DE2036413C3 - Bauwerk im Meer, das als Behälter für Flüssigkeiten, die leichter als Wasser und nicht wasserlöslich sind, z.B. Erdölderwate, benutzbar ist, und Verfahren zur Benutzung des Bauwerks - Google Patents

Description

sein.

Ferner bezeichnen 5 die wahlweise für öl und für Wasser zu benutzende Pumpe, eine Tauchpumpe 6, deren Förderleitung (auch als Schachtentleerungslei-

tung zu bezeichnen), 7 ein Verteilerventil dieser Druckleitung, das nach Wahl eine Wasserabführleitung 8 oder eine Ölabführleitung 9 öffnet; diese Leitung 9 kann zu einem Tankschiff, einem Vorratsbehälter oder einem anderen ähnlichen Bauwerk im Meer führen.

Zwischen dem Behälter 1 und dem Pumpenschacht befinden sich zwei nach Wunsch zu öffnende oder zu schließende Verbindungsöffnungen 10 und 11 mit Absperrventilen 12 bzw. 13, und zwar die erste dicht

über dem Behälterboden und die zweite etwa auf der halben Höhe des Behälters; die Wahl dieser Höhe ist ein Merkmal der Erfindung.

Zwischen dem Behälter 1 und der Außenseite des Bauwerks, also dem Meer, ist 'licht über dem Behälterbodcn eine Vcrbindungslcilung 14 mit Absperrventil 17 angeordnet. Der Meeresspiegel ist mit 15 bezeichnet.

Schließlich mündet eine Wasserleitung 16 im unteren Teil des Behälters 1; diese Leitung kann mit einem Raum verbunden werden, der entweder reines Wasser cnihält oder Wasser, das bereits durch Berührung oder Mischung mit Öl verunreinigt ist.

In Fi g. 6 sind die beiden Pumpenschächtc mit la und 2 b, die beiden Pumpen mit Sa und 5 b, deren Druckleitungen mit 6a und 6Λ bezeichnet; die Pumpe Sn fordert Öl, die Pumpe Sb Wasser, la und lh sind die Absperrventile der Förderlcitungen 6 α bzw. 6/'. Die 'Öffnung 10 mit Absperrventil 12 leite· Was scr vom Behälter 1 zur Wasserpumpe 5 />; die Ötfnung it mit Absperrventil 13 führt Ol zur Ölpumpe Sa. Auch hier bezeichnen 14 die vom Behälter nach außenbords führende Wasserleitung und 17 deren Absperrventil, ferner 15 den Meeresspiegel und 16 die Wasserleitung, welche je nach Wunsch reines Wasser heranführt oder Schmutzwasser abführt.

Zunächst ist der Wasserstand im Inneren des Behälters 1 gleich dem äußeren Wasserstand 15 im Meer. Um den Behälter das erstemal zu füllen, öffnet

man das Ventil 17 und hält die beiden Abschlußven- tils 7 jeweils wahlweise in die Leitungen 8 oder 9 getilc 12 und 13 geschlossen. Der Behälter I wird dann fördert werden, die Ventile 13 und 12 benutzen, um mit sauberem Meerwasser gefüllt, dessen Standhöhe bei dieser zweiten Ausführungsform Öl stets in den zwischen den Wasserstandshöhen bei Ebbe und Flut Pumpenschacht la und das Wasser in den Pumpenlicel Dann bringt man das zuzuführende Öl durch 5 schacht Ib laufen zu lassen; von den beiden Tauchdie Leitung 3 und den Verteiler 4 in den Behälter 1 pumpen 5« und Sb wird stets eine und dieselbe zum hinein Sobald oder kurz bevor die Trennfläche zwi- Fördern von Öl in die Leitung 9, die andere zum sehen "dem allmählich verdrängten Wasser und dem Fördern von Wasser in die Leitung 8 benutzt, wobei eingefüllten öl das obere Niveau der Leitung 14 er- diese Förderungen abwechselnd durchgeführt werreicht, wird das Abschlußventil 17 geschlossen. Dann io den

kann der Behälter 1 weiter gefüllt werden, wobei die Es kommt also mit Ausnahme des ersten Fullvor-

