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Die
Erfindung bezieht sich auf ein spezielles Schiff zusammen mit einem
System zum Entladen von Fluiden aus einem Schiff zu einer küstenbasierten
Infrastruktur.
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In
Verbindung mit dem Transport von Fluiden wie z.B. Erdgas aus dem
Feld zu dem Bereich, in welchem das Erdgas entladen werden muss,
wird häufig
ein System eingesetzt, das eine Anzahl von speziellen Schiffen und
eine Reihe von ziemlich komplizierten Arbeitsschritten umfasst.
Ein bekanntes Schiff, das gewöhnlich
für diesen
Zweck eingesetzt wird, ist ein LNG-Frachter (Flüssigerdgasfrachter), der mit
speziellen Tanks ausgestattet ist, die zum Aufbewahren von Erdgas
in seinem flüssigen
Zustand geeignet ist. Wenn der LNG-Frachter am Feld beladen wird,
wird häufig
zumindest ein zusätzliches Schiff
eingesetzt, um das Fluid direkt aus der Quelle aufzunehmen und das
Fluid zu behandeln, bevor es in den LNG-Frachter übertragen
wird. Nach allgemeiner Praxis wird der LNG-Frachter bei Ankunft am Entladepunkt
die Ladung an eine Zwischenlagereinheit übertragen, wo das verflüssigte Erdgas
in einen gasförmigen
Zustand umgewandelt wird, bevor es zum Endverbraucher übertragen
wird.
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Diese
Systeme, die die Verwendung von mehreren unterschiedlichen speziellen
Schiffen und das Durchführen
von damit zusammenhängenden, komplizierten
Arbeitsschritten erfordern, haben sich als komplex und extrem kostspielig
erwiesen. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, zu versuchen,
die Anzahl spezieller Schiffe zu verringern, die ein solches System
umfassen muss, und die Charakteristiken dieser speziellen Schiffe
in Bezug auf die Arbeitsschritte, die durchgeführt werden müssen, zu verbessern.
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Die
folgenden speziellen Schiffe und Systeme sind aus der Patentliteratur
bekannt:
In der
US 6,089,022 ist
ein Entladesystem beschrieben, das einen LNG-Frachter umfasst, der
mit sphärischen
Tanks zur Aufbewahrung von Flüssigerdgas (LNG)
sowie mit Verdampfern zur Wiedervergasung des Flüssigerdgases ausgestattet ist.
Bei Ankunft am Entladepunkt wird der Frachter auf solche Weise festgemacht,
dass das Schiff mithilfe von Festmach-Leinen, die sich vom Bugbereich
zur Festmachstruktur erstrecken, unter einem Abstand von der Festmachstruktur
platziert wird. Das Flüssigerdgas
wird wiedervergast, bevor es in ein Pipelinesystem transportiert
wird, welches das Erdgas vom Frachter zu einer küstenbasierten Anlage überträgt, welche
in der Veröffentlichung
den Endverbraucher darstellt.
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In
der Anordnung in der
US 6,089,022 wird eine
einzelne Pipeline eingesetzt, um das Erdgas vom Schiff zur Küste zu entladen.
In
1 der Veröffentlichung
ist diese Pipeline darstellungsgemäß so angeordnet, dass sie sich
vom Bugbereich durch die Festmachstruktur erstreckt, von wo dann
eine andere Pipeline vorgesehen ist, die das Erdgas zur Küste transferiert.
In der Veröffentlichung
gibt es kein Anzeichen einer Möglichkeit,
eine Schwimmkörperstruktur
oder alternative technische Lösungen
zu verwenden, die im Schiffsrumpf angebracht werden können, um
das Erdgas zu entladen.
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Die
technische Lösung
entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigt die Verwendung einer Unterwasser-Schwimmkörperstruktur,
die in einer Vertiefung im Schiffsrumpf in Anschlag gebracht werden
muss, um das Erdgas zur Küste
zu transferieren. Verglichen mit der in der
US 6,089,022 offenbarten Technik wird
mittels der Schwimmkörperstruktur
eine wesentlich vereinfachte Lösung
erzielt, die Vorteile sowohl in Bezug auf die Bemannung als auch
auf die Ausstattungssituation bereitstellt, da das Festmachen und
die Fluidübertragung
mithilfe ein und derselben Struktur umgesetzt werden.
