DE2510552C3 - Verfahren zum Absenken eines schwimmfähigen Hohlkörpers und Hohlkörper zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zum Absenken eines schwimmfähigen Hohlkörpers und Hohlkörper zur Durchführung des VerfahrensInfo
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- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
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- E02D15/08—Sinking workpieces into water or soil inasmuch as not provided for elsewhere
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- E02B17/02—Artificial islands mounted on piles or like supports, e.g. platforms on raisable legs or offshore constructions; Construction methods therefor placed by lowering the supporting construction to the bottom, e.g. with subsequent fixing thereto
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Absenken eines schwimmfähigen Hohlkörpers, insbesondere eines
Stützfußes einer Arbeitsplattform od. dgl., in große Wassertiefen durch Ballastieren mit Wasser, wobei die
Druckdifferenz zwischen dem auf den Hohlkörper wirkenden äußeren Wasserdruck und dem Innendruck
durch Erzeugung eines Gasdruckes in dem Hohlkörper minimiert wird, indem im Hohlkörper Flüssiggas mittels
des zugeführten Wassers verdampft wird, sowie einen Hohlkörper zur Durchführung des Verfahrens.
Es ist bekannt, in Gewässern zu stationierende Arbeits- und Produktionsplattformen an Land, z. B. in
einer Werft, nahezu vollständig fertigzustellen und sie anschließend auf Hohlköpern, die zunächst als
Schwimmkörper dienen, an den Aufstellungsort zu schleppen.
Am Aufstellungsort werden dann die Hohlkörper so gefluchtet, daß die Plattform die gewünschte Lage
einnimmt und sich gleichzeitig so weit absenkt, bis sie eine geeignete Höhe über der Wasseroberfläche
eingenommen hat. Insbesondere bei sehr großen Plattformen werden dabei die Hohlkörper in Wassertiefen
abgesenkt, bei welchen während des Absenkvorganges die Druckdifferenz zwischen dem außen auf den
HohlkörDer wirkenden Wasserdruck und dem Innendruck des noch nicht vollständig gefluteten Hohlkörpers
über die Belastbarkeitsgrenze der Hohlkörperwandung ansteigt
Zur Druckkompensierung ist es bekannt, den
> Gasdruck im Innern des Hohlkörpers durch Druckluft, erzeugt von Kompressoren an der Wasseroberfläche,
entsprechend der jeweiligen Wassertiefe zu erhöhen. Hat der Hohlkörper seine endgültige Position erreicht,
so wird er gewöhnlich geflutet, so daß keine
in Druckunterschiede zwischen dem Innern und dem
Äußern des Hohlkörpers auftreten. Da bei großen Plattformen auch das Volumen der Hohlkörper
entsprechend groß ist, muß während des Absenkvorganges oft in kurzer Zeit eine große Menge Druckluft in
ι' die Hohlkörper gepumpt werden, was jedoch leistungsstarke
und besonders kostspielige Kompressorenanlagen erfordert.
Neben solchen mit Druckluft zur Druckkompensierung arbeitenden Tauchverfahren ist aus der DE-OS
23 12 014 außerdem bereits ein Verfahren zum Absenken eines Betonbehälters großer Abmessungen bekannt,
bei dem die Druckdifferenz zwischen dem auf den Betonbehälter wirkenden äußeren Wasserdruck und
dem Innendruck durch Verdampfen von Flüssiggas
2ϊ erreicht wird, indem das Flüssiggas aus einem außerhalb
des Betonbehälters angeordneten Speicherbehälter in eine in dem Betonbehälter befindliche wäßrige Lösung
eingeleitet wird. Mit diesem Verfahren kann zwar der Einsatz von Kompressoren an der Wasseroberfläche
W zur Drucklufterzeugung und von kostspieligen Verbindungsleitungen
zwischen den Kompressoren und dem abzusenkenden Behälter umgangen werden, jedoch
wird es statt dessen notwendig, die Verwendung eines gesonderten, mit dem abzusenkenden Behälter über
y> Zuleitungs- und Einleitungssysteme in Verbindung
stehenden Speicherbehälters für Flüssiggas vorzusehen. Dabei muß, um eine ausreichende Absenkgeschwindigkeit
eines großen Hohlkörpers zu ermöglichen, die Zuleitung vom Speicherbehälter zum Hohlkörper für
4i) ein schnelles Überleiten des Flüssiggases entsprechend
dimensioniert sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zum Absenken
eines schwimmfähigen Hohlkörpers zu entwickeln,
-<> welches den Druckausgleich zwischen Außen- und
Innendruck des Hohlkörpers auf einfache Weise weitgehend ohne Hilfsmittel ermöglicht, so daß mit
wesentlich geringerem apparativen Aufwand als bei den bisher bekannten Verfahren gearbeitet werden kann.
■">" Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst,
daß das Flüssiggas vor dem Absenken in den Hohlkörper gefüllt wird.
