KR101605593B1 - 해양 장착 장치로부터 유체를 전달하기 위한 디바이스 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 바람직하게 물러나는 선박(2) 및 장착 장치(1) 사이에서 연장하는, 다수의 유연한 파이프들의 제1 단부들(3-1)이 부착되는 호스들(4)을 저장하기 위한 디바이스가 제공되는, 바다에 설치되는 장착 장치(1)로부터 유체를 전달하기 위한 디바이스에 관한 것이다. 본 발명에 따른 전달 디바이스는 제1 연결 및 밸브 디바이스(13-1)를 포함하고, 상기 호스들은 바람직하게 상기 물러나는 선박 선상에 설치되는, 제2 연결 및 밸브 디바이스(13-2)에 연결될 수 있는, n개의 제1 호스 부분들을 포함하는 상기 제1 연결 및 밸브 디바이스(13-1)에 의해 제2 단부들(3-6)에 서로 연결된다.
Description
본 발명은 접지되거나(grounded) 부유하는 방식으로, 즉 바다 바닥에 정박되거나 위에 놓이는 방식으로, 외해 내에 위치되는 지지체로부터, 바람직하게 액체 또는 가스상의 석유 유체인 유체를 전달하기 위한 디바이스 및 방법에 관한 것이며, 바람직하게 상기 지지체에 대해 앞뒤로 연결되거나 접안 배치되는, 바람직하게 메탄 탱커 유형인 선박 및 상기 지지체 사이에 유체를 전달하기 위한 디바이스 및 방법에 관한 것이다. 상기 전달 디바이스는 유연한 파이프들을 저장하기 위해 디바이스의 도움으로 상기 지지체 상에 저장되기에 적합하거나 저장되며, 각각의 상기 유연한 파이프의 제1 단부는 디바이스에 고정되고, 상기 유연한 파이프들은 바람직하게 상기 지지체 및 상기 선박 사이에서 연장하기에 적합하거나 연장한다.
본 발명은 또한 상기 지지체, 적절한 장소에 상기 부유하는 지지체에 대해 앞뒤로 연결되거나 접안 배치되는 바람직하게 메탄 탱커 유형의 상기 선박, 상기 저장 디바이스, 바람직하게 상기 저장 및 안내 디바이스, 및 적어도 두 개의 유연한 파이프들, 바람직하게 적어도 세 개의 유연한 파이프들을 포함하고, 상기 파이프들은 상기 저장 디바이스의 도움으로 상기 유연한 파이프들이 저장되는 상기 지지체로부터 연장한다. 본 발명의 전달 디바이스는 특히 유연한 파이프들을 퍼지하기 위해 유용한 연결 및 밸브 디바이스를 포함한다.
본 발명의 지지체 선상에 배치되는 유연한 파이프들을 위한 저장 디바이스는 바람직하게 메탄 탱커 유형의, 상기 선박 및 상기 부유하는 지지체 사이에서 상기 유체 전달을 수행하기 위해 상기 파이프들을 권선 해제(unwinding)하기 위해, 그리고 부유하는 지지체 및 하역 선박 사이에서 상기 유연한 파이프들 내부에 유체의 두 개의 전달들 사이에 권선된 상태로 그것들을 저장하기 위해 상기 유연한 파이프들을 다루는 것을 제공할 수 있다.
본 발명의 지지체의 이용의 보다 특별한 기술적인 분야는 충분히 액화된 원유 또는 가스유 또는 액화된 가스, 특히 액화 천연 가스(LNG), 또는 가스 상태의 가스를 포함하는 석유 유체들을, 상기 지지체로부터, 예를 들어 석유 생산 지역에서, 이하에서 설명되는 것과 같이 앞뒤로 또는 접안 배치될 수 있는 하역 선박으로 바다에서 석유 유체들을 하역하는 분야이다.
본 발명의 기술적인 분야는 보다 특히 바다에 있는 동안 -165℃에서, 앞뒤로 연결되어 배치되는 바람직하게 메탄 탱커 유형인 선박 및 적어도 하나의 LNG 저장 탱크를 구비하는 부유하는 지지체 사이에서, 즉, 상기 부유하는 지지체와 동일한 길이방향으로 부유하는 지지체로부터 특정 거리에서 액화 천연 가스(LNG)를 전달하는 분야이다.
멀리 해양에 위치해 있는, 외해 내의 석유 생산 지역들에서, 원유 또는 가스와 같은 석유 유체들은 일반적으로 FPSO(부유-생산-저장-하역)로 종종 언급되는 상기 부유하는 지지체 선상에서 회수되고, 처리되고, 저장된다. 원유 및/또는 가스와 같은 석유 유체들은 그런 다음, 석유 생산 지역들로부터 생산물을 회수하기 위해, 예를 들어 매주, 정기적으로 부르는 하역 선박들에 의해 수출된다. 세 가지 기술들은 일반적으로 이러한 목적을 위해 이용된다.
제1 기술은 FPSO로부터 멀리, 즉 약 1000 미터(m) 내지 1500m에 부표(buoy)를 설치하는 것을 포함하며, 부표는 로딩 부표로서 언급되고 해저 파이프에 의해 FPSO에 연결되고, 석유 또는 가스가 상기 해저 파이프를 통해 상기 로딩 부표에 전달된다. 하역 탱커는 그런 다음 상기 로딩 부표 상에 정박시키고 로드(load)는 바다의 표면 상에 부유하는 상기 부표에 연결된 유연한 연결 파이프들을 통해 회수되며, 석유 또는 가스는 그런 다음 하역 탱커에 선적시키기 위해 FPSO 선상에서 펌프에 의해 보내진다.
제2 기술은 하역 탱커가 FPSO 접안으로, 즉 측면이 측면에 가까이 따라가게 하는 것을 포함한다. 그러한 상황들에서, 전달은 포트 내의 전달들에 대한 일반적인 관행인, 힌지-형의 로딩 암들에 의해, 그렇지 않으면 짧은 길이의 유연한 파이프들에 의해 중 하나에 의해 수행된다.
제3 기술은 FPSO와 앞뒤로 연결하여 하역 선박을 위치시키는 것을 포함하고, 즉 하역 선박은 적어도 50m 내지 150m의 안전 거리에서 FPSO의 축 상에 위치를 차지하고 그런 다음 거기에 정박하며, 그 후에 바다 상에 부유하는 그것들의 단부로부터 반대되는 그것들의 단부들에서 탱크에 연결되는 부유하는 지지체로부터 연장하는 부유하는 파이프들의 단부들을 회수하고, 회수된 단부들은 상기 하역 선박 선상에 연결되고 석유 또는 가스는 하역 탱커에 선적시키기 위해 FPSO로부터 펌프에 의해 보내진다.
석유 생산 지역들에서, 일반적으로 로딩 부표를 이용하는 것이 바람직하나, 일반적으로 접안 디바이스, 즉 하역 선박이 FPSO 접안에 배치되는 디바이스, 그렇지 않으면 앞뒤로 연결된 디바이스, 즉 하역 선박이 FPSO와 앞뒤로 연결되어 배치되는 디바이스 중의 어느 하나일 수 있는, 그리고 때때로 그러한 디바이스들 모두일 수 있는 여분의 디바이스들과 결합할 수 있다.
모든 구성들에서, 로딩 부표에 또는 하역 선박 중 어느 하나에 연결된 연결 파이프들은 원유로, 원유 응고(파라핀계유)의 위험이 존재할 때 원유를 대신하는 일반적으로 가솔린인 석유 제품으로 또는 원유 중 어느 하나로 채워진다.
이에 반하여, -165℃에서 LNG 유형의 액화 가스를 전달할 때, 전달 디바이스들은 액화 가스를 위해 적어도 하나의 전진(go) 연결 파이프 및 LNG로 채워짐에 따라 점진적으로 하역 선박의 탱크들로부터 가스를 제거하기 위해, 특히 FPSO 선상에서 재액화될 수 있도록 메탄 가스를 제거하기 위해, 일반적으로 더 작은 직경을 구비하는 리턴 연결 파이프를 포함한다. 게다가, 연결하는 유연한 파이프들은 상기 파이프들 상에 그리고 더 특히 상기 파이프들의 기계적인 연결들 상에 얼음의 형성 및 축적을 방지하도록 하역 후에 실제로 완전히 비워질 필요가 있다. 더욱이, 파이프들은 전달 동안 재기화되는 액체 메탄(LNG)의 양을 제한하기 위해 매우 좋은 단열재를 포함할 필요가 있다. 이것이 이러한 목적을 위해, 첫째 연결 파이프들이 해저 파이프들이 아닌 표면 상에 부유하는 파이프들이고, 둘째 상기 파이프들이 상대적으로 짧은 길이인 접안 및 앞뒤로 연결된 디바이스들을 구비하는 하역 기술들을 이용하는 것이 바람직한 이유이다.
그러나, 오직 매우 온화한 해저 상태들로부터 5m보다 적은 거리에서 그리고 FPSO와 평행한 위치 안으로 하역 선박을 가져올 수 있으므로 접안에 하역하는 것은 매우 어렵다. 거친 바다에서, 전달은 불가능하고, FPSO가 가득 차 있다면 생산을 멈출 필요가 있으며, 이는 문제가 되는 석유 생산 지역들을 개발하는 시설들의 유익성에 대한 심각한 핸디캡을 해당한다. 전달 수단은 그런 다음 종래의 로딩 암들에 의해, 또는 상기 FPSO 선상에 설치되는 유연한 파이프들을 구비하는 디바이스들에 의해 중 어느 하나에 의해 이루어진다. 특허 EP-2 239 190은 이러한 접안에 하역하는 디바이스를 설명한다.
앞뒤로 연결하여 하역하는 것은 훨씬 더 안전하나, 하역 파이프들이 더 길어서 FPSO 선상에서 다루고 저장하기에 더 복잡하다. 이를 위해, 많은 디바이스들이 FPSO 선상에서 유연한 파이프들을 저장하고 안내하기 위해 개발되었다. 그것들 중 일부는 특허 US-4 393 906에서 상세히 설명된 것과 같이, 힌지들 같이 회전하는 조인트들을 포함하는 다수의 단단한 파이프들을 지지하는 힌지 유형의 중요한 캐리어 구조를 이용한다.
다른 해결책들은 특허 WO 01/04041에 설명된 것과 같이, 하역 선박 및 FPSO 사이에서 페스툰(festoons) 내에 배치되는 유연한 파이프들, 또는 회전하는 조인트들을 구비하여 힌지되는 단단한 파이프들을 이용하는 것을 포함한다.
다른 기술 분야는 예를 들어 재기화된 후에 육지로 가스를 전달하기 위해, 또는 로컬 네트워크로 전기를 전달하기 위해 그것을 현지에서 전기로 변환시키기 위해 LNG가 활용 장소에 밀접한 바다에 저장되는 것이다. 그러한 상황들에서, 선박은 LNG의 그것의 적하(cargo)를 하역하기 위해 오며 부유하는 지지체는 FSRU(부유식 저장 재기화 플랜트)로 언급된다.
본 발명의 목적은 지지체 및 앞뒤로 연결되거나 접안 배치되는 메탄 탱커 유형의 선박 사이에 전달들을 수행하기 위해, 특히 상기 지지체로부터 하역 선박으로 하역하기 위해 개선된 전달 디바이스를 제공하는 것이다.
더 특히, 본 발명의 목적은 유연한 파이프들을 지지하고 안내하기 위한 디바이스가 구비되는 바다에서 지지체로부터 연장하는 유연한 파이프들을 이용하는 개선된 전달 디바이스를 제공하는 것이며, 디바이스는 하역 선박 및 상기 지지체 사이에서 유체 전달을 수행하기 위해, 또한 두 개의 전달들 사이에 지지체 선상에서 상기 유연한 파이프들을 저장하기 위해 상기 파이프들의 취급을 수월하게 한다.
해결될 문제는 상기 파이프들이 상기 지지체 선상에서 저장 디바이스의 도움으로 그것들을 복귀시키기 전에 그리고 상기 석유 유체를 하역한 후에 유연한 전달 파이프들의 비움을 촉진시키기 위해, 바다에 설치된 지지체로부터 상기 하역 선박으로 연장하는 석유 유체를 전달하기 위한 파이프들일 때 하역 선박 선상에서 유연한 파이프들의 단부들의 커플링을 수월하게 하는 것이다.
이를 위해, 본 발명은 바다에 설치된 지지체 사이에서 작용하기 위한 전달 디바이스에 관한 것이며, 지지체에는 거기에 연결된 다수의 유연한 파이프들의 제1 단부들을 구비하는 유연한 파이프들을 저장하기 위한 디바이스가 구비되고, 파이프들은 바람직하게 상기 지지체 및 바람직하게 메탄 탱커 유형의 선박 사이에서 연장하며, 상기 파이프들은 바람직하게 메탄 탱커 유형의 상기 선박 선상에 설치되는 제2 연결 및 밸브 디바이스에 연결되기에 적합한 n개의 제1 파이프 부분들을 구비하는 제1 연결 및 밸브 디바이스에 의해 그것들의 제2 단부들에서 서로 연결된다.
보다 정확하게, 본 발명은 지지체에 인접하여 앞뒤로 연결되거나 접안 배치되는 바람직하게 메탄 탱커 유형의 선박 및 상기 지지체 사이에서, 접지되거나 부유하는 방식으로, 바다에 설치되는 지지체로부터 유체를 전달하기 위한 디바이스를 제공하는 것이며, 상기 유체 전달 디바이스는 각각의 상기 유연한 파이프들의 제1 단부가 고정되는 유연한 파이프 저장 디바이스에 의해 상기 지지체 상에 저장되기에 적합하거나 저장되는 다수, n, 개의 유연한 파이프들을 포함하고, 상기 유연한 파이프들은 바람직하게 상기 지지체에 인접하여 앞뒤로 연결되거나 접안 배치되는 메탄 탱커 유형의 선박 및 상기 지지체 사이에서 연장하기에 적합하며, 상기 디바이스는 제1 연결 및 밸브 디바이스를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 유연한 파이프들은 상기 제1 연결 및 밸브 디바이스의 제2 단부들에서 함께 연결되고, 상기 제1 연결 및 밸브 디바이스는 서로에 대해 바람직하게 평행하게 고정되어 유지되는 n개의 바람직하게 단단한 제1 파이프 부분들을 구비하며, n은 적어도 3인 정수이고, 각각의 상기 제1 파이프 부분은,
제1 단부에서, 자동 연결기의 수 또는 암 부분으로 구성되는 제1 파이프 커플링 요소를 포함하고;
그것의 제2 단부에서, 상기 유연한 파이프의 제2 단부에 조립되는, 바람직하게 플랜지인, 제2 커플링 요소를 포함하고;
각각의 상기 제1 파이프 부분은 두 개의 단부들 사이에서 n-1개의 다른 상기 제1 단단한 파이프 부분들의 개별적인 것들과 소통하게 하는 n-1개의 분기 연결들을 포함하고, 각각의 상기 분기 연결은 제1 연락 밸브를 포함하며;
상기 분기 연결 및 상기 제1 커플링 요소 사이에 위치되는 제1 연결 밸브를 포함하고;
상기 제1 파이프 부분들은 바람직하게 그것들이 고정되는 제1 단단한 지지체에 의해 평행하게 유지되고;
상기 제1 연락 밸브들은 바람직하게 버터플라이 밸브들이며 상기 제1 연결 밸브들은 바람직하게 볼 밸브들이다.
