DE2814314A1 - Schwimmende speicheranlage fuer fluessigkeiten - Google Patents

Schwimmende speicheranlage fuer fluessigkeiten

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DE2814314A1
DE2814314A1 DE19782814314 DE2814314A DE2814314A1 DE 2814314 A1 DE2814314 A1 DE 2814314A1 DE 19782814314 DE19782814314 DE 19782814314 DE 2814314 A DE2814314 A DE 2814314A DE 2814314 A1 DE2814314 A1 DE 2814314A1
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ballast
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Albert Dr Hofmann
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Description

Die Erfindung betrifft eine schwimmende Speicheranlage für Flüssigkeiten mit mindestens zwei Speicherbehältern, mit einem Ballastiersystem und mit einer über den Speicherbehältern angeordneten Arbeitsbühne, wobei Auftrieb und Gewicht der Speicheranlage durch Füllen und Entleeren des Ballastiersystems so aufeinander abstimmbar sind, daß sich die Speicherbehälter und das Ballastiersystem unter und die Arbeitsbühne über der Wasseroberfläche befinden.
Schwimmende Speicheranlagen werden beispielsweise bei der Erschließung von Erdöl- oder Erdgasfeldern in Shelf- oder anderen maritimen Gebieten als Zwischenlager benötigt. Dabei ist
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im Fall der Erdgaslagerung die vorausgehende Verflüssigung notwendig. Auch für dauernde Förderung sind derartige Anlagen interessant, falls die Errichtung einer untermeerischen Transportleitung aus technischen oder finanziellen Gründen unzweckmäßig ist.
Speicheranlagen der eingangs genannten Art sind bereits bekannt. Sie bestehen aus Speicherbehältern, über denen eine Arbeitsbühne errichtet ist. Diese wird durch eine oder mehrere, über die Wasseroberfläche hinausragende Stützen getragen. Ein Bailastiersystem ist unterhalb der Speicherbehälter vorgesehen.
Bei den bekannten Konstruktionen erweist es sich als ungünstig, daß das Bailastiersystem von der Arbeitsbühne aus nur über Schächte zugänglich ist, die den Speicherraum durchdringen. Hierdurch wird nicht nur das Speichervolumen verringert vielmehr ergeben sich in erster Linie erhöhte konstruktive Anforderungen an die Ausgestaltung der Speicherbehälter. Dies wirk sich insbesondere bei der Speicherung von tiefsiedenden verflüssigten Gasen nachteilig aus, da die in solchen Fällen erforderliche Wärmeisolierung des Speicherbehälters bei der erhöhten inneren Oberfläche des Speichervolumens und durch zusätzlich entstehende Kanten besonders aufwendig wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Speicheranlage der eingangs genannten Art zu entwickeln, die eine optimale Nutzung des zur Verfügung stehende!
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Speichervolumens bei möglichst einfacher Bauweise ermöglicht.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Arbeitsbühne und die Speicherbehälter unabhängig voneinander auf dem Ballastiersystem gelagert sind.
Bei der erfindungsgemäßen Speicheranlage wird von dem bisherigen Konstruktionsprinzip der drei etagenweise aufeinander errichteten Elemente Ballastiersystem-Speicherbehälter-Arbeitsbühne abgewichen. Statt dessen wird die Arbeitsbühne direkt auf dem Ballastiersystem gelagert, auf dem auch die Speicherbehälter in der üblichen Weise, jedoch unabhängig von der Arbeitsbühne, angeordnet sind.
Ein großer Vorteil von erfindungsgemäßen Speicheranlagen ist darin zu sehen, daß die Speicherbehälter in einfacher Weise hergestellt werden können. Beispielsweise lassen sich Kugelbehälter oder zylindrische Tanks herkömmlicher Bauart verwenden, ohne daß Durchführungen zum unterhalb der Speicherbehälter angeordneten Ballastiersystem vorzusehen sind. Dieses ist vielmehr auf direktem Wege von der Arbeitsbühne aus zugänglich.