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Die
US 5,564,957 offenbart ein
Schiff, in welchem eine Schwimmkörperstruktur
vorgesehen ist, um in einer Vertiefung in einem Bugabschnitt installiert
zu werden. Die Schwimmkörperstruktur
ist dazu gedacht, als kombinierte Festmach- und Übertragungsstruktur zum Transport
eines flüssigen
Mediums zu und von dem Schiff verwendet zu werden.
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Die
in dieser Veröffentlichung
offenbarte Technik unterscheidet sich von der Erfindung darin, dass
kein Verdampfer an Bord des Schiffs vorgesehen ist, und es gibt
auch keine Anzeichen in der Veröffentlichung,
dass das Medium direkt zu einer küstenbasierten Einrichtung zu übertragen
ist.
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In
der
US 6,094,937 wird
eine Verarbeitungsanlage zur Umwandlung von Erdgas in einen flüssigen Zustand
(LNG) sowie ein Pendelsystem zum Transportieren von LNG vom Feld
beschrieben. In diesem Pendelsystem können zwei Schwimmkörper und
vier Frachter zum Transportieren von LNG eingesetzt werden, um eine
fast durchgehende Produktion im Feld aufrecht zu erhalten.
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Die
Erfindung hat mit dem in der
US 6,094,937 offenbarten
System einige Merkmale gemeinsam, und zwar dass von mehreren Frachtern und
mehreren Schwimmkörperstrukturen
für das
Fluid als ein Teil eines Transportsystems Gebrauch gemacht wird.
Jedoch besteht ein grundlegender Unterschied zwischen den Systemen,
da das bekannte System in Verbindung mit der Beladung verwendet wird,
während
das System entsprechend der Erfindung zur Entladung verwendet werden
muss. Dies wird durch die Tatsache verdeutlicht, dass in der
US 6,094,937 ein Verflüssiger an
Bord des Frachters vorgesehen ist, während in dem LNG-Tanker entsprechend
der Erfindung ein Verdampfer vorgesehen ist.
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In
der
US 6,094,937 wird
nicht angedeutet, dass dieses Belade-Transportsystem in der Lage sein
wird, in Verbindung mit dem Entladen verwendet zu werden. Ebensowenig
wird ein Schiff wie jenes in der
US
6,094,937 in der Lage sein, zum Entladen von Erdgas zu
einer küstenbasierten
Infrastruktur verwendet zu werden, ohne dass beträchtliche
strukturelle Abwandlungen am Schiff vorgenommen werden müssten.
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Insbesondere
kann die
US 6,003,603 als Ausgangspunkt
für die
Erfindung genommen werden. Die
US
6,003,603 offenbart das Problem der Tieftemperatur-Übertragung
durch ein Drehteil und schlägt
ein Beladesystem und -verfahren vor. Jedoch umfasst die Lösung die
Umwandlung des komprimierten Gases in eine Flüssigkeit zum Weitertransport
durch einen LNG-Tanker. Im Gegenteil bezieht sich die vorliegende
Erfindung auf ein System, in welchem Flüssigerdgas in einem Pendel-
und Wiedervergasungsschiff (Shuttle and regas vessel SRV) zu Gas
verdampft wird, um durch ein Unterwasser-Pipelinesystem weitertransportiert
zu werden.
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Die
in diesen bekannten Veröffentlichungen offenbarten
existierenden technischen Lösungen
demonstrieren die Unzulänglichkeit
im Hinblick auf die komplexen Erfordernisse, die der vorliegenden
Erfindung ihren Anstoß gegeben
haben.
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System zum
Entladen von Fluid und insbesondere Erdgas bereitzustellen, wobei
das Frachtschiff Vorratstanks sowie einen Verdampfer an Bord aufweist
und so angeordnet ist, dass es eine Schwimmkörperstruktur aufnimmt, welche
sowohl eine Festmachfunktion als auch eine Übertragungsfunktion hat.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, dass das Schiff mit seinen
speziellen Funktionen in der Lage sein sollte, Teil eines Pendelsystems
(Shuttlesystems) zu bilden, welches in einer bevorzugten Ausführungsform
eine Vielzahl von den betreffenden Schwimmkörperstrukturen umfasst. Die
Aufgabe dieses Systems ist es, die durchgehende Zufuhr von Erdgas
vom Entladepunkt zur Infrastruktur zu erzielen.