상기 제1 커플링 요소 및 상기 분기 연결 사이에 위치되는 각각의 제1 연결 밸브는 밸브가 각각 개방되거나 폐쇄될 때 상기 제1 커플링 요소로부터 또는 제1 커플링 요소를 향해 상기 제1 파이프 부분 내에서 유체가 흐르는 것을 방지하거나 허용하게 하는 데 적합하다.
본 발명의 연결 및 밸브 디바이스는 첫째 상기 유연한 파이프들에 대한 손상을 피하기 위해 및 둘째 상기 저장 디바이스의 도움으로 그것들의 회수를 수월하게 하기 위해, 상기 저장 디바이스의 도움으로 파이프들을 저장하기 전에, 이하에 설명된 것과 같이 상기 하역 선박 및 바다에 설치되는 상기 지지체 사이에서 액체 석유 유체를 하역하기 위해 그것들이 사용된 후에 한 세트의 유연한 파이프들을 퍼지하는 데 특히 유용하다.
바람직하게, 본 발명의 전달 디바이스는 특히 상기 지지체의 일 측면을 향하여, 상기 지지체에 인접하여 앞뒤로 연결되거나 접안 배치되는 바람직하게 메탄 탱커 유형의 상기 선박 선상에 배치되기에 적합하거나 배치되는 제2 연결 및 밸브 디바이스를 더 포함하고, 상기 제1 연결 및 밸브 디바이스는 상기 제2 연결 및 밸브 디바이스에 연결되기에 적합하거나 연결되며, 상기 제2 연결 및 밸브 디바이스는,
n개의 바람직하게 단단한 제2 파이프 부분들을 포함하고;
각각의 상기 제2 파이프 부분은 상기 바람직하게 메탄 탱커 유형의 선박 내부의 제2 탱크와 단부들 중 하나에서 소통하고, 타단에서 제1 보충적인 파이프 커플링 요소를 포함하고, 상기 제1 보충적인 커플링 요소는 상기 제1 커플링 요소와 역행 가능한 커플링 내에서 협력하기에 적합하며, 상기 제1 보충적인 커플링 요소는 개별적으로 바람직하게 암 또는 수 자동 연결기 부분이고;
상기 제2 파이프 부분들은 상기 제1 보충적인 커플링 요소가 상기 제1 커플링 요소와 결합되게 하기 위해 서로에 대해 바람직하게 평행하게 고정된 위치들 내에 유지되고;
각각의 상기 제2 파이프 부분은 개별적으로 개방되거나 폐쇄될 때, 유체가 상기 제1 보충적인 커플링 요소로부터 또는 상기 제1 보충적인 커플링 요소를 향해 상기 제2 파이프 부분 내에서 흐르는 것을 방지하거나 허용하기에 적합한 제2 연결 밸브를 구비하고;
상기 제2 파이프 부분들은 바람직하게 그것들이 고정되는 제2 단단한 지지체에 의해 서로에 대해 평행하게 유지되고;
상기 제2 연결 밸브들은 바람직하게 볼 밸브들이다.
보다 특히, 상기 유연한 파이프들은 적어도 하나의 유연한 파이프, “제1” 유연한 파이프를 포함하고, 바람직하게 적어도 두 개의 유연한 파이프들, 액화 가스가 상기 부유하는 지지체 및 상기 선박의, 바람직하게 메탄 탱커 유형의 적어도 하나의 제2 탱크 사이에서 전달되는, “제1” 및 “제2” 유연한 파이프들을 포함하고, 바람직하게 상기 제1 및 제2 파이프들의 직경보다 작은 직경을 구비하는, 제2 유연한 파이프를 포함하고, 내부에서 제2 탱크의 가스 실링에 대응하는 가스가 특히 상기 제2 탱크의 채움 동안, 상기 제1 탱크에 전달되기에 앞서 상기 지지체 상에 액화 유닛으로 또는 상기 지지체 내부의 제1 탱크로 상기 제2 탱크로부터 전달되기에 적합하다.
특히, 상기 메탄 탱커가 하역 선박이고 상기 액화 가스가 상기 부유하는 지지체로부터 상기 하역 선박으로 하역시키고, 상기 하역 선박 내부에 상기 제2 탱크가 채워지면서 상기 하역 선박으로부터 상기 부유하는 지지체로의 가스 리턴이 점차 발생한다.
보다 특히, 유체 전달 디바이스는, 특히 액체 또는 가스상의 석유 제품은, 상기 지지체, 상기 저장 디바이스, 바람직하게 저장 및 안내 디바이스, 및 적어도 두 개의 상기 유연한 파이프들, 바람직하게 상기 부유하는 지지체에 인접하여 앞뒤로 연결되거나 접안 배치되는 바람직하게 메탄 탱커 유형의 상기 선박 및 상기 지지체 사이에서 연장하는 적어도 세 개의 유연한 파이프들을 포함하고, 상기 유연한 파이프들 중의 적어도 일부는 상기 저장 및 안내 디바이스의 도움으로 저장되고, 상기 유연한 파이프들에는 상기 선박 선상에 배치되기에 적합하거나 배치되는 상기 제2 연결 및 밸브 디바이스에 연결된, 상기 제1 연결 및 밸브 디바이스가 구비된다.
제1 실시예에서, 상기 전달은 상기 지지체로부터 하역 선박으로 언급되는 상기 선박으로 액화 가스를 하역하는 것을 포함한다.
제2 실시예에서, 상기 전달은 공급 선박으로 언급되는, 상기 선박으로부터 상기 지지체 상으로 액화 가스를 선적하는 것을 포함한다. 일반적으로 이것은 전기를 생산하기 위해 사용되도록 또는 가스 형태로 육지에 전달되도록 상기 지지체 내부에서 재기화되는 액화 가스를 선적하는 것과 연관된다. 그러한 상황들에서, 상기 부유하는 지지체는 또한 육지로 전기를 전달하기 위한 변전소 및 상기 가스로부터 전기를 생산하기 위한 유닛을 포함한다. 그러한 상황들에서, 상기 지지체는 바람직하게 바다 바닥 상에 접지되는 지지체이다.
더 특히, 본 발명의 전달 방법에서, 상기 유연한 파이프들은 바람직하게 메탄 탱커 유형의 상기 선박 및 상기 지지체 사이에서 적어도 거리의 부분 위의 표면 상에 부유하는, 부유하는 파이프들이다.
본 발명은 또한 본 발명의 디바이스에 의해 상기 지지체에 인접하여 앞뒤로 연결되거나 접안 배치되는, 바람직하게 메탄 탱커 유형의 선박 및 상기 지지체 사이에서, 접지되거나 부유하는 방식으로, 바다에 설치되는 지지체로부터, 유체, 바람직하게 액체 또는 가스상의 석유 유체를 전달하는 방법을 제공하며, 상기 액체 석유 유체, 바람직하게 액화 천연 가스 LNG가 두 개의 상기 제1 및 제2 유연한 파이프들로 전달되고, 바람직하게 메탄 탱커 유형의 상기 선박 및 상기 지지체 사이에서 바람직하게 액화 천연 가스 LNG인 액체 제품을 전달하기 위해 사용된 상기 제1 및 제2 유연한 파이프들이 다음의 연속적인 단계들을 수행하는 것에 의해 퍼지된다:
a. 상기 제1 및 제2 연결 밸브들을 폐쇄하고, 상기 제1 및 제2 연결 및 밸브 디바이스들을 서로로부터 단절시키는 단계;
b. 상기 제1 연결 및 밸브 디바이스에 조립되는 제2 유연한 파이프 및 상기 제1 유연한 파이프 사이에 적어도 하나의 상기 제1 연락 밸브를 개방하고 상기 지지체로부터 제1 유연한 파이프의 제1 단부 안으로 가스를 주입하는 단계, 다른 상기 제1 연락 밸브들은 폐쇄됨; 및
c. 상기 제1 파이프가 충분히, 바람직하게 실질적으로 완전히 비워졌을 때, 상기 제1 및 제2 유연한 파이프들 사이에 상기 제1 연락 밸브를 폐쇄하는 단계.
잔여 유체로 채워진 상기 파이프의 내측 부피가 상기 파이프의 총 내측 부피의 10% 이하, 바람직하게 5% 이하, 즉 내측 부피가 적어도 90% 비어 있고, 바람직하게 적어도 95%가 비어 있다는 것을 나타내고, 더 바람직하게 그것의 총 내측 부피의 적어도 98%가 비어있을 때, 비움(emptying)이 “충분(sufficient)”하다고 말한다.
방법은 상기 제2 유연한 파이프를 통해 상기 제1 유연한 파이프의 내용물을 비우게 할 수 있으며 c) 단계 이후에 상기 제1 유연한 파이프를 실질적으로 또는 참으로 완전히 비우게 할 수 있다. 반면에, 상기 제1 파이프의 내측 부피가 완전히 비어 있을 때, 비어 있지 않은 상기 제2 파이프의 내측 부피의 15%까지 및 적어도 10%는 일반적으로 여전히 남아 있을 수 있다.
협력하는 턴테이블에 대한 그것의 접근의 높이 및 해수면 사이에 실질적으로 수직 부분에 대응하는 제2 유연한 파이프의 단부 부분이 c) 단계 이후에 중력이 자연스럽게 해수면 아래로 다시 가져오는 경향이 있는 동안 두-상의(two-phase) 유체가 위로 이동하기 때문에 적어도 부분적으로 유체로 채워진 채로 남아 있으므로, c) 단계 이후에 완전히 제2 유연한 파이프를 비우는 것이 특히 어려울 수 있다.
바람직하게, 본 발명의 전달 방법에서, c) 단계 이후에, 상기 제2 파이프는 다음의 연속적인 단계들을 수행하는 것에 의해 완전히 퍼지된다:
d. 퍼지 가스의 흐름 속도가 상기 가스의 속도가 1.5 초당 미터(m/s)보다 크도록, 바람직하게 3m/s보다 크도록, 더 바람직하게 5m/s보다 크도록 상기 제2 파이프보다 작은 직경의 제3 유연한 파이프 및 상기 제2 파이프 사이에 상기 제1 연락 밸브를 개방하고 상기 제2 파이프의 상기 제1 단부 안으로 지지체로부터 가스를 주입하는 단계, 상기 다른 제1 연락 밸브들은 폐쇄됨; 및
e. 상기 제2 파이프가 충분히 비워졌을 때, 바람직하게 실질적으로 완전히 비워졌을 때 상기 제2 및 제3 파이프들 사이에 상기 제1 연락 밸브를 폐쇄하는 단계.
본 실시예에서, 제2 파이프 내에 포함된 액체 유체의 내측 부피가 상기 제3 파이프를 통해 완전히 제거된다는 것은 이해될 수 있다. 상기 제3 파이프가 더 작은 직경을 구비한다는 사실은 일단 상기 제2 파이프가 실질적으로 완전히 비워지면, 특히 e) 단계 후에, 대응하는 턴테이블 위에 그것의 입구 및 해수면 사이에 그것의 실질적으로 수직 부분 내에서, 상기 제3 파이프의 완전한 비움을 촉진시킨다. 모든 세 개의 상기 제1, 제2, 및 제3 파이프들을 비우기 위해 a) 내지 e) 단계들을 조합하여 수행하는 것이 특히 바람직하다.
본 발명에 의해 해결될 다른 문제점은 상기 하역 선박 및 상기 부유하는 지지체 사이에 길이 및 장력을 조절하기 위해, 특히 저장 및 안내 디바이스로부터 상기 하역 선박 및 상기 부유하는 지지체 사이에서 연장하는 다수의 연결 파이프들 사이에 간섭을 피하기 위해 제어되는 방식으로 가능하게 할 수 있는 상기 유연한 파이프들을 저장하고 안내하기 위한 디바이스를 제공하는 것이다.
이를 위해, 본 발명에서 상기 전달 디바이스는 바다에 상기 지지체를 포함하고 바람직하게 그것의 표면 상에, 특히 데크 상에 유연한 파이프들을 저장하고 안내하기 위한 디바이스가 구비되고,
상기 디바이스는,
중첩하여 배치되는 다수의 턴테이블들을 지지하는 제1 캐리어 구조;
상기 턴테이블들의 상부면들 상에 놓이는 증가하는 직경들의 나선형 턴들이 동심으로 나란히 놓여 권선되기에 적합하거나 권선되는 유연한 파이프들;
첫째 상기 저장 및 안내와 함께 회전하여 구동되기에 적합하고 상기 턴테이블 상에 권선되는 유연한 파이프의 턴테이블의 중심에 가장 가까운 제1 단부, 및 둘째 바람직하게 상기 지지체 내부에 적어도 하나의 제1 탱크와 함께 소통하는 상기 턴테이블이 회전하여 구동될 때 정지된 채로 남아 있는 전달 파이프의 단부 사이에 커플링이 이루어지게 하는 회전하는 조인트 커플링; 및
상기 턴테이블들을 떠나는 상기 파이프 부분들이 상기 측면에 평행한 상기 측면에 평행한 상기 수평 방향(Y1Y1')에 대해 그것들의 수직 축 평면들(P1, P2, P3)을 위해 다른 방향들(α1, α2, α3)을 취할 수 있고 다른 높이들에서, 상기 측면에 평행한 수평 방향(Y1Y1') 내의 다른 위치들에서 직선들로 배치되는 방식으로, 상기 턴테이블들 상에 놓이는 남아 있는 파이프 부분들과 연속해서 상기 턴테이블들 외부로 상기 유연한 파이프들의 부분들을 안내하기에 적합한 다수의 안내 수단;
을 포함한다.