In einer günstigen Ausgestaltung der Erfindung besteht jeder Speicherbehälter aus einer druckfesten Außenwand, innerhalb derer ein Tank herkömmlicher Bauart angeordnet ist. Die druckfeste Ausbildung der Außenwand erlaubt, im Speicherraum Atmosphärendruck aufrecht zu erhalten. Deshalb können als Speicherbehälter konventionelle, im Landtankbau bewährte Konstruktionen
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verwendet werden, wodurch eine besonders kostengünstige Herstellung ermöglicht wird. Als Tanks eignen sich zylindrische oder vorzugsweise kugelförmige Ausführungen. Die druckfeste Außenwand ist dabei in günstiger Weise der Form des Tanks angepaßt, um die Wasserverdrängung und damit den Auftrieb der Speicher anlage nicht unnötig zu erhöhen. Vorteilhaft ist es jedoch, einen Zwischenraum zwischen der Außenwand und dem Tank zu belassen, der so groß ist, daß sich Bedienungspersonal im Zwischenraum bewegen kann. Diese Maßnahme erlaubt auf einfache Weise eine Kontrolle der Wände und einer gegebenenfalls erforderlichen Tankisolierung.
Der Zwischenraum zwischen der Außenwand und dem Tank kann mit einem Drainägesystem ausgerüstet sein, durch das gegebenenfalls durch die Außenwand sickerndes Leckwasser abgepumpt wird.
Die Speicherbehälter sind vorteilhaft so angeordnet, daß ihre Außenwände im wesentlichenfreiliegen und von Meerwasser umspült werden. Dies ist insbesondere bei der Speicherung tiefsiedender Flüssigkeiten günstig, da dann auf einfache Weise eine Beheizung der Außenwände erfolgt, ohne daß hierfür besondere Einrichtungen erforderlich sind.
Die Speicherbehälter stehen in einer günstigen Ausgestaltung der Erfindung durch jeweils einen Sibacht mit der Arbeitsbühne in Verbindung. Diese Schächte können senkrecht oder schräg
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und
verlaufen in den oberen Bereich der Speicherbehälter einmünden. In ihnen sind die für eine Be- und Entladung der Anlage erforderlichen Leitungen angeordnet.
Darüber hinaus sind über diese Schächte die für eine Förderung des Speichergutes erforderlichen Pumpen zugänglich. Dazu ist es günstig, wenn sich Rohrleitungen von der Arbeitsbühne bis in den Bodenbereich des Speicherbehälters erstrecken. Bei schräg verlaufenden Schächten, die beispielsweise bei einer kleinen Arbeitsbuhne erforderlich sein können, wenn die Schächte im oberen Bereich von kugelförmigen Tanks münden sollen, kann es auch günstig sein, die Rohrleitungen im unteren Bereich des Tanks derart zu krümmen, daß sie senkrecht auslaufen. Dies erweist sich als günstig, weil die Förderpumpen für die Flüssigkeit, die vorteilhafterweise als Tauchpumpen ausgebildet sind, bei einer solchen Führung senkrecht auf dem Boden des Tanks stehen.
Da die Arbeitsbühne direkt auf dem Bailastiersystem gelagert ist, üben die Verbindungsschächte zwischen der Arbeitsbühne und den Speicherbehältern keine Stützfunktion für die Arbeitsbühne aus und stellen dementsprechend auch keine besondere Belastung für die Speicherbehälter dar.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Bailastiersystem in eine Mehrzahl von Ballasträumen unterteilt. Dabei werden vorzugsweise jedem Speicherbehälter ein
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Ballastraum zugeordnet, der über eine Regeleinrichtung mit dem Speicherbehälter gekoppelt ist. Beim Be- oder Entladen der Speicheranlage kann dann eine gleichzeitige Entleerung bzw. Füllung der Ballasträume erfolgen, wodurch die Schwimmlage stets unverändert beibehalten wird, ohne daß eine gleichmäßige Be- bzw. Entladung aller Speicherbehälter erforderlich ist.
Innerhalb der einzelnen Ballasträume sind mit Durchlässen versehene Stützwände vorgesehen, die der Konstruktion die erforderliche Stabilität verleihen.
Das Ballastiersystem ist in günstiger Weise durch mindestens eine, die Arbeitsbühne tragende Säule von der Arbeitsbühne aus zugänglich. Innerhalb der Säule sind dazu Schächte vorgesehen, durch die die Pumpen für das Ballastwasser mittels eines Hebezeugs von der Arbeitsbühne aus zugänglich sind. Darüber hinaus können weitere Schächte vorgesehen sein, um das Ballastiersystem für Bedienungspersonal zugänglich zu machen.
Das Ballstiersystem besteht in einer günstigen Ausführung aus einer ebenen Grundplatte, die geschlossene Begrenzungswände und im Innern Hohlräume aufweist. Auf der horizontalen Oberfläche dieser Konstruktion sind die Speicherbehälter und die Arbeitsbühne angeordnet.