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Die
Erfindung stellt ein System zum Entladen eines Schiffes zur Verfügung, dass
mit Vorratstanks zum Aufbewahren von Erdgas in einem verflüssigtem Zustand
(LNG) versehen ist, wobei eine Schwimmkörperstruktur im unteren Bereich
des Schiffsrumpfs vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Schiff
ein Pendel- und Wiedervergasungsschiff (shuttle und regas vessel
SRV) ist und dass ein Verdampfer auf dem Pendel- und Wiedervergasungsschiff
vorgesehen ist, um das verflüssigte
Erdgas bei Ankunft am Entladepunkt in einen gasförmigen Zustand zu verdampfen,
wobei das verdampfte Gas direkt von dem Pendel- und Wiedervergasungsschiff
zu einem Unterwasser-Pipelinesystem übertragen wird, wobei das Erdgas
im Pipelinesystem zu einer küstenbasierten
Infrastruktur transportiert wird.
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Die
Erfindung stellt auch ein Verfahren zum Übertragen von Erdgas von einem
Pendel- und Wiedervergasungsschiff (shuttle and regas vessel SRV) zur
Verfügung,
das in einem System entsprechend dem vorangehenden Absatz beschrieben
ist, gekennzeichnet durch die Schritte des Positionierens des SRV
in Eingriff mit einer Schwimmkörperstruktur, die
am Entladepunkt positioniert ist, des Verdampfens des verflüssigten
Erdgases auf dem SRV, und des Übertragens
des verdampften Gases direkt von dem SRV zu einem Unterwasser-Pipelinesystem durch
die Schwimmkörperstruktur,
wobei das verdampfte Gas in dem unter Wasser gelegenen Pipelinesystem
vom SRV zu der küstenbasierten
Infrastruktur transportiert wird.
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Weitere
Merkmale der Erfindung sind in den folgenden Absätzen offenbart.
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Mit
dem Schiff entsprechend der Erfindung werden eine Anzahl von Vorgängen überflüssig gemacht,
die notwendig sind, wenn die zuvor bekannten Systeme verwendet werden.
Mit Hilfe der Erfindung werden eine Anzahl von Vorgängen überflüssig gemacht
und/oder vereinfacht, die mit dem Festmachen, dem Verbinden der
Pipelines, der Übertragung der
flüssigen
Ladung von einem Schiff zum anderen verbunden sind. Zusätzlich wird
bei Verwendung des Systems entsprechend der Erfindung die Anzahl
der Besatzungsmitglieder und somit auch der Betriebskosten aufgrund
der Tatsache verringert, dass sowohl die Anzahl der durchgeführten Vorgänge abnimmt
als auch mehr Funktionen auf einem Schiff konzentriert werden.
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Das
Design und die Herstellung eines Multifunktionsschiffes dieser Art
kann ein extrem kostspieliger und zeitraubender Vorgang sein. Es
war daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schiff auf
eine kosteneffektive Weise bereitzustellen, wodurch das Schiff zu
einem konkurrenzfähigen
Preis angeboten werden kann.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wird das Schiff auf einfache und kostengünstige Weise
unter Verwendung eines Standard-LNG-Frachters als Basis bereitgestellt.
Der Frachter mit seinen Vorratstanks für Flüssigerdgas ist bevorzugt im
Deckbereich mit einem oder mehreren Verdampfern ausgestattet und
eine Aufnahmevertiefung ist im Rumpf gebildet, um die Schwimmkörperstruktur
aufzunehmen, wodurch das Schiff sich zur Durchführung mehrerer Arten von Vorgängen eignet. Dieses
spezielle Schiff wird als ein „Pendel-
und Wiedervergasungsschiff" (shuttle
and regas vessel SRV) beschrieben, und das Schiff kann natürlich auch
als gewöhnlicher
LNG-Frachter verwendet werden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist das Schiff entsprechend der Erfindung mit sphärischen
Tanks zum Aufbewahren von Flüssigerdgas ausgestattet,
jedoch können
auch andere Arten von Vorratstanks geeignet sein, wie zum Beispiel
Membranentanks. Diese verschiedene Arten von Vorratstanks sind sowohl
aus der Patentliteratur als auch aus der Praxis wohl bekannt. Somit
wird es einem Fachmann überlassen,
die Art des Tanks zu wählen, die
in dem individuellen Fall am meisten geeignet ist.
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Die
Prinzipien und die Ausstattung, die in Verbindung mit der Wiedervergasung
des Flüssigerdgases
eingesetzt werden sollen, stellen ebenso an sich bekannte Technologien
dar. Meerwasser kann als Wärmeaustauschmittel
im Verdampfungsprozess verwendet werden, jedoch können auch
andere Mittel wie zum Beispiel Propan, entweder allein oder zusammen
mit Meerwasser, und eine Wasser-Glykol-Mischung geeignete Verdampfungsmittel sein.