보다 정확하게, 상기 지지체는 다수의 상기 유연한 파이프들, 바람직하게 그것들 중 적어도 세 개를 안내하고 저장하기에 적합하고 유연한 파이프들을 저장하고 안내하기 위한 저장 및 안내 디바이스가 그것의 표면 상에 구비되고, 상기 저장 및 안내 디바이스는 다음을 포함한다.
상기 지지체의 일 측면에 근접한 상기 지지체의 데크에 고정되거나 위에 놓이는 제1 캐리어 구조, 상기 제1 캐리어 구조는 중첩하여 배치된 다수의 원형 턴테이블들을 지지함;
각각의 상기 턴테이블들은 서로 별개로 수직 중앙 축(ZZ')에 대해, 바람직하게 동일한 수직 중앙 축(ZZ')에 대해 제1 모터에 의해 작동되는 방식으로 회전하여 구동되기에 적합하고, 각각의 턴테이블은 상기 유연한 파이프가 상기 턴테이블의 상부면 상에 놓이는 증가하는 직경의 나선형 턴들이 동심으로 나란히 놓여 권선될 수 있는 중앙 실린더가 위에 놓여지는 중앙 오리피스를 구비하고 상기 턴테이블의 상기 중앙 오리피스에는 첫째 상기 유연한 실린더 주위에 권선되는 유연한 파이프의 상기 중앙 실린더에 가장 가까운 제1 단부 및 둘째 상기 지지체 내부에서 적어도 하나의 제1 탱크와 소통하는 그것의 타단을 구비하는 정지된 전달 파이프 사이에 커플링을 제공하기에 적합한 회전하는 조인트 커플링이 구비되며, 상기 제1 파이프 단부는 상기 턴테이블과 함께 회전하여 구동되기에 적합함; 및
다수의 안내 수단, 각각의 상기 안내 수단은 다양한 턴테이블들을 떠나는 다양한 상기 파이프 부분들이 직선으로 배치되는 방식으로, 상기 턴테이블 상에 권선된 파이프의 부분과 연속하여 각각의 상기 턴테이블의 개별적인 것을 떠나는 상기 파이프의 부분을 안내하기에 적합하고, 다른 높이들에서, 상기 측면에 평행한 수평 방향(Y1Y1')을 따라 다른 위치들 내에서 오프셋되고 상기 측면에 평행한 상기 수평 방향(Y1Y1')에 대해 그것들의 수직 축 평면들을 위해 다른 방향들(α1, α2, α3)을 취할 수 있음.
턴테이블을 떠나는 파이프 부분이 특히 권선 또는 권선 해제 동안, 권선된 파이프의 마지막 턴과 연속하여 권선 해제된 파이프 부분에 대응한다는 것이 이해될 수 있다.
본 발명의 저장 및 안내 디바이스는 특히 상기 부유하는 지지체 및 상기 하역 선박 사이에서 상기 파이프의 배치 전에 또는 후에 각각 파이프를 권선 또는 권선 해제 하는 동안, 파이프들이 서로 타격하거나 서로 간섭하는 것을 방지하기 위해, 제2 선박, 특히 하역 선박으로 이끄는 상기 유연한 파이프들의 제2 단부들 및 상기 턴테이블들 사이에 그것들의 길이들 및/또는 장력들을 별개로 조절하기 위해 그리고 서로에 대해 턴테이블들을 떠나는 다양한 파이프들을 위치시키기 위해 특히 이롭다.
다양한 턴테이블들의 회전의 독립적인 조절은 다양한 턴테이블들 상에 권선된 다양한 유연한 파이프들이 다른 직경들로 이루어지고 파이프들이 권선되고 권선 해제되는 동안 상기 턴테이블들을 떠날 때 실질적으로 일정한 길이 또는 장력을 유지하도록 다른 권선 또는 권선 해제 속도를 요구할 때 특히 유용하고 이롭다.
이것은 특히 본 발명의 부유하는 지지체로부터 하역 선박으로 LNG 유형의 액화 가스를 전달할 때 적용하며, 일반적으로 더 작은 직경의 다른 유연한 파이프는 이하에 설명된 것과 같이 상기 하역 선박으로부터 상기 부유하는 선박으로 다시, 탱크들 내의 가스 실링들(ceilings)에 대응하는 가스 상태 내의 가스를 전달하기 위해 사용되고 있다.
배(선박 또는 부유하는 지지체)에서, “측면(side)”이라는 용어는 여기에서 배의 헐(hull)의 외부 벽, 즉 길이방향으로 연장하는 헐의 측벽뿐만 아니라 그것의 길이방향 단부들에서 횡방향 벽들, 즉 상기 배의 보우(bow) 및 스턴(stern) 벽들을 의미하는 것으로 사용된다.
“유연한 파이프(flexible pipe)”라는 용어는 여기에서 미국 석유 협회(API)에 의해 발표된 표준 문서들, 특히 참고문헌 API 17J 및 API RP 17 B에서 설명되고 또한 당업자들에게 공지된 “호스들(hoses)”과 같이 공지된 파이프로 사용된다. 그러한 호스들은 프랑스에서 공급업체 Coflexip에 의해 판매되고 제작된다. 그러한 유연한 파이프들은 일반적으로 파이프 내부의 압력을 견디는 층들과 결합되고, 일반적으로 스틸 또는 복합 물질로 만들어지고 내부의 가득 찬 압력을 견디기 위해 열가소성 파이프 내부에서 나선형 턴들을 접촉하여 권선된 스트립들의 형태로 되며, 관 형상의 열가소성 층 위에 외부 강화와 결합되고 턴들이 닿으며 나선형으로 권선되나, 더 긴 피치로, 즉 특히 15° 내지 55°내에 놓이는, 나선을 위해 더 작은 경사각을 구비하는 스트립들의 형태로 되는 열가소성 물질의 내부 밀폐 층을 포함한다.
“유연한 파이프(flexible pipe)”라는 용어는 여기에서 미국 석유 협회(API)에 의해 발표된 표준 문서들, 특히 참고문헌 API 17J 및 API RP 17 B에서 설명되고 또한 당업자들에게 공지된 “호스들(hoses)”과 같이 공지된 파이프로 사용된다. 그러한 호스들은 프랑스에서 공급업체 Coflexip에 의해 판매되고 제작된다. 그러한 유연한 파이프들은 일반적으로 파이프 내부의 압력을 견디는 층들과 결합되고, 일반적으로 스틸 또는 복합 물질로 만들어지고 내부의 가득 찬 압력을 견디기 위해 열가소성 파이프 내부에서 나선형 턴들을 접촉하여 권선된 스트립들의 형태로 되며, 관 형상의 열가소성 층 위에 외부 강화와 결합되고 턴들이 닿으며 나선형으로 권선되나, 더 긴 피치로, 즉 특히 15° 내지 55°내에 놓이는, 나선을 위해 더 작은 경사각을 구비하는 스트립들의 형태로 되는 열가소성 물질의 내부 밀폐 층을 포함한다.
보다 더 특히, 본 발명의 전달 디바이스에서, 각각의 안내 수단은 상기 턴테이블 상에 놓이는 권선된 파이프 부분과 연속하여 턴테이블을 떠나는 상기 상류 파이프 부분 및 상기 측면 옆에 실질적으로 수직 위치 내의 상기 파이프의 하류 부분 사이에 중간에 구부러진 파이프 부분을 지지하기에 적합하도록 각각의 상기 턴테이블들 중 개별적인 것을 향하는 다른 높이에 위치되고, 상기 상류 파이프 부분은 상기 권선된 파이프 부분이 권선되는 상기 턴테이블의 상부면의 표면에 대해 실질적으로 접선방향인 가상 평면(P) 상에서 연장하는 턴테이블을 떠나고, 상기 측면 옆에 실질적으로 수직 위치들 내의 다양한 하류 파이프 부분들은 상기 도르래들을 떠날 때 상기 측면에 평행한 상기 방향(Y2Y2')으로 서로에 대해 오프셋되는 위치들 내에 배치된다.
보다 더 특히, 각각의 상기 안내 수단은 수평의 제1 회전축(Y1Y1')에 대해 회전하도록 장착되는 도르래를 포함하고, 상기 도르래는 또한 도르래의 직경을 따라 연장하는 수직의 제2 회전축(Z1Z1')에 대해, 바람직하게 자유롭게, 회전하기에 적합하며, 각각의 상기 도르래가 회전하는 상기 제1 회전축은 바람직하게 제2 모터에 의해, 바람직하게 각각의 상기 턴테이블의 상기 제1 모터와 동조하여 제어된다.
그러므로, 상기 도르래가 그것의 수직의 제2 회전축(Z1Z1')에 대해 회전하기에 자유로우므로, 그리고 그것의 수평의 제1 회전축(Y1Y1')에 대한 상기 도르래의 상기 동조의 모터로 구동되는 회전에 의해, 상기 도르래에 의해 지지되는 상기 구부러진 중간 파이프 부분은 턴테이블을 떠나는 상기 상류 파이프 부분으로서 실질적으로 수직 평면(P1, P2, P3) 내에 영구적으로 남아 있을 수 있으며, 다양한 평면들(P1, P2, P3)은 그 위에 권선되는 파이프들의 마지막 턴들의 단부들과 접선 방향의 정렬로 그리고 연속하여 상기 턴테이블들에 도달하기 위해 상기 방향(Y1Y1')에 대해 다른 각도들(α1, α2, α3)에 향해지고, 파이프들은 그것들이 상기 중앙 실린더들에 대해 권선 또는 권선 해제되면서 점차 적절하게 감기게 할 수 있다.
수직의 축 평면(P1, P2, P3)이 파이프의 상류 및 중간 부분들이 위치되는 공통의 실질적으로 수직 평면인 반면, 실질적으로 수직 위치 내의 하류 파이프 부분의 축 평면이 동일한 수직 평면 내에 반드시 위치되는 것은 아니라는 것은 이해될 수 있다.
본 발명의 부유하는 지지체의 변형된 실시예에서, 상기 안내 수단은 슈트들(chutes)로만 구성된다.
보다 더 특히, 다양한 도르래들이 다른 높이들에서 상기 측면에 평행한 상기 수평 방향(Y1Y1') 내에서 서로에 대해 나란히 오프셋되어 배치되며, 각각의 도르래의 상부는 바람직하게 상기 턴테이블의 상부면에 대해 접선 방향인 평면(P)과 실질적으로 동일한 높이에 위치된다.
상기 측면 옆에 실질적으로 수직 위치들 내의 다양한 하류 파이프 부분들은 상기 도르래들로부터의 출구에서 상기 측면에 평행한 상기 방향(Y1Y1')으로 나란히 배치되고, 각각의 도르래는 바람직하게 상기 측면에 고정되는 그것의 상기 제2 캐리어 구조의 상기 부분에 대해 높이 조절 가능하다는 것은 이해될 수 있다.
보다 더 특히, 각각의 도르래는 상기 측면에 평행한 상기 수평 방향(Y1Y1')으로 다른 위치에서 공통 측면에 고정되고 상기 부유하는 지지체 외측에 배치되는 제2 캐리어 구조에 의해 지지되고, 각각의 도르래는 상기 측면에 고정되는 그것의 제2 캐리어 구조의 부분에 대해 상기 수직의 제2 회전축(Z1Z1')에 대해 회전하도록 장착된다.
보다 더 특히, 각각의 상기 턴테이블은 상기 캐리어 구조의 요소들에 의해 개별적으로 지지되거나 함께 협력하기에 적합한 휠들과 그것의 하부면 상에서 협력하거나 휠들을 포함하고, 각각의 상기 턴테이블은 상기 중앙 오리피스에 베어링을 포함하며, 상기 베어링은 상기 캐리어 구조에 고정되고 상기 턴테이블이 상기 제1 캐리어 구조에 대해 회전하게 하기에 적합하다.
변형된 실시예들에서, 상기 턴테이블들은 다음과 같을 수 있다:
적어도 하나의 상기 턴테이블은 평면이고 수평인 상부면을 구비한다;
적어도 하나의 상기 턴테이블은 정점(apex)에서 바람직하게 160°내지 178°범위 내에 놓이는 각도(γ)를 구비하는, 오목한 원뿔대 형상의 상부면을 구비한다; 및
적어도 하나의 상기 턴테이블은 정점에서 바람직하게 160°내지 178°범위 내에 놓이는 각도(γ)를 구비하는, 볼록한 원뿔대 형상의 상부면을 구비한다.
“오목한(concave)” 또는 “볼록한(convex)”이라는 용어는 여기에서 상기 원뿔의 가상의 정점이 상기 원뿔대 형상의 표면 위에 개별적으로 또는 아래에 놓인다는 것을 가리키도록 원뿔대 형상으로 사용된다. 수평에 대한 원뿔 각도(α)가 1° 내지 10° 범위 내에 놓인다는 것은 이해될 수 있다.
볼록한 또는 오목한 원뿔대 형상의 턴테이블은 파이프가 이하에 설명되는 것과 같이, 그것의 상기 턴테이블 상에 권선되고 저장될 때, 액체, 특히 액화 가스로 채워지는 유연한 파이프로부터 잔여의 로드를 퍼지하기에 유용하다.
본 발명의 전달 방법의 다른 특징들에 따라, 상기 저장 디바이스는 모든 상기 유연한 파이프들이 충분히 퍼지될 때, 중첩하여 배치되는 다수의 턴테이블들을 포함하고, 모든 상기 유연한 파이프들의 제2 단부들이 물 위에 있을 때까지, 바람직하게 상기 제1 연결 및 밸브 디바이스가 상기 유연한 파이프들 중의 하나와 협력하는 턴테이블들 중 가장 낮은 것 바로 아래로 와서, 상기 유연한 파이프들은 다시 권선된다.