In einer anderen vorteilhaften Ausführung sind die Speicherbehälter nicht auf einer horizontalen Begrenzungsfläche
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des Bailastiersystems angeordnet. Vielmehr besitzt die Oberfläche Ausnehmungen, in die der untere Bereich der Speicherbehälter hineinragt. Bei einer solchen Ausgestaltung sind die
Ballasträume also teilweise unter und teilweise um die Speicherbehälter herum angeordnet. Dadurch läßt sich bei unveränderter Kapazität der Speicherräume und der Ballasträume ein geringerer Tiefgang der Anlage erreichen.
Erfindungsgemäße Speicheranlagen sind besonders vorteilhaft bei der Lagerung von verflüssigten tiefsiedenden Gasen zu verwenden. Die durch das erfindungsgemäße Konstruktionsprinzip erzielten Vorteile treten bei einer derartigen Verwendung besonders deutlich zutage. Die Oberfläche der Speicherbehälter kann nämlich in einfacher Weise mit einer herkömmlichen Wärme isolierung versehen werden, ohne daß zusätzliche Isolierungen für den Speicherbehälter durchdringende Schächte, die zum Ballastiersystem führen, erforderlich sind. Darüber hinaus tritt ein bei bekannten Ausführungen auftretendes weiteres Problem, nämlich die Beheizung von tiefen Temperaturen ausgesetzten Wänden, gar nicht erst auf. Bei den bekannten Ausführungen ist durch eine aufwendige Heizvorrichtung darauf zu achten, daß die im allgemeinen aus Beton bestehenden Wände nicht auf Temperaturen abgekühlt werden, bei denen die Stabilität der Konstruktion gefährdet ist. Eine derartige Abkühlung läßt sich nämlich auch bei einer guten Wärmeisolierung der Speicherbehälter nicht vollständig verhindern.
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Bei der vorgeschlagenen Anlage können dagegen nur Außenwände durch die unvermeidlichen Kälteverluste gekühlt werden. Diese werden aber von Meerwasser umspült und damit ständig auf Umgebungstemperatur gehalten. Innerhalb der Speicherbehälter sind keinerlei Wände vorgesehen, für die eine Heizung erforderlich ist.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann das Ballastiersystem so dimensioniert sein, daß die Speicheranlage in jedem Beladungszustand auf dem Meeresboden aufliegt. Bei einem solchen Einsatz, der jedoch nur bei nicht zu großen Wassertiefen möglich ist, wird eine stabile Lage der Speicheranlage erreicht, so daß beim Füllen bzw. Entleeren auf eine Gleichgewichtsregelung über das Ballastiersystem verzichtet werden kann.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausfuhrungsbeispielen, die in den Figuren schematisch dargestellt sind, erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 einen Horizontalschnitt durch eine erfindungsgemäße Speicheranlage in Höhe der Linie I - I aus Figur 2,
Figur 2 einen Vertikalschnitt durch die gleiche Speicheranlage entsprechend der Linie II - II aus Figur 1,
Figur 3 einen Horizontalschnitt durch eine andere erfindungsgemäße Speicheranlage in Höhe der Linie III - III aus Figur K,
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Figur 4 einen Vertikalschnitt dureh die gleiche Speicheranlage entsprechend der Linie IV - IV aus Figur 3 und
Figur 5 einen Schnitt durch die Wand eines Speicherbehälters und eines Tanks der erfindungsgemäßen Speicheranlagen.
In den Figuren 1 und 2 ist eine Speicheranlage für verflüssigtes Erdgas dargestellt, die vier kugelförmige Speicherbehälter 1 aufweist. Die Speicherbehälter 1 sind auf der horizontalen Oberfläche 2 einer scheibenförmigen Grundplatte 3 gelagert.
Die Grundplatte 3 weist horizontale und vertikale Stützwände 4 bzw. 5 auf, die die Stabilität der Konstruktion sicherstellen. Innerhalb der Grundplatte 3 ist das Ballastiersystem der Speicheranlage vorgesehen. Um ein Füllen und Entleeren der Ballasträume zu ermöglicher, sind deshalb die Stützwände 4 und 5 mit Öffnungen zum Durchlaß von Ballastwasser versehen. Daneben sind auch senkrechte Wände 6ohne Durchlaßöffnungen vorgesehen, durch die die Grundplatte in voneinander getrennte Ballasträume unterteilt wird. Die Begrenzungswände 6 sind so angeordnet, daß die als Kreisscheibe ausgebildete Grundplatte 3 in vier Kreissektoren aufgeteilt wird, die jeweils unterhalb eines Speicherbehälters 1 liegen.