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Die
Schwimmkörperstruktur,
die Teil des Systems bilden soll, kann auf viele Weisen konzipiert werden.
Aus der Patentliteratur sind mehrere Beispiele von Unterwasser-Schwimmkörperstrukturen bekannt,
die mit einem Schiff verbunden werden können, wodurch das Schiff sich
frei um die Schwimmkörper
drehen kann. Jedoch sind in Bezug auf den Betriebsmodus der Schwimmkörperstruktur
eine schnelle Verbindung und Trennung des Schwimmkörpers erforderlich,
damit das Entladen des Fluids fast unmittelbar ohne Verzögerungen
aufgrund von zeitraubenden Festmachvorgängen beginnen kann.
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Wenn
die Schwimmkörperstruktur
nicht verwendet wird, befindet sie sich in einem untergetauchten
Zustand. Bei Ankunft im Entladebereich wird das Schiff eine Hilfsboje
aufnehmen, die eine an der Schwimmkörperstruktur angebrachte Leine
aufweist. Diese Leine wird verwendet, um die Schwimmkörperstruktur
an die Oberfläche
zu befördern,
worauf die Schwimmkörperstruktur
in der Vertiefung des Schiffs in Anschlag gebracht wird.
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Um
ihren Umfang herum ist die Schwimmkörperstruktur mit Festmachleinen
ausgestattet, die sich zu den Festmachpunkten am Meeresgrund nach unten
erstrecken. Steigleitungen sind bis zur Mitte der Schwimmkörperstruktur
vorgesehen und eine Drehstruktur ist über der Schwimmkörperstruktur
angeordnet.
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Mit
Hilfe dieser Anordnung kann Fluid über die Steigleitung durch
die Schwimmkörperstruktur
zu den Unterwasser-Pipelines geführt
werden, während sich
das Schiff gleichzeitig um die Schwimmkörperstruktur dreht. Die Unterwasser-Pipelines
transportieren das Fluid weg vom Schiff zur küstenbasierten Infrastruktur.
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Die
Erfindung schlägt
ein System zum Erreichen eines effizienten Entladens von Fluid zu
einer küstenbasierten
Infrastruktur vor. Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung sind zwei Schwimmkörperstrukturen
und zwei oder mehr Frachtschiffe im System vorhanden. Die Anzahl
der im System vorhandenen Schiffe hängt vom Abstand zum Beladepunkt
ab. Ein und dasselbe Schiff wird verschiedene Vorgänge abwechseln,
wie zum Beispiel das Beladen von einer Beladestation, zum Beispiel
im Feld, das Transportieren des LNG von der Beladestation zum Entladepunkt
und das Wiedervergasen des Flüssigerdgases
mit nachfolgender Übertragung
auf ein Empfangssystem an der Küste.
Wenn das Entladen von Fluid durch die Schwimmkörperstruktur fast durchgehend
stattfindet, indem mindestens ein Schiff zu jedem Zeitpunkt mit
einer der Schwimmkörperstrukturen
verbunden ist, während die
anderen Schiffe zu oder von den Beladestationen unterwegs sind,
wird eine optimale Effizienz bei der Verwendung des Systems erreicht.
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Bei
Ankunft am Entladepunkt wird die Schwimmkörperstruktur in die aufnehmende
Vertiefung im Frachtschiff eingesetzt. Flüssigerdgas wird aus den Vorratstanks
zum Verdampfer geführt,
wo das Fluid wiedervergast wird, und direkt durch die Schwimmkörperstruktur
zu Unterwasser-Pipelines geführt,
die das Erdgas zu einer küstenbasierten
Infrastruktur befördern.
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Die
küstenbasierte
Infrastruktur kann viele Formen annehmen, solang die Infrastruktur
geeignet ist, das wiedervergaste Fluid aufzunehmen, das vom Frachter
an die Küste
geschickt wurde, und das Fluid wird weiter an die Endverbraucher
verteilt. Zum Beispiel kann die Infrastruktur ein Pipelinenetzwerk
umfassen, das das Erdgas direkt zum Endverbraucher befördert, oder
die Infrastruktur kann ein Depot umfassen, das mit geeigneten Transportmitteln
zum Weitertransport des Erdgases zu den Verbrauchern verbunden ist,
usw..
