie z. B. Polyethylen, PVC, oder mit Glasfieber verstärkter Polyester. Die Pipeline 1 ist mittels geeigneter Vorrichtungen 2, wie z. B. Zementblöcken bzw. -stützen, am See- oder Meeresgrund 3 befestigt bzw. verankert. Der Wärmeeintrag aus dem umgebenden See- bzw. Meerwasser ist aufgrund der o.g. gewählten Materialien gering.Via one or more pipelines 1 - only one pipeline 1 is shown in FIG. 1 for the sake of clarity - the sea or sea water is taken from a depth h 2, which is measured relative to the sea or sea level 11 . Sea or sea water from a depth h 2 up to a few hundred meters has a uniform temperature between 4 and 15 ° C. The pipeline 1 is preferably made of a polymer plastic, such as. As polyethylene, PVC, or polyester reinforced with glass fever. The pipeline 1 is by means of suitable devices 2 , such as. B. cement blocks or supports, attached or anchored to the lake or seabed 3 . The heat input from the surrounding sea or sea water is low due to the materials selected above.
Über die Pipeline 1 wird das See- oder Meerwasser bis auf eine Tiefe h 1, die ebenfalls relativ zu dem See- bzw. Meeresspiegel 11 gemessen wird, zu dem auf der Tiefe h 1 liegenden Eingang 5 des im wesentlichen ansteigenden Tunnels 4 geführt. Im Prinzip könnte der Tunnel 4 auch steigungslos ausgeführt sein; in der Regel jedoch wird er zumindest eine geringe Steigung aufweisen.The pipeline 1 leads the sea or sea water to a depth h 1, which is also measured relative to the sea or sea level 11 , to the entrance 5 of the essentially rising tunnel 4, which lies at depth h 1. In principle, the tunnel 4 could also be constructed without an incline; as a rule, however, it will have at least a slight slope.
Die See- bzw. Meerwassereintrittsseite der Pipeline 1 ist, gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung mit in der Fig. 1 nicht dargestellten Filtereinrichtungen versehen. Diese Filtereinrichtungen verhindern, daß See- oder Meeresfauna und/oder -flora in die Pipeline 1 gelangen und diese mit der Zeit verstopfen und/oder beschädigen. Um das Wachstum einer See- oder Meeresfauna und/oder -flora innerhalb der Pipeline 1 einzuschränken bzw. zu behindern, kann über eine zusätzliche, in der Pipeline 1 vorzusehende, in der Fig. 1 jedoch der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellte Leitung ein geeignetes Gegenmittel, wie z. B. Hypochlonte, in die Pipeline 1 eingebracht werden. Aus diesem Grunde ist z. B. innerhalb der Pipeline 1 eine zusätzliche Leitung, über die das Gegenmittel in die Pipeline 1 eingebracht wird, angeordnet.According to an advantageous embodiment of the invention, the sea or sea water inlet side of the pipeline 1 is provided with filter devices not shown in FIG. 1. These filter devices prevent marine or marine fauna and / or flora from entering the pipeline 1 and clogging and / or damaging it over time. To the growth of a sea or ocean fauna and / or flora limit within the pipeline 1 and to obstruct, 1, however, for clarity's sake not shown, may line an additional, be provided in the pipeline 1, in the FIG., A suitable antidote; such as B. hypochlons, are introduced into the pipeline 1 . For this reason z. B. within the pipeline 1, an additional line via which the antidote is introduced into the pipeline 1 , arranged.
Über den Tunnel 4 wird das entnommene See- oder Meerwasser dem Prozeß bzw. der Anlage, bei dem bzw. bei der das See- oder Meerwasser als Kühl- und/oder Heizmedium verwendet wird, zugeführt. Dazu wird das See- oder Meerwasser 9 im Regelfall zunächst in ein sog. "Becken" 6 geführt. Unter dem Begriff "Becken" ist ein Becken im eigentlichen Sinne des Wortes zu verstehen.Via the tunnel 4 , the removed sea or sea water is fed to the process or the system in which the sea or sea water is used as the cooling and / or heating medium. For this purpose, the sea or sea water 9 is usually first led into a so-called "pool" 6 . The term "basin" is to be understood as a basin in the true sense of the word.