Verbindungsventile 12, 13 und 17 geschlossen blei- ganges der Behälter 1 niemals mehr in Verbindung ben Die Fig.2 veranschaulicht diesen Füllvorgang; mit dem Meerwasser außerhalb des Bauwerks. Das das öl ist mit 18 und das Wasser mit 19 bezeichnet. Einführen von Wasser und Wiederabfuhren von ver-Am Schluß des Füllvorgangcs ist bei geschlossenem 15 schmutztem Wasser erfolgt stets über einen geschlos-Abschlußventil 17 der Behälter mit öl gefüllt; er ent- senen Förderweg vom Behälter bis zu einem anderen hält lediglich in seinem untersten Teil eine Sicher- Behälter oder einem Tankschiff bzw. einem anderen heitsschicht von Wasser, die wegen der Durchwirbe- Meer-Bauwerk. Fs ist also dafür gesorgt, daß in dem !unc der Flüssigkeiten beim Einfüllvorgang mehr Behälter stets ein Mindest-Flüssigkcitsvolumen zu- oder weniger durch Öl verunreinigt ist. »° riickhlcint. das auf jeden Fall etwas größer als dasje-

IJm das öl aus dem Behälter 1 abzuführen, werden nige Flüssigkcitsvolumcn ist. durch das der Behälter zunächst das Ventil 17 und das untere Ventil 12 ge- unter seinen Benutzungsbcdinguneen und äußeren schlossen gehalten, während das obere Ventil 13 ge- Einflüssen stabil gehalten wird. Maßgebend für dieöffnet wird Dadurch kann unter dem Einfluß der res Mindcst-Flüssigkcitsvolumcn ist die Höhenlage Schwerkraft öl aus dem Behälter 1 in den Pumpen- 25 der Verbindungsöffnung 11 über dem Boden des Beschacht 2 abfließen. Anschließend wird die Tauch- hällcrs 4, d. h. eine die durch die Konstruktion bcpumpe 5 in Betrieb gesetzt, um das in den Pumpen- stimmte, stets gleichbleibende Größe, schacht eingeflossene Öl entweder zu einer Pumpen- Der äußere Umfang des Senkkasten-Behälters

batterie oder in einen öltanker oder in andere See- kann aus einer Doppclwand bestehen, die beiderseits bauwerke zu fördern. Sobald die Standhöhe des Öls 30 einen Zwischenraum 20 begrenzt, den man mit Wassich dem Niveau des Ventils 13 nähert, führt man scr füllen kann; dadurch wird die sichere Abdichtung Wasser in den Behälter 11 über die Leitung 16 ein. zwischen dem zentralen Behälter und dem Meer Dieses Wasser läßt das Niveau des Öls ansteigen, so noch besser gewährleistet. Wenn nämlich Leckstellen daß dieses stetig weiter durch die Verbindung 11 und /.wischen dem zentralen Behälter und dem Zwischendas noch immer offene Ventil 13 in den Pumpen- 35 raum 20 auftreten sollten, würde das nach außen schacht 2 läuft. Dieses öl wird von der Tauch- dringende Öl bis zur Oberfläche des Wassers in dem pumpe 5 ebenfalls in die vorgeschriebene Leitung ge- Zwischenraum 20 aufsteigen, wo es abgezogen werfördert den könnte. Der Zwischenraum 20 könnte auch mit

Wenn der Behälter 1 von öl praktisch völlig ge- fein zerteiltem Material von zumindest der gleichen leert ist und die Wasserstandhöhe im Behälter 1 sich 40 scheinbaren Dichte, wie das Wasser sie besitzt, beidicht unterhalb der Verbindung 11 befindet, kann spielsweise Sand, gefüllt werden, verwenden. Eine man eine neue Füllung durchführen. Zunächst blei- andere Lösung besteht darin, den Zwischenraum 20 ben das Ventil 17 sowie die beiden Ventile 12 und mit einer Mischung von Wasser und Sand zu füllen. 13 noch geschlossen. Der Behälter 1 ist weitgehend Eine solche Füllung wirkt zusätzlich als Stoßdämpmit Wasser gefüllt, dieses steht bis etwa zum Niveau 45 fungsmaterial und schützt den eigentlichen Behälter der Verbindung II. Man öffnet dann das untere im Inneren.