상기 제1 밸브 및 연결 디바이스가 상기 유연한 파이프들을 다시 권선하도록 요구될 때 그것이 협력하는 모든 상기 제1 유연한 파이프들의 상기 제2 단부들에 영구적으로 고정된 채로 남아 있고, 상기 제1 연결 및 밸브 디바이스가 물보다 위에, 바람직하게 가장 낮은 턴테이블의 높이에 남아있는다는 것은 이해될 수 있다.
보다 더 특히, 본 발명의 전달 방법에서,
상기 제1 파이프는 위에 정의된 것과 같이 볼록한 상기 턴테이블 상에 권선되고; 및/또는
액체를 운송하기 위해 사용되는 상기 제2 및 제3 파이프들 중의 적어도 하나, 및 바람직하게 액체를 운송하기 위해 사용되는 상기 제2 및 제3 파이프들을 모두는 위에 정의된 것과 같이 오목한 형상의 상기 원뿔대 형상의 턴테이블 상에 권선된다.
상기 제2 및 제3 파이프들 내의 잔여의 액체는 파이프가 권선되는 동안 잔여의 중력 하에서 상기 파이프들의 상기 낮은 제1 단부들을 통해 탱크를 향해 흐를 수 있다는 것이 이해될 수 있다.
본 명세서 내에 포함되어 있음.
본 발명의 다른 특징들 및 이점들은 다음의 도면들을 참조하여 그리고 비-제한적인 예시에 의해 이루어지는 상세한 설명을 통하여 더 잘 나타내진다:
도 1a는 LNG를 저장하고 생산하기 위한 FPSO 유형의 부유하는 지지체(1, 1-1)의 측면도이며, 소위 “앞뒤로 연결된” 구성으로, 메탄 탱커 유형의 하역 선박(2)으로 여기에서 언급되는, 선박으로 하역으로 동안 도시되고, FPSO에는 본 발명의 유연한 파이프 저장 및 안내 디바이스(4)가 구비된다;
도 1b는 육지로 전기를 전달하기 위한 변전소와 함께 재기화 및 전기 생산 유닛(1d)을 포함하고 바다 바닥(21) 상에 접지되는 FSRU 유형의 지지체(1, 1-2)의 측면도이고, “앞뒤로 연결된” 구성으로 공급 선박으로 언급되는 메탄 탱커 유형의 선박으로부터 하역하는 동안 도시되고, 상기 부유하는 지지체에는 본 발명의 유연한 파이프 저장 및 안내 디바이스(4)가 구비된다;
도 1c는 LNG를 생산하고 저장하기 위한 FPSO 유형의 유형의 부유하는 지지체(1-1)의 측면도이며, “접안” 구성으로 언급되는 구성으로 메탄 탱커 유형의 하역 선박(2)으로 하역하는 동안 도시되고, FPSO에는 본 발명의 유연한 파이프 저장 및 안내 디바이스(4)가 구비된다;
도 1d는 상기 유연한 파이프들이 물 위에 있는 상기 제1 연결 디바이스(13-1)에 의해 저장 및 안내 디바이스(4) 위에 다시 권선되는 부유하는 지지체의 측면도이다;
도 2는 부분적으로 절단된 측면도이며, 세 개의 대칭인 턴테이블들(4-1)을 구비하는 본 발명의 저장 및 안내 디바이스(4)를 도시하며, 도 2는 상기 안내 수단을 이루는 다양한 요소들이 보다 명확하게 보여질 수 있도록 중앙 턴테이블을 향하는 도르래를 구비하는 오직 하나의 단일의 유연한 파이프 안내 수단(10)을 도시한다;
도 3은 그것들이 고정되는 측면(1d)에 평행한 수평 방향(Y1Y1')으로 서로로부터 오프셋되는 세 개의 안내 수단(10-1a, 10-1b, 및 10-1c)이 구비되는 저장 및 안내 디바이스를 도시하는 도 2의 평면도이고; 상기 상부 턴테이블(4-1a)은 턴테이블들을 떠나는 파이프 부분들(3-2)의 방향의 다양한 가능한 각도들을 도시하기 위해, 턴테이블을 떠나는 파이프 부분(3-2)과 함께 연속하여 그 위에 보통 나선형으로 권선되는 파이프 부분 없이 도시된다;
도 3a는 그 위에 도시되는 나선형으로 권선된 유연한 파이프 부분(3)을 구비하는 도 3의 턴테이블의 평면도이고, 도르래(10-1)는 도 2의 AA'에 대해 절단되어 도시된다;
도 4a, 4b, 및 4c는 오목한 원뿔대 형상의(도 4a), 볼록한 원뿔대 형상의(도 4b), 또는 평면 형상의(도 4c) 상부면을 구비하는 턴테이블의 측면도이고, 유연한 파이프가 상기 저장 턴테이블로부터 출구에서 안내 수단(10) 주위에서 구부러지고 그 위에 나선형으로 권선된다;
도 5a 및 5b는 하역 선박(2) 선상에 배치되는 제2 연결 디바이스(13-2)에 연결되는 세 개의 유연한 파이프들의 단부들에서 제1 연결 및 밸브 디바이스(13-1)를 포함하는, 한 세트의 세 개의 유연한 파이프들을 위한 연결 및 밸브 디바이스(13-1)의 평면도이고(도 5a); 상기 제1 및 제2 연결 및 밸브 디바이스들(13-1 및 13-2)은 상기 파이프를 퍼지하기 위해 단절된다(도 5b);
도 6은 도 5a 내의 BB 상의 구역 내에서 상기 제1 연결 및 밸브 디바이스를 도시하는 정면도이다;
도 7a, 7b, 7c, 및 7d는 상기 유연한 파이프들을 퍼지하기 위해, 제1 연결 및 밸브 디바이스(13-1)의 다양한 밸브들이 폐쇄될 때 유연한 파이프들 사이에서 유체 흐름을 위한 다양한 가능한 배치들을 도시하는 도식도이다; 및
도 8a 및 8b는 상기 파이프가 퍼지되는 동안 볼록한 형상의 턴테이블로부터 하역 선박(2)으로 LNG를 전달하기 위한 유연한 파이프(3b, 3c)를 도시하고 (도 8a) 퍼지되는 동안 오목한 형상의 턴테이블과 함께 협력하는 가스를 리턴하기 위한 유연한 파이프(3a)를 도시한다.
도 1a는 LNG를 저장하고 생산하기 위한 FPSO 유형의 부유하는 지지체(1, 1-1)의 측면도이며, 소위 “앞뒤로 연결된” 구성으로, 메탄 탱커 유형의 하역 선박(2)으로 여기에서 언급되는, 선박으로 하역으로 동안 도시되고, FPSO에는 본 발명의 유연한 파이프 저장 및 안내 디바이스(4)가 구비된다;
도 1b는 육지로 전기를 전달하기 위한 변전소와 함께 재기화 및 전기 생산 유닛(1d)을 포함하고 바다 바닥(21) 상에 접지되는 FSRU 유형의 지지체(1, 1-2)의 측면도이고, “앞뒤로 연결된” 구성으로 공급 선박으로 언급되는 메탄 탱커 유형의 선박으로부터 하역하는 동안 도시되고, 상기 부유하는 지지체에는 본 발명의 유연한 파이프 저장 및 안내 디바이스(4)가 구비된다;
도 1c는 LNG를 생산하고 저장하기 위한 FPSO 유형의 유형의 부유하는 지지체(1-1)의 측면도이며, “접안” 구성으로 언급되는 구성으로 메탄 탱커 유형의 하역 선박(2)으로 하역하는 동안 도시되고, FPSO에는 본 발명의 유연한 파이프 저장 및 안내 디바이스(4)가 구비된다;
도 1d는 상기 유연한 파이프들이 물 위에 있는 상기 제1 연결 디바이스(13-1)에 의해 저장 및 안내 디바이스(4) 위에 다시 권선되는 부유하는 지지체의 측면도이다;
도 2는 부분적으로 절단된 측면도이며, 세 개의 대칭인 턴테이블들(4-1)을 구비하는 본 발명의 저장 및 안내 디바이스(4)를 도시하며, 도 2는 상기 안내 수단을 이루는 다양한 요소들이 보다 명확하게 보여질 수 있도록 중앙 턴테이블을 향하는 도르래를 구비하는 오직 하나의 단일의 유연한 파이프 안내 수단(10)을 도시한다;
도 3은 그것들이 고정되는 측면(1d)에 평행한 수평 방향(Y1Y1')으로 서로로부터 오프셋되는 세 개의 안내 수단(10-1a, 10-1b, 및 10-1c)이 구비되는 저장 및 안내 디바이스를 도시하는 도 2의 평면도이고; 상기 상부 턴테이블(4-1a)은 턴테이블들을 떠나는 파이프 부분들(3-2)의 방향의 다양한 가능한 각도들을 도시하기 위해, 턴테이블을 떠나는 파이프 부분(3-2)과 함께 연속하여 그 위에 보통 나선형으로 권선되는 파이프 부분 없이 도시된다;
도 3a는 그 위에 도시되는 나선형으로 권선된 유연한 파이프 부분(3)을 구비하는 도 3의 턴테이블의 평면도이고, 도르래(10-1)는 도 2의 AA'에 대해 절단되어 도시된다;
도 4a, 4b, 및 4c는 오목한 원뿔대 형상의(도 4a), 볼록한 원뿔대 형상의(도 4b), 또는 평면 형상의(도 4c) 상부면을 구비하는 턴테이블의 측면도이고, 유연한 파이프가 상기 저장 턴테이블로부터 출구에서 안내 수단(10) 주위에서 구부러지고 그 위에 나선형으로 권선된다;
도 5a 및 5b는 하역 선박(2) 선상에 배치되는 제2 연결 디바이스(13-2)에 연결되는 세 개의 유연한 파이프들의 단부들에서 제1 연결 및 밸브 디바이스(13-1)를 포함하는, 한 세트의 세 개의 유연한 파이프들을 위한 연결 및 밸브 디바이스(13-1)의 평면도이고(도 5a); 상기 제1 및 제2 연결 및 밸브 디바이스들(13-1 및 13-2)은 상기 파이프를 퍼지하기 위해 단절된다(도 5b);
도 6은 도 5a 내의 BB 상의 구역 내에서 상기 제1 연결 및 밸브 디바이스를 도시하는 정면도이다;
도 7a, 7b, 7c, 및 7d는 상기 유연한 파이프들을 퍼지하기 위해, 제1 연결 및 밸브 디바이스(13-1)의 다양한 밸브들이 폐쇄될 때 유연한 파이프들 사이에서 유체 흐름을 위한 다양한 가능한 배치들을 도시하는 도식도이다; 및
도 8a 및 8b는 상기 파이프가 퍼지되는 동안 볼록한 형상의 턴테이블로부터 하역 선박(2)으로 LNG를 전달하기 위한 유연한 파이프(3b, 3c)를 도시하고 (도 8a) 퍼지되는 동안 오목한 형상의 턴테이블과 함께 협력하는 가스를 리턴하기 위한 유연한 파이프(3a)를 도시한다.
도 1a는 외해 내의 가스 생산 지역 상에 정박되는(1a) FPSO 유형의 본 발명의 부유하는 지지체(1)의 측면도이다.
상기 FPSO는 그것의 헐(hull) 내부에 포함되는 LNG를 저장하기 위해 제1 탱크들(11)과 함께 가스를 액화시키고 처리하기 위한 장비(1b)를 구비한다.
메탄 탱커 유형의 하역 선박(offloading ship; 2)은 상기 FPSO의 축 상에 실질적으로 앞뒤로 연결되어 위치되며 유연한 파이프들(3)을 저장하고 안내하기 위해 본 발명의 저장 및 안내 디바이스(4)에 의해 다뤄지는 한 세트의 세 개의 유연한 파이프들(3A, 3B, 및 3C)에 의해 거기에 연결되고, 디바이스는 이하에 상세히 설명된다.
상기 유연한 파이프들(3)은 공급업자 Trelleborg(프랑스)에 의해 제작되고 판매되는 유형의 부유하는 유연한 파이프들이며, 열가소성 물질들 또는 가황 처리된 엘라스토머들과 함께 금속 또는 복합물질 강화에 의해 반드시 구성된다.
액화 가스의 하역 전달을 위한 그러한 파이프들은 일반적으로 250 밀리미터(mm) 내지 600mm의 범위 내에 놓이는 내측 직경들, 및 400mm 내지 1000mm의 범위 내의 외측 직경들을 구비한다. 그것들은 일반적으로 12m의 길이로 제작되며 그것들은 120m 내지 250m 내에 놓이는 길이들을 획득하기 위해 플랜지들이 구비되는 그것들의 단부들을 통해 함께 조립된다. 동일한 방식으로, 이하에 설명되는 방식으로 부유하는 지지체(1) 및 하역 선박(2) 사이에서 가스상의 상태 내의 가스의 리턴(return) 전달을 위한 파이프들은 동일한 총 길이들을 구비하나 바람직하게 150mm 내지 400mm 범위 내에 놓이는 내측 직경을 구비하는 더 작은 직경을 가진다.
특정 상황들 하에서, LNG 전달 파이프들과 동일한 파이프들을 구비하는 것이 가스 리턴을 위해 바람직할 수 있으며, 모든 요소들이 동일하므로, 여분의 부품들을 비축하는 관점에서 이점이 있다.
도 2는 유연한 파이프들(3)을 저장하고 안내하기 위한 디바이스(4)를 부분적으로 절단한 측면도이다. 저장 디바이스는 바람직하게 공통의 수직 회전축(ZZ') 상에, 중첩하여 배치되는 다수의, 이 예시에서 세 개의 턴테이블들(turntables; 4-1, 4a, 4b, 4c)에 의해 구성된다.
세 개의 턴테이블들(4-1)은 그것의 길이방향 단부들 중 하나에서 그리고 측면(1d)에 근접한 부분하는 지지체(1)의 데크(deck; 1c) 상에 놓이는 제1 캐리어 구조(first carrier structure; 5)에 의해 지지된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 이 예시에서 제1 캐리어 구조(5)는 8개의 수직 포스트들(5b)을 구비하고, 수직 포스트들(5b)은 다른 높이들에서 제1 수평 빔들(5c)에 의해, 그리고 정반대로 반대되는 수직 포스트들(5b) 사이에 정반대로 그리고 방사상으로 배치되는 제2 수평 빔들(5a)에 의해 함께 연결된다. 상기 수평 빔들(5a)은 세 개의 다른 높이들에서 수평 캐리어 구조들을 구성하며, 각각은 세 개의 턴테이블들(4-1) 중 하나를 지지하기에 적합하다.