Innerhalb des Beckens ist eine Reinigungsvorrichtung 7 vorgesehen, bei der es sich vorzugsweise um einen rotierenden Korbfilter oder Korbrechen, der mögliche Partikel von einem Eintritt in das Kühl- und/oder Heizsystem abhält, handelt. Mittels wenigstens einer Pumpe 8 wird das See- oder Meerwasser 9 über Leitung 10 dem Prozeß bzw. der Anlage, bei dem bzw. bei der das See- oder Meerwasser als Kühl- und/oder Heizmedium verwendet wird, mit dem gewünschten Druck zugeführt.A cleaning device 7 is provided within the basin, which is preferably a rotating basket filter or basket rake which prevents possible particles from entering the cooling and / or heating system. By means of at least one pump 8 , the sea or sea water 9 is fed via line 10 to the process or system in which the sea or sea water is used as cooling and / or heating medium at the desired pressure.
Neben der bereits erwähnten Abkühlung von z. B. zu verflüssigendem Erdgas kann das See- oder Meerwasser auch der Abkühlung der Verbrennungsluft von Gasturbinen dienen. Durch eine derartige Abkühlung der Verbrennungsluft wird die Leistung der Gasturbinen erhöht, wodurch wiederum eine Erhöhung der Produktionskapazität erzielt werden kann.In addition to the cooling of z. B. can be liquefied natural gas the sea or sea water also cooling the combustion air of gas turbines serve. By cooling the combustion air in this way, the performance of the Gas turbines increased, which in turn increased production capacity can be achieved.
Nach erfolgter Kühlung und/oder Erwärmung des bzw. der zu kühlenden und/oder anzuwärmenden Medien wird das erwärmte und/oder abgekühlte See- oder Meerwasser im Regelfall wieder in den See bzw. das Meer zurückgeführt.After cooling and / or heating of the one or more to be cooled and / or Media to be heated is the heated and / or cooled sea or Sea water is usually returned to the lake or the sea.
Fig. 2 zeigt den "Übergangsbereich" zwischen Pipeline 1 und Tunnel 4. Gemäß einer die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Bereitstellen von See- oder Meerwasser weiterbildenden Ausgestaltung weist der Eingang des Tunnels 4 einen aus Beton und/oder einem äquivalent wirkenden Baumaterial bestehenden "Tunnel-Verschluß" 5 auf. Zur Aufnahme der See- oder Meerwasser-Pipeline(s) 1 sind in dem "Tunnel-Ver schluß" 5 eine oder mehrere Aufnahmeöffnungen 12, die der Aufnahme der See- oder Meerwasser-Pipeline(s) 1 dienen, vorzusehen. Fig. 2 shows the "transition area" between the pipeline 1 and the tunnel. 4 According to one embodiment of the device according to the invention for providing sea or sea water, the entrance to the tunnel 4 has a “tunnel closure” 5 made of concrete and / or an equivalent building material. For receiving the sea or sea water pipeline (s) 1 in the "tunnel closure" 5 one or more receiving openings 12 , which serve to receive the sea or sea water pipeline (s) 1, are provided.
Die Aufnahmeöffnungen 12 weisen vorzugsweise aus einem see- und/oder meerwasserbeständigem Material bestehende Dichtungen auf, um zu verhindern, daß wärmeres See- oder Meerwasser, aus der unmittelbaren Umgebung des Tunneleinganges in den Tunnel eindringt, sich in diesem mit dem kühleren See- oder Meerwasser vermischt und dieses erwärmt.The receiving openings 12 preferably have seals made of a sea and / or sea water-resistant material in order to prevent warmer sea or sea water from entering the tunnel from the immediate vicinity of the tunnel entrance, in the tunnel with the cooler sea or sea water mixed and heated.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: LINDE AG, 65189 WIESBADEN, DE Owner name: STATOIL ASA, STAVANGER, NO |
|
| R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20120301 |