Ventil 12 und beginnt gleichzeitig das Einfüllen von Man kann auch mit Vorteil die äußeren Wandflä-

öl durch die Zuführleitung 3, indem man gleichzeitig chen der Doppelwandung des Senkkastens ganz dicht die Tauchpumpe 5 in Betrieb setzt, um das mit öl abschließen, was erlauben würde, aus dem Zwischenverschmutzte Wasser aus dem Behälter 1 zu abge- 50 raum einen Not-Aufnahmeraum für aus dem Behälschlossenen Vorratsbehältern zu fördern, wobei die ter austretende Flüssigkeit zu machen und ganz ein-Leitung 8 benutzt wird. wandfrei gegebenenfalls zu stellenden Sicherheitsvor-

Das Füllen des Behälters 1 mit öl wird fortgesetzt; Schriften zu genügen.

die waagerechte Flüssigkeitstrennfläche zwischen Die Leitung 14 und ihr Abschlußventil 17, die vor

dem öl und dem Wasser sinkt nach unten, bis sie 55 allem für das leichtere erste Absenken des Senkkaden Bodenteil des Behälters 1 erreicht hat. In diesem stens benutzt werden, sind nicht unentbehrlich, man Augenblick schließt man das Ventil 12 und öffnet kann sie weglassen, wenn man andere bekannte Mkdas Ventil 13; die ganze Einrichtung ist dann wieder tel benutzt, um den Senkkasten bei seinem Anortin der Ausgangstage, bei der man Öl entnehmen bringen und Absenken mit Wasser zu füllen, kann, unter Benutzung der Tauchpumpe S oder der 60 Auch die Verbindungsöffnung 10 und ihr Ab-Förd'erleitung 9. schlußventil 12 könnten entbehrt werden, wenn sie

In der Anordnung nach Fig.6 ist die Benutzungs- nicht vorhanden sind. Die Leitung 16 läßt sich soweise praktisch sehr ähnlich. In diesem Fall kann wohl zum Einführen von Wasser in den Behälter man jedoch, anstatt abwechselnd Wasser und öl in während des Abpumpens des Öls als auch zum Abden Pumpenschacht 2 zu leiten, aus dem sie durch 65 führen des Wassers während des Füllens des Behäldie gleiche Pumpe, aber mit Hilfe des Umschaltven- ters mit Öl benutzen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Bauwerk im Meer, das zumindest teilweise s im Wasser liegt und als Behälter für Flüssigkeiten, die leichter als Wasser und nicht wasserlöslich sind wie Erdöl und seine Derivate — im folgenden kurz »öl« genannt — benutzbar ist und aus zumindest einem Senkkasten besteht, der >° einen dichten Behälter zur Aufnahme von öl, ferner mindestens eine im oberen Teil des Behälters mündende Zuführleitung für öl und zumindest eine im Grund des Behälters mündende Wasserleitung enthält, dadurch gekenn- "-5 zeichnet, daß das Bauwerk zumindest einen Pumpenschacht (2), der mit dem Behälter (1) über zumindest eine durch ein Ventil (13) abschließbare Auslaß-Verbindungsöffnung (I I) in Verbindung steht, die auf einer Höhe liegt, die ao zumindest derjenigen Öl-Standhöhe entspricht, die zur Sicherung der Standfestigkeit des Bauwerks durch Flüssipkeitsballast erforderlich ist, und daß im Bodentcil jedes Pumpenschachtes (2) sich eine Pumpe (5) befindet, die an eine Schacht- as entleerungs- oder Förderleitung (6) angeschlossen ist.

2. Bauwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es dicht über dem Behälterboden zumindest eine Ver'oindungsöffnung (10) zwisehen dem Behälter (1) und dem Pumpenschacht (2) aufweist, die mit eine-*·) Abschlußventil (12) versehen ist.

3. Bauwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schachtentleerungs- oder Förderleitung (6) über zumindest ein Verteilerventil (7) mit einer ersten Leitung (9) für das Abführen von öl und einer zweiten Leitung (8) für das Abführen von Wasser verbunden ist.

4. Bauwerk nach irgendeinem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Wände des Senkkastens durch einen Zwischenraum (20) getrennte Doppehvändc sind und daß der Zwischenraum (20) mit einem Material oder einer Materialmischung einer Dichte gefüllt ist, die gleich oder größer ist als die Dichte von Wasser.

5. Bauwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Wand der Doppelwände öldicht ausgeführt ist, damit der Zwischenraum fi° (20) um den Innenbehälter (1) einen Notaufnahmeraum für austretendes Öl bildet.

6. Bauwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllmaterial, dessen Dichte zumindest gleich der von Wasser sein soll, ein körniges Material, wie z. B. Sand ist, das gleichzeitig als Stoßdämpfungsmaterial wirken kann.

7. Bauwerk nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Senkkasten zumindest einen Entleerungsschacht (2 6) für Wasser und zumindest einen Pumpenschacht (2 a) für gespeichertes öl aufweist, daß diese Schächte mit gesonderten Pumpeinrichtungen (Sb, Sa) versehen sind und der Schacht zum Abpumpen von Wasser (2 b) an seinem unteren Teil mit dem Ilauptbehälter (1) durch eine mit einem Abschlußventil (12) versehene Verbindungsöffnung (10) in Verbindung steht (Fig. 6).

8. Bauwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenschacht (2) an seinem Boden mit dem Behälter (I) über eine Verbindungsöffnung (10) mit einem eingeschalteten Abschlußventil (12) verbunden ist.

9. Verfahren zur Benutzung des Meeres-Bauwerk« nach Ansprüchen 1,3 und 4, für das Aufbewahren von öl, dadurch gekennzeichnet, daß:

a) das an seine BenutzungsstePe gebrachte Bauwerk zur Füllung seines Behälters nach Schließen der Verbindungsventile (11, 12) zwischen dem Behälter (1) und dem Pumpenschacht (2) durch öffnen der nach außenbords führenden Verbindungsleitung (14) mit Meerwasser gefüllt wird, bis das Bauwerk auf dem Meeresgrund aufsitzt, sodann diese Verbindungsleitung (14) geschlossen wird, darauf das ö\ mit Hilfe der ölzuieitung (3, 4), die im oberen Teil des Behälters mündet, in den Behälter geführt und gleichzeitig das entsprechende Volumen von Wasser unten abgezogen wird, bis die Trennfläche zwischen Wasser und Öl in die Nähe des Bodens des Behälters gelangt;

b) zur Entleerung des Behälters das Ventil (13) der Abfluß-Verbindungsöffnung (11) geöffnet und die Förderpumpe (5) eingeschaltet wird, bis durch die Schwerkraft das öl aus dem oberen Teil des Behälters (1) in den Pumpenschacht (2) abgelaufen ist, und sodann Wasser in den Behälter durch die Wasserzuführleitung (16) eingeführt wird, bis d^:e Trennfläche zwischen Wasser und Öl ebenfalls das Niveau der Abflußleitung erreicht, worauf die Förderpumpe nach Leerpumpen des Pumpenschachtes abgeschaltet wird;

c) zum erneuten Füller- des Behälters mit Öl die. Abfluß-Verbindungsöffnung (II), die den Behälter (I) mit dem Pumpenschacht (2) verbindet, geschlossen und gleichzeitig ein entsprechendes Volumen Wasser abgeführt wird, worauf nach dem Entleeren des Wassers die gleichen Verfahrer.sschritte wie unter a) wiederholt werden.

10. Verfahren nach Anspruch 9 zum Aufnehmen oder Aufbewahren von Öl in dem Meeresbauwerk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zum gleichzeitigen Abführen von Wasser zusammen mit dem Einfüllen von öl das Ventil (12) der den unteren Teil des Pumpenschachtes (2) üiit dem Behälter (1) verbindenden Verbindungsöffnung (10) geöffnet und das Wasser mittels der Pumpe (5) in die Abführleitung (6) gepumpt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9 zum Aufbewahren von Öl in dem Mecrcsbauwcrk nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zum Abführen von Wasser bei gleichzeitigem Einfüllen von öl das Ventil (12) der Vcrbindungsöffnunj; (10) zwischen dem unteren Teil des Wasserpumpenschachles (2 ft) und dem Behälter (1) geöffnei und das Wasser durch die Wasserpumpe (S b] und die zugehörige Wasserabführlcitung (6 b] weggefördert wird.

12. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 9, 10 und II. dadurch gekennzeichnet

daß das aus dem Pumpenschacht (5 bzw. 5 b) geförderte Wasser in einen gesonderten geschlossenen Raum gefördert wird, aus dem es erneut in das Bauwerk eingeführt wird, wenn aus diesem öl entnommen wird.