그것의 중심에서, 각각의 상기 턴테이블들은 베어링(4-4), 예를 들어 롤러 베이링과 함께 오리피스(orifice; 4-2)를 구비하고, 상기 베어링은 상기 수평 캐리어 구조(5a)에 부분적으로 고정되며 이하에 설명되는 휠들(wheels; 4-5) 및 제1 모터(6)의 도움으로 그것의 중앙 회전축(ZZ')에 대해 턴테이블의 상기 회전을 가능하게 한다.
각각의 턴테이블(4-1)은 그것의 주변부(periphery)에서, 바람직하게 그것의 주변부 주위에 균일하게 분포되는, 일련의 휠들(4-5)에 의해 그것의 바닥면을 통해 지지되고, 상기 휠들(4-5)의 지지체들(4-5a)은 상기 수평 캐리어 구조(5a)에 고정된다.
각각의 턴테이블(4-1)은 상기 턴테이블(4-1)에 고정되는 치형의(toothed) 휠(6-1)과 함께 협력하는 기어를 운송하는 출구 샤프트(outlet shaft)에 회전 구동을 전달하는 제1 모터(6), 바람직하게 유압 모터에 의해 그것의 수직 축(ZZ')에 대해 회전되어, 상기 출구 샤프트 그 자체가 회전하여 구동될 때 상기 턴테이블이 회전하여 구동된다.
중앙 실린더(4-3)는 각각의 상기 턴테이블들 내의 상기 오리피스(4-2)의 상부에 배치된다. 상기 중앙 실린더(4-3)의 외측 반경은 상기 턴테이블 상에 나란히 놓이는 나선형 턴들(turns)에 관하여 동심으로 권선되는 상기 유연한 파이프의 최소 곡률 반경보다 크다. 상기 중앙 실린더(4-3)는 상기 턴테이블(4-1)에 고정된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 당업자들에게 공지된 유형의 회전하는 조인트 커플링(rotary joint coupling; 7)은 각각의 상기 턴테이블(4-1)의 축(ZZ') 상에 설치된다.
그것은 상기 중앙 실린더(4-3)의 벽에 대항하여 오는 단부와 함께 상부 굴곡부(top bend; 7-2)가 구비되는 상부 부분을 구비하는 회전하는 조인트 프로퍼(rotary joint proper; 7-1)에 의해 구성된다. 상부 굴곡부(7-2)의 단부는 상기 턴테이블(4-1)이 회전하여 구동될 때 상기 중앙 실린더(4-3) 주위에서 그리고 상기 중앙 실린더(4-3)에 대항하여 나선형으로 권선되는 유연한 파이프(3)의 제1 단부(3-1)에서 (7a)에 누설밀봉(leaktight) 방식으로 연결된다. 회전하는 조인트(7-1)의 바닥 부분은 상기 상부 굴곡부(7-2)가 상기 턴테이블(4-1)의 회전에 의해 회전하여 구동되는 동안 정지된 채로 남아 있는 바닥(7-3)을 포함한다. 바닥 굴곡부(7-3)는 그 자체로 누설밀봉 방식으로 제1 탱크(11)로부터 오는 LNG가 FPSO(1)로 가져가지게 하는, FPSO(1)의 제1 탱크(11), 그렇지 않으면 상기 하역 선박(2)으로부터 오는 가스가 재기화 유닛에 리턴되게 하는, FPSO 선상에서 재기화 유닛 중 어느 하나에 연결되는 타단을 구비하는 전달 파이프(8)의 단부(8-1)에 연결된다.
모든 다양한 전달 파이프들(8)은 다양한 턴테이블들(4-1)의 개별적인 중앙 오리피스들(4-2)을 통과한다.
각각의 유연한 파이프(3, 3a-3b-3c)는 안내 수단(10)에 의해 안내되며, 그것 중의 하나만 도 2에 도시되고, 각각의 안내 수단(10)은 수평의 제1 회전축(Y1Y1')에 대해 빠르게 회전하기에 적합하고 실질적으로 수직 축 평면 내에 배치되는 도르래(sheave; 10-1)를 포함한다.
도르래(10-1)는 상기 도르래 주위에서 권선될 상기 유연한 파이프(3)의 최소 곡률 반경보다 큰 반경을 가진다.
상기 도르래들(10-1, 10-1a, 10-1b, 10-1c)은 각각의 상기 도르래들 내의 홈이 상부면(4-1a)에 대해 접선 방향인 가상 평면(P)과 실질적으로 동일한 높이에 가장 높은 지점을 구비하는 방식으로 상기 턴테이블들(4-1) 중 개별적인 것들을 향하고 근접하게 배치되고, 가상 평면(P)은 상기 턴테이블을 떠나는 파이프 부분(3-2) 위에 놓인다.
즉, 상기 원형 턴테이블(4-1)의 상부면(4-1a)을 구성하는 회전의 표면을 위한 발전기 라인(generator line)은 그것의 가장 높은 지점에서 상기 도르래의 홈에 대해 접선 방향이다.
이러한 방식으로, 상기 턴테이블(4-1)을 떠나는, 즉 상기 턴테이블(4-1) 상에 권선되는 마지막 턴과 연속하여, 유연한 파이프 부분(3-2)은, 그것의 수평축(X1X1')에 대해 상기 도르래(10-1)의 회전 동안 그리고 상기 턴테이블(4-1)의 회전 동안 상기 파이프를 권선 및 권선 해제의 작동들 동안 보다 정확하게 안내된다.
각각의 도르래(10-1)는 도 3의 도르래(10-1a)가 회전하는 제1 회전축(Y1Y1') 상에 배치되는 수평 허브(hub)를 지지하는 포크(fork)에 의해 그것의 상단에서 끝나는 수직 지지체(10-3)를 포함하는 제2 캐리어 구조(10-1)에 고정되고, 상기 수직 지지체(10-3)는 상기 측면(1d) 상에 FPSO(1)의 헐 그 자체에 고정되는 구조(10-5) 상에 놓이는 정지된 파일런(stationary pylon; 10-4)의 상부에 수직의 제2 회전축(Z1Z1')에 대해 회전하도록 힌지된다. 상기 수직 지지체(10-3)는 그것의 수직 축(Z1Z1')에 대해 자유롭게 회전하도록 힌지될 수 있으므로, 상기 도르래(10-1)는 상기 수직의 제2 회전축(Z1Z1')에 대해 회전하기에 적합하다.
더욱이, 도르래(10-1)를 지지하는 수직 지지체(10-3)는 그것이 배치되는 턴테이블(4-1)의 상부면에 대해 접선 방향인 평면에 대해 도르래의 상부의 위치를 조절하기 위해 수직으로 이동되기에 적합하다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 도르래(10-1)의 제2 회전축(Z1Z1')에 대한 그러한 회전은 상기 턴테이블 상에 권선되는 파이프의 마지막 턴의 접촉의 마지막 지점이 두 개의 제한 지점들(limit points; O 및 M) 사이에서 턴테이블의 중심으로부터 멀리 이동함에 따라 점차 발생하며, 도 3에 도시된 바와 같이, O는 (파이프가 완전히 권선 해제된) 실린더(4-3)에 가장 가까운 지점이고, M은 (파이프가 완전히 권선된) 턴테이블의 주변부에 가장 가까운 지점이다.
또한 도 3에서, 세 개의 도르래들(10-1: 10-1a, 10-1b, 및 10-1c)은 측면(1d)에 평행한 수평 방향(Y1Y1')으로 서로로부터 오프셋(offset)된다. 게다가, 세 개의 도르래들(10-1a, 10-1b, 및 10-1c)의 실질적으로 수직한 축 평면들(P1, P2, 및 P3)은 개별적으로 상기 방향(Y1Y1')에 대해 변화 가능한 방향 각도들(α1, α2, α3)을 구비할 수 있다. 세 개의 도르래들의 상기 실질적으로 수직한 축 평면들(P1, P2, 및 P3)은,
상기 도르래(10-1)의 입구 위로 지나기 위해 상기 턴테이블(4-1)을 떠나는 상기 파이프 부분(3-2)이 M에서 상기 턴테이블(4-1)의 주변부에 마지막으로 권선되는 턴과 동일한 높이인 제1 제한 위치; 및
턴테이블을 떠나는 파이프 부분(3-2)이 중앙 실린더(4-3)에 근접한 상기 제1 유연한 파이프 단부(3-1)의 위치에 대응하는 지점(O)와 동일한 높이인 각각의 도르래들(10-1)의 상기 회전을 위한 제2 제한 위치;
사이에서 개별적인 각도들(β1, β2 및 β3)을 통해 상기 제2 회전축에 대하여 회전할 수 있다.
세 개의 도르래들의 상기 축 평면들(P1, P2, 및 P3)은 또한 개별적으로 각각의 상기 도르래들 및 각각의 상기 턴테이블들 사이에서 연장하는 세 개의 상류(upstream) 파이프 부분들의 실질적으로 수직한 축 평면들에 대응한다.
각각의 도르래(10-1)는 바람직하게 각각의 상기 도르래들(10-1)이 그것의 수평인 상기 제1 회전축(Y1Y1')에 대해 회전하기 위해 구동되게 하고 상기 도르래에 고정되는 치형의 링(toothed ring; 미도시)과 협력하는, 제2 모터(10-6)에 의해, 바람직하게 유압 모터에 의해 모터로 구동된다.
다양한 도르래들(10-1)이 그것이 쓸모 있는 상기 턴테이블(4-1)의 높이들에 대응하는 다른 높이들에 배치된다는 사실, 및 상기 도르래들(10-1)이 각각의 세 개의 도르래들(10-1a, 10-1b, 10-1c)의 회전 각도들(α1, α2 및 α3)에도 불구하고, 방향(Y1Y1')으로 오프셋되는 방식으로 하나 옆에 다른 것이 배치된다는 사실은, 상기 도르래들이 서로 간섭할 위험이 없게 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 도르래(10-1) 주위에서 구부러진 유연한 파이프(3)의 구부러진 중간 부분들(3-3)은 파이프들이 선박(2)을 향해 갈 때 그것들의 길이의 개별적인 부분들(fractions; 3-5) 위에 부유하는 바다의 표면(20)에 도달하는 실질적으로 수직 위치들 내의 개별적인 하류(downstream) 파이프 부분들(3-4)에 의해 따라진다.
도 3에 도시된 바와 같이, 다양한 파이프들(3, 3a, 3b, 3c)의 수직한 하류 부분들(3-4)은 방향(Y1Y1')으로 오프셋되나, 그것들은 그것들의 제2 회전축(Z1Z1')에 대한 상기 도르래들(10-1a, 10-1b, 10-1c)의 상기 회전에도 불구하고 실질적으로 평행하고 실질적으로 수직한 축 평면들 내에 남아 있는다.
도 1c에서, 이 실시예에서 선박(2) 및 부유하는 지지체(1-1)가 그것들의 길이방향들(XX')로 연장하는 그것들의 개별적인 측면들을 따라 나란히 그리고 평행하게 배치되어, 메탄 탱커(2)가 부유하는 지지체(1)에 접안 배치되고, 선박(2)으로 지지체(1-2) 선상에서 디바이스(4)를 연결하는 유연한 파이프들(3)이 바다(20)의 높이보다 위에 위치되는 변형된 실시예들이 보여질 수 있다. 특히, 유연한 파이프들(3)은 하역 메탄 탱커 선박(2) 선상에서 공통의 밸브 디바이스(13)로 연장하고 부유하는 지지체(1)의 저장 및 안내 디바이스들(4)과 동일한 높이의 도르래들(10-1)의 출구들로부터 바다(20)의 높이보다 위에 현수선(catenary)-형상의 구성을 취한다.
예시로서, 턴테이블(4-1)은 약 20m의 직경을 구비한다. 저장 디바이스(4)의 높이, 즉 다양한 포스트들(5b)의 높이는 수직으로 4m 내지 5m로 서로로부터 이격되는 세 개의 턴테이블들(4-1)을 위해 약 15m 내지 20m이다. 중앙 실린더(4-3)는 일반적으로 5m 내지 8m 범위 내에 놓이는 직경을 구비한다.
그러한 디바이스(4)는 특히 120m 내지 600m 범위 내에 놓이는 직경을 구비하고 120m 내지 250m 범위 내에 놓이는 길이를 구비하여 유연한 파이프들을 수용하기에 적합하다.
각각의 상기 턴테이블들(4-1)은 다른 것들과 별개로 그것의 축(ZZ')에 대해 회전될 수 있다. 마찬가지로 그것들의 제1 회전축에 대한 상기 도르래들(10-1)의 상기 회전 움직임을 위해 전동부(motor drive)를 적용한다. 다른 것들과 별개로 각각의 상기 유연한 파이프들(3a, 3b, 및 3c)의 길이 및 장력을 조절할 수 있어, 다양한 유연한 파이프들(3a, 3b, 및 3c)의 다양한 제2 단부들이 연결되고 하역 선박(2) 선상에 위치된 연결 및 퍼지(purge) 디바이스로 또한 알려진, 공통의 밸브 디바이스(13) 및 도르래들(10-1)로부터의 출구에서 수직 부분들(3-4) 사이에서 상기 유연한 파이프들이 연장하여, 상기 파이프들의 장력 및 길이가 상기 유연한 파이프의 모든 권선 및 권선 해제 작업들 동안 실질적으로 균등하게 조절된다. 일반적으로, 각각의 상기 유연한 파이프들의 개별적인 직경들이 다를 수 있으므로, 각각의 유연한 파이프를 위해 동일한 길이를 저장하기 위해 각각의 상기 유연한 파이프들(3a, 3b, 및 3c)을 위해 턴테이블들의 서로 다른 수의 회전수를 구비할 필요가 있다.
일단 파이프들이 그것들의 개별적인 턴테이블들(4-1) 위에서 다시 권선되면, 이하에 설명된 것과 같이 퍼지 동안 상기 파이프들에 대한 이용 조건들의 상관적 요소로서, 그리고 부유하는 지지체(1)로부터 메탄 탱커(2)로 LNG를 전달하기 위해 사용되었던 상기 권선된 파이프 내부로부터 잔여의 LNG를 완전히 퍼지하기 위해, 도 4a 및 4b에 개별적으로 도시된 것과 같이 오목하고(4-1b) 또는 볼록한(4-1c) 원뿔대 형상인 상부면(4-1a)을 구비하는 턴테이블을 이용하는 것이 바람직하다.