Die einzelnen Ballasträume des Bailastiersystems sind von der Arbeitsbühne 7 über Schächte 8 zugänglich. Die Schächte 8 verlaufen in senkrechten Stützen S, durch die die Arbeitsbühne 7 auf der Grundplatte 3 gelagert ist. Durch die Errichtung der
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Stützen oberhalb der Begrenzungswand 6 zweier Ballasträume sind jeweils zwei getrennte Ballasträume durch Schächte 8 innerhalb einer Stütze 9 zugänglich.
Auf der Arbeitsbühne 7 ist ein nicht dargestelltes Übergabesystem vorgesehen, durch das gespeichertes flüssiges Erdgas an Tankschiffe abgegeben werden kann. Des weiteren sind auf der Arbeitsbühne J Anlagen zur Aufbereitung und Verflüssigung des Erdgases, Unterkünfte für Bedienungspersonal, ein Hubschrauberlandeplatz und andere erforderliche Einrichtungen vorgesehen.
Die Speicherbehälter 1 sind von der Arbeitsbühne 7 über senkrechte Schächte 10 zugänglich. Innerhalb der Schächte 10 sind die Leitungen zum Einfüllen bzw. Entnehmen von verflüssigtem Erdgas sowie Gasleitungen vorgesehen. Außerdem lassen sich die zum Fördern der Sp.eicherflüssigkeit benötigten Tauchpumpen über ein innerhalb des Schachtes 10 vorgesehenes Hebezeug zu Reparatur- oder Wartungsdiensten auf die Arbeitsbühne holen bzw. wieder in den Speicherbehälter 1 bringen. Um eine sichere Führung der Tauchpumpen zu erreichen, werden die Schächte 10 innerhalb der Speicherbehälter 1 durch Schächte 11 fortgeführt, die im unteren Bereich der Speicherbehälter enden. Während die Schächte 10 aus Beton ausgeführt und druckfest ausgebildet sind, sind die Schächte 11 innerhalb der Speicherbehälter 1 aus einem tieftemperaturbeständigen Material hergestellt.
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In den Figuren 3 und 4 ist eine andere erfindungsgemäße Anlage dargestellt, die ausschließlich als Zwischenlager für verflüssigtes Erdgas dient. Auf der Arbeitsbühne 12 sind deshalb nur wenig Aufbauten erforderlich, nämlich im wesentlichen nur ein Übergabesystem an Tankschiffe und die für das Füllen und Entleeren der Speicherbehälter 10 erforderlichen Anlagen. Infolgedessen fällt die Arbeitsbühne 12 wesentlich kleiner aus als im Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 2. Sie wird abgestützt auf der Grundplatte 3 durch eine zentrale Säule 13j in der die Verbindungsschächte l4 zwischen der Arbeitsbühne 12 und dem Bailastiersystem vorgesehen sind.
Darüber hinaus unterscheidet sich diese Anlage von der zuvor beschriebenen durch die Ausgestaltung der Grundplatte 3· Diese weist an ihrer Oberfläche schalenförmige Ausnehmungen auf, die der Kugelform der Speicherbehälter 1 angepaßt sind. Hierdurch wird erreicht, daß die Ballasträume nicht ausschließlich unterhalb der Speicherbehälter 1 angeordnet sind, sondern diese auch teilweise umgeben. Diese Ausgestaltung der Grundplatte 3 hat den Vorteil eines geringeren Tiefgangs der Speicheranlage. Um eine Abkühlung der innerhalb der Ausnehmungen liegenden Wandbereiche der Speicherbehälter 1 zu verhindern, ist ein Zwischenraum zwischen der Oberfläche der Grundplatte 3 und der Rand der Speicherbehälter 1 vorgesehen. Dieser wird von Meerwasser durchflossen, wodurch die Wand der Speicherbehälter 1 ständig auf Umgebungstemperatur gehalten wird.
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Um eine sichere Kühlung der Wand zu gewährleisten, ist eine Durchführung 21 im untersten Teil der Ausnehmung vorgesehen, durch die das Wasser nach unten abströmen kann. Dadurch wird erreicht, daß abgekühltes Wasser wegen seines höheren spezifischen Gewichts von selbst abströmt, ohne daß hierfür besondere Vorkehrungen getroffen werden müssen.
Als günstig erweist sich eine solche Ausgestaltung der Grundplatte 3 auch in Bezug auf die Lagerung der Speicherbehälter 1. Diese erfolgt hier nicht mehr ausschließlich im unteren Auflagepunkt auf der Grundplatte ~5, sondern an mehreren Punkten innerhalb der schalenförmigen Ausnehmungen.