Die Erfindung betrifft ein Bauwerk im Meer, das zumindest teilweise im Wasser liegt und als Behälter für Flüssigkeiten, die leichter als Wasser und nicht wasserlöslich sind wie Erdöl und seine Derivate — im folgenden kurz »Öl« genannt — benutzbar ist und aus zumindest einem Senkkasten besteht, der einen dichten Behälter zur Aufnahme von öl, ferner mindestens eine im oberen Teil des Behälters mün dende Zuführleitung für öl und zumindest eine im Grund des Behälters mündende Wasserleitung enthält.

Das bekannte Bauwerk dieser Art (deutsche Patentschrift 1 037 371) hat keine eigene Pumpe; es ist auch an seiner Oberseite durch eine f »ste Decke verschlossen, also allseitig geschlossen; bei ihm muß, wenn Öl entnommen werden soll, das Öl von dem aus dem Meere hereindrangenden Wasser in die ölabfuhrleitung gedruckt werden; und bei ihm wird, wenn öl zugeführt wird, das Wasser vom öl ins Meer gedruckt.

Diese Bauart hat mehrere unerwünschte Eigenschaften. Erstens ist die Abgabe des ölverschmutzten Wassers ins Meer unerwünscht, ja normalerweise unzulässig. Und zweitens muß die Behälterdecke, damit das Meer das öl in die Ölabführleitung drücken kann, unterhalb des Meeresspiegels liegen, und dadurch wird die lichte Behälterhöhe, also das Behältervolumen sehr begrenzt.

Die Erfindung soll diese Schwierigkeiten beheben. Erfindungsaufgabe ist, die Ölfüllung des Behälters — bei gegebener Grundfläche des Bauwerks — beliebig groß, also den Behälter beliebig hoch zu machen, dabei aber die Wasserfüllung nur so «roß zu machen, wie um der Standfestigkeit des Bauwerks willen erforderlich ist, und die ölabgabe aus dem Behälter vom Druck des Meerwassers, d. h. vom Meerwasserstand, unabhängig zu machen.

Dies wird erfindungsgcmaß dadurch erreicht, daß das Bauwerk zumindest einen Pumpenschacht, der mit dem Behälter über zumindest eine durch ein Ventil abschließbare Auslaß-Verbindungsöffnung in Verbindung steht, die auf einer Höhe liegt, die zumindest derjenigen Ül-Standhöhe entspricht, die z-ir Sicherung der Standfestigkeit des Bauwerks durch Flüssiekcitsballast erforderlich ist, und daß im Bodenteii jedes Pumpenschachles sich eine Pumpe befindet, die an eine Schachtcntleerungs- oder Förderleitung angeschlossen ist.

Es kann jetzt dank der Pumpe der Behälter beliebig hoch, also das Ülfassungsvermögen beliebig groß gemacht und ferner das Schmutzwasser an einen beliebig weit entfernten Ort, wo ein geeigneter Schmutzwasserbehälter vorhanden sein oder geschaffen werden mag, gefördert werden und durch beliebig hohe Anordnung der Auslaß-Verbindungsöffnung die Wasserfüllung u.id somit die Standfestigkeit des Behälters beliebig gewählt werden.
Diese Standfestigkeit des auf dem Meeresgrund abgesenkten 3auwerks darf nicht mit der Stabilität des schwimmenden Bauwerks verwechselt werden. Diese Stabilität des schwimmenden Bauwerks beim Absenken auf dem Meeresgrund zu sichern, was durch wasserdichte Unterteilung (Formstabilität) oder durch festen Ballast (Gewichtsstabilität) geschehen kann, gehört nicht zu dieser Erfindung.

Die Zeichnung zeigt in senkrechten Schnitten zwei Ausführungen des erfindungsgemiißen Bauwerks, ίο nämlich in Fig. I bis 5 mit nur einem Pampenschacht und nur einer Pumpe, wahlweise für Öl und Wasser dienend, und in F i g. 6 mit zwei Pumpenschächten und Pumpen, getrennt für öl und Wasser und zwar in
Fi g. 1 noch ohne Füllung,

F i g. 2 während der ersten Füllung,

F i g. 3 am Ende der eirsten Füllung,

F i g. 4 während der ersten Entleerung,

F i g. 5 während der zweiten und jeder der daraufao folgenden Füllung,

F i g. 6 noch ohne Füllung.

bs bezeichnen 1 den Behälter, 2 den Pumpenschacht und 3 eine ölzuf^'irleitung mit einem Verteilerkopf 4. Im Behälter kanu in üblicher Weise ein auf der Füllung schwimmendes Dach angeordnet