선박(2)으로 지지체(1)의 제1 탱크(11) 내에 저장되는 LNG를 운송하는 유연한 파이프들(3b, 3c)은 LNG가 전달되는 속도를 최적화하기 위해 매우 큰 직경을 가지는 반면, 수두 손실(head losses)이 LNG보다 가스가 더 작으므로, 리턴하는 가스는 단일의 파이프, 일반적으로 작은 직경의 파이프를 이용하여 운송될 수 있다.
LNG는 본질적으로 -165℃에서 액체 메탄으로 구성되고, 하역 선박들이 메탄 탱커들로, 즉 비어있을 때, LNG의 재기화로부터 오는, 일부의 질소와 함께 가스 상의 메탄으로 채워지는 탱크들 내에 LNG를 운송하는 선박들로 구성된다는 것은 상기될 수 있다. 가스 리턴 파이프들의 이용은 첫째 그것들이 제1 탱크들로부터 오는 LNG로 채워짐에 따라 점차 제2 탱크들로부터 가스 실링들(ceilings)을 제거하도록 의도되고, 둘째 상대적인 가열의 결과로서 운송되는 동안 재기화되는 LNG를 제거하도록 의도된다. 일단 가스가 지지체(1)로 리턴되면, LNG가 되도록 재액화된다.
그것들이 그것들의 턴테이블들 상에 다시 권선되기 전에 유연한 파이프들을 퍼지하는 방법과 함께 연결 및 밸브 디바이스(13)의 상세한 설명이 뒤에 따른다. 이러한 퍼지는 우선 그것들이 다시 권선되기 쉽게 하기 위해 그리고 가벼워지게 하기 위해, 또한 그것들이 상기 턴테이블들 상에 다시 권선되는 동안 상기 유연한 파이프들이 손상되는 것을 피하기 위해 필요하며, 그러한 손상은 파이프들이 액체로 가득 찰 때 지나치게 무거워지게 되는 것에 의해, 그리고 연결 요소들 상에 또는 파이프들 표면 상에 해수 얼음의 존재에 의해 발생할 수 있다.
도 5a, 5b, 및 6에 도시된 연결 및 밸브 디바이스(13)는 다음을 포함한다:
a) 상기 유연한 파이프들(3a, 3b, 및 3c)의 단부들에 배치되고, 다음을 포함하는 제1 밸브 및 연결 디바이스(13-1):
ⅰ. 평행하게 그리고 서로에 대해 정지된 위치들 내에 유지되는 세 개의 제1 단단한 파이프 부분들(21a, 21b, 및 21c); 및
ⅱ. 다음을 포함하는 각각의 상기 제1 단단한 파이프 부분(21a, 21b, 및 21c):
제1 단부에서, 자동 연결기의 수 또는 암 부분으로 구성되는 제1 파이프 커플링 요소(23-1a, 23-1b, 23-1c);
그것의 제2 단부(3-6)에서, 대응하는 유연한 파이프(3a, 3b, 3c)의 상기 제2 단부(3-6)에 조립되는 어셈블리 플랜지(31);
각각의 상기 제1 단단한 파이프 부분 사이에서, 각각의 상기 제1 단단한 파이프 부분들은 제1 연락 밸브(first communication valve; 30ab, 30ac, 30bc)를 각각 구비하는 두 개의 연락 분기 연결들(branch connection; 30)을 구비하고, 상기 분기 연결(30)은 각각의 상기 제1 단단한 파이프 부분이 상기 디바이스(13-1)의 다른 두 개의 제1 단단한 파이프 부분들 중 하나와 소통하게 하고; 및
상기 제1 디바이스(13-1)의 상기 제1 단부에 가장 근접한 상기 분기 연결(30)과 상기 제1 커플링 요소(23-1a, 23-1b, 23-1c) 사이에 위치되는 제1 연결 밸브(22a, 22b, 22c); 및
b) 상기 하역 선박(2) 선상에 배치되고 다음을 포함하는 제2 연결 및 밸브 디바이스(13-2):
평행하게 그리고 서로에 대해 정지된 위치들 내에 유지되는 세 개의 제2 단단한 파이프 부분들(26a, 26b, 26c);
그것의 단부들 중 하나에서 상기 제2 탱크(12)와 소통하고 그것의 타단에서 제1 보충적인(complementary) 파이프 커플링 요소(23-2a, 23-2b, 23-2c)를 구비하는 각각의 상기 제2 단단한 파이프 부분(26a, 26b, 26c), 상기 제1 보충적인 커플링 요소들은 즉, 상기 제1 디바이스(13-1)과 상기 제2 디바이스(13-2)가 함께 결합되게 하기 위해 구체적으로 상기 제1 커플링 요소(23)에 보충적인 부분인, 자동 연결기의 수 및/또는 개별적으로 암 부분으로 구성되고;
각각의 상기 제2 단단한 파이프 부분은 제2 연결 밸브(27a, 27b, 27c)를 더 포함한다. 상기 제1 단단한 파이프 부분들은 그것들이 24a, 24b, 및 24c에 고정되는 제1 단단한 지지체(24)에 의해 서로 평행한 어셈블리로 함께 유지된다. 이와 같이, 상기 제2 단단한 파이프 부분들(26a, 26b, 26c)은 그것들이 25a, 25b, 및 25c에 고정되는 제2 단단한 지지체(25)에 의해 서로 평행한 어셈블리처럼 함께 유지된다.
바람직하게, 다양한 밸브들은 볼 밸브들 또는 버터플라이 밸브들이다.
상기 제1 커플링 요소들이 그것들이 24a, 24b, 및 24c에 고정되는 상기 제1 지지체(24)에 의해 서로로부터 일정한 거리들에서 함께 확실하게 유지되므로, 그리고 상기 제1 보충적인 커플링 요소들이 마찬가지로 우선 상기 제1 커플링 요소들 사이의 거리들과 동일한 서로로부터의 일정한 거리들에서 유지되므로, 상기 제1 및 제2 디바이스들(13-1 및 13-2)은 원격으로 제어되는 액츄에이터들(미도시)에 의해 자동으로 함께 연결될 수 있으며, 이를 위해 단일의 시퀀스(sequence)로 수행될 수 있다.
도 5b는 연결에 앞서 접근 스테이지(approach stage) 동안 연결기들을 도시하는 평면도이며, 디바이스들(13-1 및 13-2)의 모든 밸브들(22a, 22b, 및 22c)은 폐쇄된다.
도 5a에서, 자동 연결기들(23-1/23-2)은 누설밀봉 방식으로 잠기고 밸브들(22a-22b-22c) 및 밸브들(27a-27b-27c)은 개방 위치에 있으며, LNG가 지지체(4)로부터 하역 선박(2)으로 두 개의 파이프들(3b 및 3c) 내에서 왼쪽에서 오른쪽으로 지나가게 하고, 메탄 가스가 FPSO(1)의 하역 선박(2)으로부터 중앙 파이프(3a) 내에서, 오른쪽에서 왼쪽으로, 리턴 방향으로 지나가게 한다.
도 5a-5b, 7a-7b-7c-7d, 및 8a-8b를 참조하여 명쾌한 설명을 위해 LNG의 전달들은 두-라인의 화살표에 의해 나타내지고 가스의 전달들은 단일-라인의 화살표에 의해 나타내지며, 그러한 화살표의 길이는 대응하는 파이프 내의 흐름 속도에 비례한다.
제1 밸브 디바이스(13-1)에는 다음과 같이 배치되는 상기 제1 파이프 부분들(21a-21b-21c) 사이에 제3 일련의 연락 밸브들이 제공된다:
제1 파이프 부분들(21a 및 21c)을 함께 연결하는 밸브(30ac);
제1 파이프 부분들(21a 및 21b)을 함께 연결하는 밸브(30ab); 및
제1 파이프 부분들(21b 및 21c)을 함께 연결하는 밸브(30bc).
하역 선박(2)으로부터 LNG를 전달하는 작업 동안, 상기 세 개의 밸브들(30ab, 30ac, 및 30bc)은 도 5a에 도시된 것과 같이 폐쇄된 위치에 있다.
몇 주의 기간을 나타낼 수 있는, LNG의 두 개의 전달들 사이에서 바다 상에 부유하는 유연한 파이프들(3a, 3b, 3c)을 남기지 않기 위해, 유연한 파이프들은 바람직하게 그것들이 다음과 같이 퍼지된 후에, 턴테이블들(4-1) 상에 다시 권선된다:
하역 선박(2) 선상에서 제1 공통 밸브 디바이스(13-1)의 밸브들(22a-22b-22c) 및 제2 공통 밸브 디바이스(13-2)의 밸브들(27a, 27b, 27c)이 모두 폐쇄된다; 그런 다음
제1 및 제2 밸브 디바이스들(13-1 및 13-2)의 상기 커플링 요소들(23)이 단절된다; 그런 다음
그것들의 제1 연결 디바이스(13-1)과 함께 유연한 파이프들(3a, 3b, 3c)은 가게 하고, 유연한 파이프들은 물(20)의 표면 상에 부유한다; 그런 다음
도 7a에 도시된 것과 같이 개별적으로 유연한 파이프들(3b 및 3c)과 소통하는 두 개의 제1 단단한 파이프 부분들(21b 및 21c) 사이에 연락 밸브(30bc)가 개방된다; 그런 다음
제1 파이프, 예를 들어 파이프(3b)는 LNG를 밀 수 있도록 가스, 일반적으로 질소 및 메탄의 혼합물 또는 메탄의 도움으로 압력(P)으로 FPSO(1)로부터 가압된다;
가스 압력은 상기 파이프(3b) 내부에서 LNG를 밀고 액체 및 가스 상들 사이에서 분리의 평면은 LNG가 제2 파이프(3c)를 통해 FPSO를 향해 일어서는 것에 따라 상기 파이프(3b) 내에서 점차 아래로 이동한다. 일단 상기 분리의 평면이 해수면에서 파이프 부분(3-5)에 도달하면, 유연한 파이프(3b)는 실질적으로 수평하고 가스는 미는 것을 계속하나, 두-상의 혼합물은 제1 밸브 디바이스(13-1)를 향해 이동하는 압력 하에서 형성하고, 상기 밸브(30bc)를 통해 지나고, 유연한 파이프(3c)를 통해 FPSO를 향해 그것으로부터 리턴한다. 두-상의 혼합물은 바다의 표면의 높이에서 작은 직경의 버블들을 구비하나, 그것들은 상기 파이프(3c)의 수직 부분(3-4)에 도달하자마자, 유체 정역학적인 압력이 FPSO의 데크를 향해 올라갈 때 감소되는 것을 고려하면, 버블들은 더 커지고 혼합물의 겉보기 밀도는 감소하여, 올라가는 두-상의 기둥(column)의 속도가 대응하여 가속화되고, 액체 상의 비말동반(entrainment)을 개선된다; 및 그런 다음
두 개의 유연한 파이프들(3b 및 3c)의 수평 부분들(3-5)이 실질적으로 비워져 있을 때, 즉 실질적으로 가스로 채워져 있을 때, 제2 파이프(3c)의 실질적으로 수직 부분(3-4) 내의 두-상의 흐름에 난류를 크게 증가시키기 위해 파이프(3b) 내의 FPSO로부터의 가스의 흐름 속도가 가속화되며, 그에 의해 LNG의 최적으로 비말동반하는 입자들의 효과를 구비하며 양쪽의 파이프들(3b 및 3c)의 내부 부피의 적어도 85% 및 실제로 85% 내지 95%를 가능하게 한다.
더 특히, 그리고 일반적인 규칙으로서, 파이프(3b)는 파이프(3c)의 내부 부피의 10% 내지 20%를 차지하는 파이프(3c) 내에, 특히, 도 8b에 도시된 것과 같이, 특히 그것의 실질적으로 수직 부분(3-4) 내에 남아 있는 동안 비워져 있다.
도 7a를 참조하여 전술된 퍼지 공정은 실질적으로 빠르며 퍼지는 30분 내지 1시간(h)의 기간 내에 100m 내지 150m의 길이를 구비하는 파이프들 상에서 수행될 수 있는 반면, 파이프들 내에 포함된 LNG를 가열하고 가스가 되게 하기 위해 24h 이상이 요구될 수 있다.
도 7b 및 7c는 보다 완전히 유연한 파이프들(3b 및 3c)을 퍼지하기 위한 기술을 도시하며, 제1 유연한 파이프(3c)는 가스 리턴 파이프(3a)로부터 가스를 주입하는 것에 의해 퍼지된다. 이를 위해, 도 7b에 도시된 것과 같이, 밸브(30ab 및 30bc)가 폐쇄된 동안, 밸브(30ac)는 개방된다. 모든 LNG, 즉 파이프(3c) 내의 LNG의 적어도 85%가 FPSO 선상에서 회수되었을 때 퍼지는 중단된다. 이후에, 밸브(30ac)는 폐쇄되고 밸브(30ab)는 개방되며, 파이프(3b) 내의 LNG의 적어도 85%가 FPSO 선상에서 회수될 때까지, 동일한 방식으로 제2 유연한 파이프(3b)를 퍼지하는 효과를 가진다. 마지막으로, 도 7c에 도시된 바와 같이 가스 주입의 방향이 반대로 되며, 가스는 두 개의 유연한 파이프들(3b 및 3c) 안으로 직접 주입되고, LNG는 파이프(3a)를 통해 리턴한다. 이러한 배치는 상기 가스 리턴 파이프(3a)가 작은 직경일 때 주된 이점을 나타낸다. 두-상의 혼합물이 파이프(3a)의 수직 부분(3-4) 내에서 일어나게 하기 위해, 파이프들(3b 및 3c) 내에 요구되는 가스의 흐름 속도는 도 5a를 참조하여 전술된 상황에서 보다 상당히 작으며 두 개의 유연한 파이프들(3b 및 3c)이 LNG가 전달되는 속도를 최적화하기 위해 일반적으로 동일한 직경이다.