Durch das Einfüllen des Flüssiggases vor dem Absenken in den Hohlkörper vereinfacht sich der
)> apparative Aufwand gegenüber bekannten Verfahren
erheblich, da dann weder Kompressoren mit entsprechenden Verbindungsleitungen zu den abzusenkenden
Hohlkörpern noch ein gesonderter mit einem abzusenkenden Hohlkörper über Zuleitungs- und Einleitungssy-
wi sterne in Verbindung stehender Speicherbehälter
eingesetzt werden muß.
Ist der Hohlkörper als isolierbehälter ausgebildet, was z. B. einfach durch Ausschäumen der Hohlkörperwandungen
mit einem Schaumstoff geschehen kann, so
h"> kann ein derartig präparierter Hohlkörper dann schon
vor dem Abtransport, z. B. im Hafen, mit Flüssiggas aufgetankt werden, was im Gegensatz zur Auffüllung
des Hohlkörpers auf See den zusätzlichen Einsatz eines
Flüssiggastankers erspart
Da die Hohlkörperwandung nicht absolut gasundurchlässig sein muß, kann der Hohlkörper aus Beton
bestehen.
Als in den Hohlkörper vor dem Absenken einzufüllendes
Flüssiggas kann flüssiger Stickstoff, welcher relativ billig ist und aufgrund seiner chemischen
Reaktionsträgheit keine Verseuchung des Meeres oder der Atmosphäre zur Folge hat, verwendet werden. Es
können jedoch auch andere Flüssiggase, wie z. B. Helium, mit noch geringerer Verdampfungswärme, als
die des flüssigen Stickstoffs, zur Anwendung kommen.
Die Druckgaserzeugung während des Absenkens kann bei einem derartigen Verfahren in besonders
einfacher Weise dadurch erfolgen, daß in das im Hohlkörper befindliche Flüssiggas während des Absenkens
Wasser eingeleitet wird. Auf diese Weise kann die für den Phasenübergang des Flüssiggases vom flüssigen
in den gasförmigen Zustand zur Erzeugung eines Indruckes benötigte Wärmemenge, mit der das
Flüssiggas bei dem jeweils vorliegenden, der Wassertiefe entsprechenden Druck verdampft wird, weitgehend
vollständig aus dem Meereswasser entnommen werden, so daß Kosten für die Wärmeerzeugung entweder ganz
entfallen oder zumindest sehr gering gehalten werden können.
Bei diesem Verfahren findet ein vollständiger Wärmetausch zwischen dem Wasser und dem Flüssiggas
statt, wobei bei der Verwendung tiefkalter Flüssiggase das in den Hohlkörper eingeleitete Wasser
gefriert; jedoch kann die zur vollständigen Verdampfung des Flüssiggases notwendige Menge Wasser so
gering gehalten werden, daß das im Hohlkörper entstandene Eis zu keinen Schäden an den Hohlkörperwandungen
führt Vielmehr trägt das Eis dazu bei, daß sich der Hohlkörper nur sehr langsam aufwärmt,
wodurch thermische Spannungen in den Hohlkörperwandungen zum großen Teil vermieden werden.
Eine andere besonders vorteilhafte Möglichkeit, die zur Verdampfung des tiefkalten Flüssiggases notwendige
Wärmemenge aus dem Wasser zu entnehmen, besteht darin, daß das Befüllen des Hohlkörpers mit
Flüssiggas nur in einem Teilbereich des Hohlkörpers durchgeführt, der verbleibende Teilbereich des Hohlkörpers
während des Absenkens mit Wasser gefüllt und zumindest ein Teil des Flüssiggases flüssig in das
eingefüllte Wasser übergeleitet wird.
Da Wasser eine sehr hohe Wärmekapazität besitzt, können entsprechend große Mengen auch tiefkalter
Flüssiggase, wie z. B. flüssiger Stickstoff, verdampft werden. Der Hohlkörper sollte jedoch vorteilhafterweise
mindestens so viel Wasser enthalten, daß dessen Wärmekapazität bis zum Ende des Absenkvorganges
dazu ausreicht das jeweils verwendete Flüssiggas zu verdampfen, ohne daß das Wasser im Innern des
Hohlkörpers vollständig gefriert. Dazu kann das Wasser im Hohlkörper während des Einleitens von Flüssiggas in
ständiger Bewegung gehalten werden, z. B. durch einen beim Oberleiten vom einen Teilbereich in den anderen
Teilbereich entsprechend gerichteten, das Wasser in Rotation versetzenden Flüssiggasstrahl.
Bei einem zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung geeigneten schwimmfähigen, in große
Wassertiefen absenkbaren Hohlkörper ist ein Teil des Hohlkörpers als Raum zur Aufnahme des Flüssiggases
ausgebildet, der mit dem übrigen Innenraum durch eine Öffnung verbunden ist
Unabhängig von der Ausbildung des Hohlkörpers ist es von Nutzen, wenn am Hohlkörper Einrichtungen zur
Wärmezufuhr für das Flüssiggas angeordnet sind. Derartige Einrichtungen können z. B. Wärmetauscher
sein, mit denen das Flüssiggas durch Wasser erwärmt wird. Weiterhin können Heizvorrichtungen jeglicher
Art zur Anwendung kommen, mit denen z. B. die Verdampfungsraten des Flüssiggases zumindest in
einem bestimmten Umfang regelbar gesteigert werden können.