Die Speicherbehälter 1 sind von der Arbeitsbühne 12 über schräg'*verlaufende Schächte 15 zugänglich. Innerhalb der Speicherbehälter 1 werden die Schächte 15 durch einen Schacht ΐβ aus kältebeständigem Material bis in den Bodenbereich der Speicher behälter 1 weitergeführt. Um eine günstige Lagerung der durch die Schächte 15 und 16 in-die Speicherbehälter 1 einzuführenden Tauchpumpen zu erreichen, sind die Schächte l6 derart gekrümmt, daß sie senkrecht enden.
Die Speicherbehälter 1 der erfindungsgemäßen Anlagen bestehen bei einem Füllvolumen von 125 000 nr aus 4 Kugeltanks von je 40 m Innendurchmesser. In der Figur 5 ist ein Schnitt durch die Wand eines derartigen Speicherbehälters 1 dargestellt. Sie besteht aus einer 1 m starken druckfesten Außenwand 17 aus Beton, an den sich ein begehbarer Zwischenraum l8 von etwa 0,75 m
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Breite anschließt. Dieser Raum ist begehbar, so daß die druckfeste Wand 17 auch während des Betriebs der Anlage kontrolliert werden kann. Durch die Wand 17 sickerndes Leckwasser wird über ein Drainagesystem gesammelt und mittels einer Pumpe wieder abgegeben.
Der kugelförmige Tank besteht aus einem kaltzähen Metall 19 und ist auf der Außenseite mit einer 25 cm dicken Wärmeisolierung 20 umgeben. Die Lagerung des Tanks im Speicherbehälter 1 kann in herkömmlicher Weise erfolgen, beispielsweise durch Auflagerung auf einer ringförmigen Schürze , die etwa in Höhe des größten horizontalen Querschnitts des Tanks angebracht ist.
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Claims (10)

10 15 20 25 Patentansprüche
1. Schwimmende Speicheranlage für Flüssigkeiten mit mindestens zwei Speieherbehältern, mit einem Ballastiersystem und mit einer über den Speicherbehältern angeordneten Arbeitsbühne, wobei Auftrieb und Gewicht der Speicheranlage durch Füllen und Entleeren des Bailastiersystems so aufeinander abstimmbar sind, daß sich die Speicherbehälter und das Ballastiersystem unter und die Arbeitsbühne über der Wasseroberfläche befinden, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsbühne und die Speicherbehälter unabhängig voneinander auf dem Ballastiei system gelagert sind.
2. Speicheranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Speicherbehälter eine druckfeste Außenwand aufweist, innerhalb derer ein Tank angeordnet ist.
3. Speicheranlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet. daß die Speicherbehälter und die Tanks kugelförmig sind.
4. Speicheranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwände der Speicherbehälter im wesentlichen freiliegend sind und von Meerwasser temperiert werdf
90S8A1 /0252
Form. 5729-9.75
ORfGiMAL INSPECTED
18U3U
LSNDE AKTIENGESELLSCHAFT
5. Speicheranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Speicherbehälter durch einen Schacht mit der Arbeitsbühne in Verbindung steht.
6. Speicheranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Bailastiersystem aus einer Mehrzahl von Ballasträumen besteht, wobei jedem Speicherbehälter ein Ballastraum über eine Regeleinrichtung derart zugeordnet ist, daß bei einer Entleerung oder einer Füllung eines der Speicherbehälter gleichzeitig eine Füllung bzw. eine Entleerung des zugeordneten Ballastraumes mit Ballastwasser erfolgt.
7. Speicheranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bailastiersystem durch mindestens eine, die Arbeitsbühne tragende Säule von der Arbeitsbühne aus zugänglich ist.
8. Speicheranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Bailastiersystem innerhalb einer Grundplatte angeordnet ist.
9. Speicheranlage nach einem der Ansprüche 1 bis J, dadurch gekennzeichnet, daß das Bailastiersystem innerhalb einer Grundplatte, die den unteren Bereich der Speicherbehälter umschließt angeordnet ist.
909841/0252
38U3U
LCNDE AKTIENGESELLSCHAFT
10. Anwendung einer Speicheranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9 auf das Lagern von verflüssigten, tiefsiedenden Gasen.
903841/0252
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DE3025619A1 (de) * 1980-07-05 1982-02-04 Dyckerhoff & Widmann AG, 8000 München Doppelwandiger behaelter fuer fluessiggas

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