일어서는(rising) 수직 파이프 부분을 비우는 것을 최적화하기 위해, 1.5㎧보다 큰, 바람직하게 3㎧보다 큰, 및 더 바람직하게 5㎧보다 큰 퍼지 가스 속도를 생성시키는 것이 적합하다. 그러므로, 작은 직경의 파이프를 고려하여, 그러한 속도를 얻기 위해 요구되는 가스 흐름 속도는 직경들의 비율의 제곱으로 감소하며, 더 작은 직경의 가스 리턴 파이프를 구비하는 바람직한 특징을 설명한다.
파이프들(3b 및 3c)을 퍼지하는 이러한 스테이지를 더 개선하기 위해, 유연한 파이프(3c)의 퍼지를 마무리하도록 밸브(30ab)를 폐쇄하는 것에 의해, 그리고 파이프(3a)를 통해 잔여의 LNG를 비우도록 파이프(3c) 안으로 가스를 주입하는 것에 의해 유연한 파이프(3c)의 퍼지를 마무리하도록 밸브(30ac)를 폐쇄하는 동안 동일한 밸브(30ab)를 개방하는 것에 의해 완전히 파이프(3c)를 퍼지하기 위해 도 7d에 도시된 것과 같이 순차적으로 처리되는 것이 바람직하다.
도 8a는 그것의 저장 턴테이블로부터 해수면 아래로 유연한 파이프(3b)의 측면도이다. 볼록한 저장 턴테이블(4-1b)은 유연한 파이프들을 퍼지하는 스테이지를 위해 유용한, 음의 각도(α)를 구비하는 볼록한 원뿔대의 상부면을 가지며, 도 7a를 참조하여 주어지는 본 발명의 설명에서, 이 파이프를 통해 퍼지 가스가 주입되므로, 저장 턴테이블의 원뿔 형상에 의해, 파이프는 자연스럽게 아래로 비워진다.
도 8b는 그것의 저장 턴테이블로부터 해수면 아래로 유연한 파이프(3b)의 측면도이다. 오목한 저장 턴테이블(4-1c)은 양의 각도(α)를 구비하는 오목한 원뿔대의 상부면을 가지며, 도 7a 및 7b를 참조하여 주어지는 것과 같이 본 발명의 상세한 설명에서, 이 파이프를 통해 두-상의 혼합물이 FPSO를 향해 일어나고, 저장 턴테이블의 원뿔 형상을 통해 상기 원뿔형의 턴테이블 상에 나선형 권선과 같이 저장되는 파이프가 턴테이블의 축(ZZ') 상에 위치되는 회전하는 조인트(7)를 향해 자연스럽게 비워지므로, 유연한 파이프들을 퍼지하는 스테이지를 위해 이롭다. 도 8b는 또한 파이프들이 그것의 수평 부분(3-5) 내에서 실제적으로 비우는 것을 도시하며, 실질적으로 원기둥 부분(3-4) 내의 두-상의 혼합물은 혼합물이 저장 턴테이블을 향해 파이프를 따라 오르면서 증가하는 직경의 그리고 바닥을 향해 작은 직경의 버블(bubble)을 가진다.
1.5bar 내지 2bar의 압력 차이에 대응하는, 30m 내지 35m 범위 내에 놓이는 높이를 구비하는 파이프 부분(3-4)에서, 바닥 부분 내의 버블들은 5mm 내지 10mm 범위 내에 놓이는 직경을 구비하는 반면, 상부 부분 내의 버블들은 압력 차이에 의해 몇 센티미터 내지 몇 데시미터 범위 내에 놓이는 더 큰 직경을 구비할 것이며, 그에 의해 유체 기둥 내의 두-상의 혼합물의 밀도를 감소시키는 효과를 나타내고 턴테이블의 높이에서 그것의 비말동반 및 하역을 촉진할 것이다: 이러한 현상은 “가스-리프트(gas-lift)”로 언급된다.
도 7c 및 7d를 참조하여 설명되는 퍼지 기술에서, 가스 리턴 파이프(도 7c) (3a) (도 7d)를 저장하기 위한 턴테이블은 양의 각도(α)를 구비하는 오목한 원뿔 형상이 바람직하다.
가스 리턴 파이프가 LNG 파이프들의 내측 직경보다 작은 내측 직경을 가질 때, 바람직한 퍼지 방법은 다음의 두 개의 퍼지 단계들을 포함한다:
다양한 밸브들이 도 7a를 참조하여 설명된 것과 같이 작동될 때 오직 부분적으로 잔여의 LNG 가스가 주어지는 파이프(3c), 특히 파이프(3c) 내의 부분(3-4) 내를 퍼지하는 동안 파이프(3b)가 완전히 퍼지되게 하는 파이프(3b) 안으로 가스를 주입하는 것에 의해 파이프(3b)를 퍼지하는 제1 단계. 제1 단계의 끝에서, 파이프(3c)는 여전히 LNG로 채워진 그것의 내측 부피의 약 15%가 유지될 것이다;
그런 다음 밸브(30bc)가 폐쇄되고 밸브(30ac)가 개방된다; 및
제2 퍼지하는 단계는 파이프(3c) 안으로 가스를 주입하는 것에 의해, 그리고 도 7c를 참조하여 설명되는 방식으로 다양한 밸브들을 설정하는 것에 의해 더 작은 직경의 가스 리턴 파이프(3a)를 통해 그것을 방출하는 것에 의해 수행된다. 가스가 더 작은 직경의 파이프(3a)를 통해 배출되므로, 파이프(3c) 내에 요구되는 가스의 흐름 속도는 1.5㎧보다 큰, 바람직하게 3㎧보다 큰, 더 바람직하게 5㎧보다 큰 가스 속도에 대응하는, 두-상의 유체를 위한 최적의 속도를 얻기 위해 상당이 감소된다. 파이프(3a)의 구역이 작으므로, 액체의 전달이 더 느리게 발생하나, 퍼지는 총 기간의 관점에서 그리고 퍼지되는 두-상의 액체의 최대 백분율의 관점에서 더 개선된다.
세 개의 파이프들(3a, 3b, 및 3c)이 퍼지된 후에, 상기 제1 연결 디바이스(13-1)가 물의 높이 위에, 더 특히, 도 1d에 도시된 것과 같이, 디바이스(13-1)에 의해 함께 유지되는 유연한 파이프들의 가장 낮은 턴테이블의 실질적으로 바로 아래에 올 때까지, 그것들은 그것들의 개별적인 턴테이블들 위에 다시 권선되며, 제1 연결 디바이스(13-1)가 상기 제1 디바이스(13-1)에 의해 함께 연결되는 상기 파이프들(3a, 3b, 및 3c)의 상기 제2 단부(3-6)에 영구적으로 연결되어 남아 있게 할 수 있다.
예시로서, 본 발명의 전달 디바이스는 다음을 포함한다:
500mm의 내측 직경 및 900mm의 외측 직경을 구비하는 두 개의 LNG 유연한 파이프들, 각각의 이러한 파이프들은 길이가 216m이며 플랜지들에 의해 함께 조립되는 부분들의 길이가 12m인 동일한 18개로 이루어지며, 비워져 있을 때 무게가 300미터당 킬로그램(㎏/m)임;
250mm의 내측 직경 및 400mm의 외측 직경을 구비하는 유연한 가스 리턴 파이프, 파이프들은 길이가 216m이며 플랜지들에 의해 함께 조립되는 부분들의 길이가 12m인 동일한 18개로 이루어지며 비워져 있을 때 무게가 125㎏/m임;
가스 리턴을 위해 250mm이며 LNG를 위해 500mm의 내측 직경을 구비하는 볼 밸브들(22)이 구비되는 연결 및 밸브 디바이스(13), 밸브들(30ab-30ac-30bc)은 250mm의 흐름-통과(flow-passing) 직경을 구비하고 무게가 약 20 (메트릭(metric)) 톤(t)인 버터플라이 밸브들임; 및
23m의 외측 직경 및 5m의 직경의 원기둥, 5m의 홈이 있는 직경을 구비하는 세 개의 모터로 구동되는 도르래들, 및 그것들의 지지하는 구조를 구비하는 세 개의 모터로 구동되는 저장 턴테이블들(4), 전체 어셈블리의 무게는 약 1000t임.
파이프들을 퍼지하는 절차는 그러한 조건들 하에서 4㎧의 가스 속도에서 수행되고, 약 425 리터(L)의 잔여 LNG를 나타내고 250 세제곱 미터(㎥)의 가스 상의 메탄을 생산하고 따라서 궁극적으로 FPSO 선상에서 재액화될, 파이프의 총 부피의 1%보다 적은 LNG의 총 잔여물을 얻기 위해 30분(min) 내지 45min의 총 기간을 사용한다.
1: 지지체
1b: 액화 유닛
1c: 데크
1d: 측면
2: 선박
3, 3a, 3b, 3c: 유연한 파이프
3-1: 제1 단부
3-2: 하류 부분
3-3: 중앙에 구부러진 파이프 부분
3-4: 상류 부분
3-5: 부분
3-6: 제2 단부
4: 저장 및 안내 디바이스
4-1: 턴테이블
4-1a: 상부면
4-2: 중앙 오리피스
4-3: 중앙 실린더
4-4: 하류 파이프 부분
4-5: 휠
5: 제1 캐리어 구조
6: 제1 모터
7: 회전하는 조인트 커플링
8: 정지된 전달 파이프
10, 10a, 10b, 10c: 안내 수단
10-1, 10a, 10b, 10c: 도르래
10-2: 제2 캐리어 구조
10-6: 제2 모터
11: 제1 탱크
12: 제2 탱크
13-1: 제1 연결 및 밸브 디바이스
13-2: 제2 연결 및 밸브 디바이스
21a, 21b, 21c: 제1 파이프 부분
22a, 22b, 22c: 제1 연결 밸브
23: 커플링
23-1a, 23-1b, 23-1c: 제1 파이프 커플링 요소
23-2a, 23-2b, 23-2c: 제1 보충적인 파이프 커플링 요소
24: 제1 단단한 지지체
25: 제2 단단한 지지체
26a, 26b, 26c: 제2 파이프 부분
27a, 27b, 27c: 제2 연결 밸브
30: 분기 연결
30ab, 30bc, 30ac: 제1 연락 밸브
1b: 액화 유닛
1c: 데크
1d: 측면
2: 선박
3, 3a, 3b, 3c: 유연한 파이프
3-1: 제1 단부
3-2: 하류 부분
3-3: 중앙에 구부러진 파이프 부분
3-4: 상류 부분
3-5: 부분
3-6: 제2 단부
4: 저장 및 안내 디바이스
4-1: 턴테이블
4-1a: 상부면
4-2: 중앙 오리피스
4-3: 중앙 실린더
4-4: 하류 파이프 부분
4-5: 휠
5: 제1 캐리어 구조
6: 제1 모터
7: 회전하는 조인트 커플링
8: 정지된 전달 파이프
10, 10a, 10b, 10c: 안내 수단
10-1, 10a, 10b, 10c: 도르래
10-2: 제2 캐리어 구조
10-6: 제2 모터
11: 제1 탱크
12: 제2 탱크
13-1: 제1 연결 및 밸브 디바이스
13-2: 제2 연결 및 밸브 디바이스
21a, 21b, 21c: 제1 파이프 부분
22a, 22b, 22c: 제1 연결 밸브
23: 커플링
23-1a, 23-1b, 23-1c: 제1 파이프 커플링 요소
23-2a, 23-2b, 23-2c: 제1 보충적인 파이프 커플링 요소
24: 제1 단단한 지지체
25: 제2 단단한 지지체
26a, 26b, 26c: 제2 파이프 부분
27a, 27b, 27c: 제2 연결 밸브
30: 분기 연결
30ab, 30bc, 30ac: 제1 연락 밸브
Claims (25)
- 지지체(1)에 인접하여 앞뒤로 연결되거나 접안 배치되는, 선박(2) 및 상기 지지체(1) 사이에서, 접지되거나 부유하는 방식으로, 바다에 설치되는 지지체(1)로부터 유체를 전달하기 위한 디바이스에 있어서,
상기 유체 전달 디바이스는 각각의 유연한 파이프들의 제1 단부(3-1)가 고정되는 유연한 파이프 저장 디바이스(4)에 의해 상기 지지체(1) 상에 저장되는 다수, n 개의 유연한 파이프들(3a-3b, 3)을 포함하고, 상기 유연한 파이프들은 상기 지지체(1)에 인접하여 앞뒤로 연결되거나 접안 배치되는 선박(2) 및 상기 지지체(1) 사이에서 연장하며, 상기 디바이스는 제1 연결 및 밸브 디바이스(13-1)를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 유연한 파이프들은 상기 제1 연결 및 밸브 디바이스(13-1)에 의해 그것들의 제2 단부들(3-6)에 함께 연결되고, 상기 제1 연결 및 밸브 디바이스(13-1)는 서로에 대해 고정된 위치들 내에 유지되는 n개의 제1 파이프 부분들(21a, 21b, 21c)을 구비하며, n은 적어도 3인 정수이고,
각각의 상기 제1 파이프 부분(21a, 21b, 21c)은,
제1 단부에서, 자동 연결기의 수 또는 암 부분인 제1 커플링 요소(23-1a, 23-1b, 23-1c)를 포함하고;
제2 단부에서, 상기 유연한 파이프의 제2 단부(3-6)에 조립되는 제2 커플링 요소를 포함하고;
각각의 상기 제1 파이프 부분들(21a, 21b, 21c)은 두 개의 단부들 사이에서 n-1개의 다른 상기 제1 단단한 파이프 부분들의 개별적인 것들과 소통하게 하는 n-1개의 분기 연결들(30)을 포함하고, 각각의 상기 분기 연결(30)은 제1 연락 밸브(30ab, 30bc, 30ac)를 포함함;
상기 분기 연결(30) 및 상기 제1 커플링 요소(23-1a, 23-1b, 23-1c) 사이에 위치되는 제1 연결 밸브(22a, 22b, 22c)를 포함하고;
상기 제1 파이프 부분들은 그것들이 고정되는 제1 단단한 지지체(24)에 의해 유지되고,
상기 제1 연락 밸브들(30ab, 30ac, 30bc) 및 상기 제1 연결 밸브들(22a, 22b, 22c)인 것을 특징으로 하는 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 제1 파이프 부분들은 단단하고 서로에 대해 평행하게 고정된 위치에서 유지되는 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 제1 연락 밸브들은 버터플라이 밸브들이고 상기 연결 밸브들은 볼 밸브들인 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 선박(2) 선상에 배치되는 제2 연결 및 밸브 디바이스(13-2)를 포함하고, 상기 제1 연결 및 밸브 디바이스(13-1)는 상기 제2 연결 및 밸브 디바이스(13-2)에 연결되며,