Der Hohlkörper kann am Ende eines Standbeines einer Arbeits- oder Produktionsplattform angeordnet
sein, wobei er als Stützfuß ausgebildet ist Die Hohlkörper dienen dann gleichzeitig als Fundament für
die Standbeine der Arbeits- oder Produktionsplattform, was bei sandigem oder schlickigem Meeresboden
besonders vorteilhaft ist
Das Verfahren gemäß der Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Ein in große Wassertiefen abzusenkender Hohlkörper 1 ist innen mit einer Isolierschicht 2 versehen und
zum Teil mit Flüssiggas 4 gefüllt Der Hohlkörper ist am Ende eines Standbeins 3 einer Plattform angeordnet und
wird in der gezeigten Lage schwimmend zum Aufstellungsort geschleppt. Für Plattformen, deren
Standbeine für Meerestiefen zwischen 300 und 400 m ausgelegt sind, haben derartige Hohlkörper ein
Volumen von 10 000 bis 40 000 m3, je nach dem Gewicht der kompletten Plattform und der Anzahl der
Hohlkörper. Der Wasserdruck beträgt dann, der Meerestiefe entsprechend 30 bar und mehr. Soll der
Absenkvorgang an einem Arbeitstag abgeschlossen sein, so muß also innerhalb von ca. 8 Stunden eine
Druckgasmenge erzeugt und dem Hohlkörper zugeführt werden, die ungefähr 1 000 000 m3 Gas bei
Normaldruck entspricht. Am Aufstellungsort wird der Hohlkörper 1 durch ein Ventil 5 geflutet und gleichzeitig
über ein Ventil 6 so viel Wasser in das Flüssiggas eingeleitet, daß das durch Verdampfung entstehende
Gas im Hohlkörper einen Druck erzeugt, der den außen auf den Hohlkörperwandungen wirkenden Wasserdruck
zumindest annähernd kompensiert. Ein sich automatisch nach dem Wasserdruck einstellendes
Überdruckventil 7 verhindert die Entstehung eines Überdrucks im Hohlkörper 1 über dessen Belastbarkeitsgrenze.
Über Rohre 8 innerhalb des Standbeins 3 kann der Hohlkörper später noch mit Kies, Sand,
Zement oder ähnlichem gefüllt werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Verfahren zum Absenken eines schwimmfähigen Hohlkörpers, insbesondere eines Stützfußes
einer Arbeitsplattform od.dgL, in große Wassertiefen
durch Ballastieren mit Wasser, wobei die Druckdifferenz zwischen dem auf den Hohlkörper
wirkenden äußeren Wasserdruck und dem Innendruck durch Erzeugung eines Gasdrucks in dem
Hohlkörper minimiert wird, indem im Hohlkörper Flüssiggas mittels des zugeführten Wassers verdampft
wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssiggas vor dem Absenken in den Hohlkörper (1) gefüllt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß in das im Hohlkörper befindliche Flüssiggas während des Absenkens Wasser eingeieitet
wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Befallen des Hohlkörpers
mit Flüssiggas nur in einem Teilbereich des Hohlkörpers durchgeführt, der verbleibende Teilbereich
des Hohlkörpers während des Absenkens mit Wasser gefüllt und zumindest ein Teil des Flüssiggases
flüssig in das eingefüllte Wasser übergeleitet wird.
4. Schwimmfähiger, in große Wassertiefen absenkbarer Hohlkörper, insbesondere Stützfuß einer
Arbeitsplattform od. dgl., zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Teil des Hohlkörpers (1) als Raum zur Aufnahme des Flüssiggases ausgebildet ist, der mit
dem übrigen Innenraum durch eine Öffnung verbunden ist.
5. Schwimmfähiger Hohlkörper zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß am Hohlkörper (1) Einrichtungen zur Wärmezufuhr für das Flüssiggas
angeordnet sind.
Priority Applications (4)
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---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2510552A1 DE2510552A1 (de) | 1976-09-16 |
DE2510552B2 DE2510552B2 (de) | 1978-11-30 |
DE2510552C3 true DE2510552C3 (de) | 1979-08-02 |
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Family Applications (1)
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CN103215957B (zh) * | 2012-03-15 | 2015-08-05 | 厦门国新世纪科技股份有限公司 | 大型物件水下施工方法及所使用的装置 |
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- 1976-03-11 GB GB9685/76A patent/GB1511466A/en not_active Expired
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GB1511466A (en) | 1978-05-17 |
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NO760815L (de) | 1976-09-14 |
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