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Die
Erfindung wird nun in größerem Detail mit
Bezug auf die Figuren beschrieben:
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1 ist
eine Seitenansicht eines Frachtschiffs mit der notwendigen Ausrüstung.
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2 ist
eine perspektivische Ansicht eines der Schiffe, das mit einer der
Schwimmkörperstrukturen
gekoppelt ist.
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3 ist
eine perspektivische Ansicht der Verbindung der Pipelines mit der
Infrastruktur.
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4 ist
eine allgemeine Ansicht der Organisation der Schiffe, um ein effizientes
Entladen des Fluids zu erreichen.
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5 veranschaulicht
ein mit beiden Schwimmkörperstrukturen
gleichzeitig verbundenes Schiff.
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1 ist
eine vereinfachte schematische Ansicht des nachgerüsteten LNG-Frachters „Pendel- und
Wiedervergasungsschiff (shuttle and regas vessel SRV)" entsprechend der
Erfindung. Das Schiff 1 ist darstellungsgemäß mit einer
Vielzahl von Tanks 2 zum Aufbewahren des verflüssigten
Erdgases versehen. Die Figur zeigt, wie im Schiffsrumpf eine konische
Vertiefung 5 vorgesehen ist, die eine Aufnahmeanordnung
für Schwimmkörperstruktur 7 (nicht
in der Zeichnung veranschaulicht) bildet. Das Schiff 1 ist weiter
mit mindestens einem Verdampfer 4 versehen. Um die Manövrierfähigkeit
des Schiffs zu verbessern, ist das Schiff auch mit Schubdüsen 6 im
Bugabschnitt bzw. Heckabschnitt des Schiffes ausgestattet.
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2 veranschaulicht
eine Anordnung der Schwimmkörperstrukturen 7,
die mit einem Unterwasser-Pipelinesystem
verbunden sind. Das Unterwasser-Pipelinesystem umfasst eine Steigleitung 8, die
an jeder der Schwimmkörperstrukturen 7 befestigt
ist, und weiter eine Pipeline 9, die mit dem Ende der Steigleitung 8 verbunden
ist. Die Pipelines 9 sind mit einer Infrastruktur an der
Küste verbunden,
die hier in der Figur durch das Pipelinesystem 10 dargestellt
wird. Die Schwimmkörperstrukturen 7 sind
mit Festhalteleinen 11 ausgestattet, die sich vom Festmachpunkt
am Meeresgrund zu einer Befestigung am Umfang der Schwimmkörperstruktur
erstrecken.
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2 veranschaulicht
zwei Schiffe 1, wobei eines der Schiffe 1 mit
einer der Schwimmkörperstrukturen 7 verbunden
ist, während
das andere Schiff 1' die
Fahrt zu/vom Beladepunkt veranschaulicht. Bei Verbindung mit der
Schwimmkörperstruktur 7 wird
das verflüssigte
Erdgas zum Verdampfer 4 übertragen, wo das Fluid wiedervergast
wird, bevor es durch die Schwimmkörperstruktur 7 über die
Unterwasser-Pipelines 9 übertragen wird, die mit einer weiteren
Pipeline 10 verbunden sind, um das Erdgas zur Infrastruktur
an die Küste
zu bringen.
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3 veranschaulicht
dieselbe Situation wie in 2, jedoch
veranschaulicht sie zusätzlich
die Verbindung des Pipelinesystems mit der Infrastruktur, die in
diesem Fall aus einem küstenbasierten Pipelinesystem 12 besteht.
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4 veranschaulicht
das Organisationsprinzip der Verbindung der verschiedenen Schiffe
mit den Schwimmkörperstrukturen
sowie den Transport zu und von der Beladestation, wo das LNG an
Bord der Schiffe geladen wird. In diesem Beispiel sind vier Schiffe
in dem System vorhanden.
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In 5 sind
beide Schwimmkörperstrukturen
gleichzeitig mit den Schiffen 1 und 1' verbunden. In
der in der Figur dargestellten Situation befinden sich das Schiff 1 im
Vorgang des Vollendens des Entladens von Erdgas, während das
Schiff 1' gerade
die Schwimmkörperstruktur 7 in
der Vertiefung 5 aufgenommen hat. Mit Hilfe dieser Anordnung
wird beim Entladevorgang ein gleichmäßiger Übergang vom Schiff 1 zum
Schiff 1' erreicht
und ein durchgehender Fluss von Erdgas in das Unterwasser-Pipelinesystem
wird dadurch aufrechterhalten.