DE2510552C3

DE2510552C3 - Verfahren zum Absenken eines schwimmfähigen Hohlkörpers und Hohlkörper zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2510552C3
Application number: DE2510552A
Authority: DE
Inventors: Dieter 8190 Wolfratshausen Rebhan; Reinhard 8000 Muenchen Strigl
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1975-03-11
Filing date: 1975-03-11
Publication date: 1979-08-02
Also published as: DE2510552B2; NO760815L; NO143757C; GB1511466A; DE2510552A1; JPS51137121A; NO143757B

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

Patentansprüche:

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.