상기 제2 연결 및 밸브 디바이스(13-2)는,
n개의 제2 파이프 부분들(26a, 26b, 26c)을 포함하고;
각각의 상기 제2 파이프 부분(26a, 26b, 26c)은 상기 선박(2) 내부에 제2 탱크(12)와 그것의 단부들 중 하나에서 소통하고, 그것의 타단에서 제1 보충적인 파이프 커플링 요소(23-2a, 23-2b, 23-2c)를 포함하고, 상기 제1 보충적인 커플링 요소는 상기 제1 커플링 요소(23-1a, 23-1b, 23-1c)와 역행 가능한 커플링(23) 내에서 협력하며, 상기 제1 보충적인 커플링 요소는 개별적으로 암 또는 수 자동 연결기 부분(23-2a, 23-2b, 23-2c)이고;
상기 제2 파이프 부분들(26a, 26b, 26c)은 상기 제1 보충적인 커플링 요소(23-2a, 23-2b, 23-2c)가 상기 제1 커플링 요소(23-1a, 23-1b, 23-1c)와 결합되게 하기 위해 서로에 대해 고정된 위치들 내에 유지되고;
각각의 상기 제2 파이프 부분(26a, 26b, 26c)은 개별적으로 개방되거나 폐쇄될 때 상기 제1 보충적인 커플링 요소로부터 또는 상기 제1 보충적인 커플링 요소를 향해 유체가 상기 제2 파이프 부분 내에 흐르는 것을 방지하거나 허용하게 하는 제2 연결 밸브(27a, 27b, 27c)를 구비하고;
상기 제2 파이프 부분들은 그것들이 고정되는 제2 단단한 지지체(25)에 의해 서로에 대해 평행하게 유지되는 것을 특징으로 하는 디바이스. - 제1항 또는 제4항에 있어서,
상기 지지체(1)는 접지되거나 부유하는 방식(1-2, 1-1)으로 바다에 설치되고, 상기 선박(2)은 상기 지지체(1)에 인접하여 앞뒤로 연결되거나 접안 배치되며;
상기 유연한 파이프 저장 및 안내 디바이스(4)는 상기 지지체 상에 배치되고;
상기 저장 디바이스(4)에 제1 단부(3-1)에서 고정되는 상기 유연한 파이프들은 상기 부유하는 지지체 및 상기 선박(2) 사이에서 연장하는 것을 특징으로 하는 디바이스. - 제4항에 있어서,
상기 선박(2) 선상에 배치되는, 상기 제2 연결 및 밸브 디바이스(13-2)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스. - 제4항에 있어서,
상기 유연한 파이프들은 적어도 하나의 유연한 파이프, “제1”유연한 파이프(3b)를 포함하고, 상기 선박(2)의 적어도 하나의 제2 탱크(12) 및 상기 부유하는 지지체 사이에 액화된 가스를 전달하기 위한 것이고, 제3 유연한 파이프 내부에서 제2 탱크의 가스 실링에 대응하는 가스가 제1 탱크(11)에 전달되기에 앞서 상기 지지체 상에 액화 유닛(1b)으로 또는 상기 부유하는 지지체 내부의 제1 탱크로 상기 제2 탱크(12)로부터 전달될 수 있는 것을 특징으로 하는 디바이스. - 제7항에 있어서,
상기 유연한 파이프들은 적어도 두 개의 유연한 파이프들, “제1” 및 “제2”유연한 파이프들(3b, 3c)을 포함하고, 상기 제3 유연한 파이프는 상기 제1 및 제2 파이프들의 직경보다 작은 직경을 구비하는 디바이스. - 제1항 또는 제4항에 있어서,
다수의 상기 유연한 파이프들을 저장하고 안내하며 유연한 파이프들(3, 3a-3b-3c)을 저장하고 안내하기 위한 저장 및 안내 디바이스(4)가 그것의 표면 상에 구비되어, 바다에 설치되는 상기 지지체(1)를 포함하고,
상기 저장 및 안내 디바이스는,
상기 지지체(1)의 일 측면(1d)에 근접하여 상기 지지체(1)의 데크(1c)에 고정되거나 위에 놓이는 제1 캐리어 구조(5), 상기 제1 캐리어 구조(5)는 중첩되어 배치되는 다수의 원형 턴테이블들(4-1, 4a, 4b, 4c, 4-1b, 4-1c, 4-1d)을 지지함;
제1 모터(6)는 서로 별개로 수직 중심 축(ZZ')에 대해, 동일한 수직 중심 축(ZZ')에 대해 작동되는 방식으로 회전하여 구동하기 위한 것이고, 각각의 턴테이블은 상기 유연한 파이프(3, 3a, 3b, 3c)가 상기 턴테이블의 상부면(4-1a) 상에 놓이는 증가하는 직경의 나선형 턴들이 동심으로 나란히 놓여 권선될 수 있는 중앙 실린더(4-3)가 위에 놓여지는 중앙 오리피스(4-2)를 구비하고, 상기 턴테이블의 상기 중앙 오리피스(4-2)에는 첫째 상기 유연한 실린더 주위에 권선되는 유연한 파이프의 상기 중앙 실린더에 근접한 제1 단부(3-1) 및 둘째 상기 지지체(1) 내부에서 적어도 하나의 제1 탱크(11)와 소통하는 타단을 구비하는 정지된 전달 파이프(8)의 단부(8-1) 사이에 커플링을 제공하기 위한 회전 조인트 커플링(7)이 구비되고, 상기 제1 단부(3-1)는 상기 턴테이블과 함께 회전하여 구동됨; 및
다수의 안내 수단(10, 10a, 10b, 10c), 각각의 상기 안내 수단은 다양한 턴테이블들을 떠나는 다양한 상기 파이프 부분들(3-2)이 직선들로 배치되는 방식으로, 상기 턴테이블 상에 권선되는 파이프의 부분과 연속하여 각각의 상기 턴테이블들의 개별적인 것을 떠나는 상기 파이프의 부분(3-2)을 안내하고, 다른 높이들에서, 상기 측면에 평행한 수평 방향(Y1Y1')을 따라 다른 위치들 내에 오프셋되며, 상기 측면(1d)에 평행한 상기 수평 방향(Y1Y1')에 대해 그것들의 수직 축 평면들(P1, P2, P3)을 위해 다른 방향들(α1, α2, α3)을 취할 수 있음;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스. - 제9항에 있어서,
적어도 하나의 상기 유연한 파이프(3)는 상기 턴테이블(4-1) 상에 놓이는 증가하는 직경들의 나선형 턴들이 동심으로 나란히 놓여지는 상기 중앙 실린더(4-3) 주위에 그리고 대항하여 적어도 일부 권선되고, 상기 중앙 실린더는 상기 유연한 파이프의 최소 곡률 반지름보다 큰 반경을 구비하는 것을 특징으로 하는 디바이스. - 제10항에 있어서,
다른 것들보다 작은 직경의 적어도 하나의 유연한 파이프를 포함하는, 적어도 세 개의 상기 턴테이블들 상에 개별적으로 적어도 일부 권선되는, 적어도 세 개의 유연한 파이프들을 구비하는 것을 특징으로 하는 디바이스. - 제9항에 있어서,
상기 턴테이블 상에 놓이는 권선된 파이프 부분과 연속하여 상기 턴테이블을 떠나는 상류 파이프 부분(3-2)과 상기 측면(1d) 옆에 실질적으로 수직 위치 내의 상기 파이프의 하류 부분(3-4) 사이에 중간의 구부러진 파이프 부분(3-3)을 지지하기 위해 각각의 안내 수단이 각각의 상기 턴테이블들 중 개별적인 것을 향하는 다른 높이에 배치되며, 상기 상류 파이프 부분(3-2)은 상기 권선된 파이프 부분이 권선되는 상기 턴테이블의 상부면(4-1a)의 표면에 대해 실질적으로 접선방향인 가상 평면(P) 상에서 연장하는 턴테이블을 떠나고, 상기 측면(1d) 옆에 실질적으로 수직 위치들 내의 다양한 하류 파이프 부분들(4-4)은 상기 측면(1d)에 대해 평행한 방향 (Y2Y2')으로 서로에 대해 오프셋되는 위치들 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 디바이스. - 제12항에 있어서,
각각의 상기 안내 수단(10)은 수평의 제1 회전축(Y1Y1')에 대해 회전하도록 장착되는 도르래(10-1)를 포함하며, 상기 도르래는 또한 상기 도르래의 직경을 따라 연장하는 수직의 제2 회전축(Z1Z1')에 대해 회전하고, 각각의 상기 도르래가 회전하는 상기 제1 회전축은 제2 모터(10-6)에 의해 제어되고;
다양한 도르래들(10a, 10b, 10c)은 다른 높이들에서 상기 측면(1d)에 평행한 상기 수평 방향(Y1Y1')으로 서로에 대해 나란히 오프셋되어 배치되고, 각각의 도르래의 상부는 상기 턴테이블(4-1)의 상부면(4-1a)에 대해 접선방향인 평면(P)과 같은 높이로 위치되고; 및
각각의 도르래는 상기 측면에 평행한 상기 수평 방향(Y1Y1') 내의 다른 위치에서 공통 측면(1d)에 고정되고 상기 부유하는 지지체 외측에 배치되는 제2 캐리어 구조(10-2)에 의해 지지되며, 각각의 도르래는 상기 측면(1d)에 고정된 상기 제2 캐리어 구조의 부분(10-4, 10-5)에 대해 상기 수직의 제2 회전축 (Z1Z1') 에 대해 회전하도록 장착되는 것을 특징으로 하는 디바이스. - 제9항에 있어서,
각각의 상기 턴테이블(4-1)은 캐리어 구조의 요소들(5a)에 의해 개별적으로 지지되거나 함께 협력하기 위한 휠들(4-5)과 함께 그것의 하부면 상에서 협력하거나 휠들(4-5)을 포함하고, 각각의 상기 턴테이블은 상기 중앙 오리피스에 베어링(4-4)을 포함하고, 상기 베어링은 상기 턴테이블이 상기 제1 캐리어 구조(5)에 대해 회전하게 하고 상기 캐리어 구조(5)에 고정되는 것을 특징으로 하는 디바이스. - 제14항에 있어서,
적어도 하나의 턴테이블(4-1d)은 평면이고 수평인 상부면(4-1a)을 구비하는 것을 특징으로 하는 디바이스. - 제14항에 있어서,
적어도 하나의 턴테이블(4-1c)은 정점에서 160° 내지 178° 범위 내에 놓이는 각도(γ)를 구비하는, 볼록한 원뿔대 형상의 상부면을 구비하는 것을 특징으로 하는 디바이스. - 제14항에 있어서,
적어도 하나의 턴테이블(4-1b)은 정점에서 160°내지 178°범위 내에 놓이는 각도(γ)를 구비하는, 오목한 원뿔대 형상의 상부면(4-1a)을 구비하는 것을 특징으로 하는 디바이스. - 제4항에 있어서,
상기 지지체(1), 상기 저장 디바이스 및 상기 부유하는 지지체(1)에 인접하여 앞뒤로 연결되거나 접안 배치되는 상기 선박(2) 및 상기 지지체(1) 사이에서 연장하는 적어도 두 개의 상기 유연한 파이프들(3)을 포함하고, 적어도 일부의 상기 유연한 파이프들(3)은 상기 저장 및 안내 디바이스(4)의 도움으로 저장되고, 상기 유연한 파이프들에는 상기 선박(2)의 선상에 배치되는 상기 제2 연결 및 밸브 디바이스(13-2)에 연결되는 상기 제1 연결 및 밸브 디바이스(13-1)가 구비되는 것을 특징으로 하는 디바이스. - 제18항에 있어서,
상기 유연한 파이프들은 상기 선박(2) 및 상기 지지체(1) 사이의 거리의 적어도 부분(3-5) 위의 표면 상에서 부유하는, 부유하는 파이프들인 것을 특징으로 하는 디바이스. - 제18항에 따른 디바이스에 의해 상기 지지체(1)에 인접하여 앞뒤로 연결되거나 접안 배치되는, 선박(2) 및 상기 지지체 사이에, 접지되거나 부유하는 방식으로(1-2, 1-1), 바다에 설치되는 지지체(1)로부터, 석유 유체를 전달하는 방법에 있어서, 상기 석유 유체는 두 개의 상기 제1 및 제2 유연한 파이프들(3b, 3c) 내에서 전달되며, 액체 제품을 전달하기 위해 사용되는 상기 제1 및 제2 유연한 파이프들(3b, 3c)은,
a. 상기 제1 및 제2 연결 밸브들(22a-22b-22c, 27a-27b-27c)을 폐쇄하고 상기 제1 및 제2 연결 및 밸브 디바이스들(13-1, 13-2)을 서로로부터 단절시키는 단계;
b. 상기 제1 연결 및 밸브 디바이스(13-1)에 조립되는 제2 유연한 파이프(3c) 및 상기 제1 유연한 파이프(3b) 사이에 적어도 하나의 상기 제1 연락 밸브(30bc)를 개방하고 상기 지지체(1)로부터 제1 유연한 파이프(3b)의 제1 단부(3-1) 안으로 가스를 주입하는 단계, 다른 상기 제1 연락 밸브들(30ac, 30ab)은 폐쇄됨; 및 그런 다음
c. 상기 제1 유연한 파이프(3b)가 충분히 비워졌을 때, 상기 제1 및 제2 파이프들(3b, 3c) 사이에서 상기 제1 연락 밸브(30bc)를 폐쇄하는 단계;
를 연속적으로 수행하는 것에 의해 완전히 퍼지되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제20항에 있어서,
상기 선박은 메탄 탱크 유형이고 상기 석유 유체는 액화천연가스 LNG인 방법. - 제20항에 있어서,
c) 단계 이후에,
d. 퍼지 가스의 흐름 속도는 상기 가스의 속도가 1.5m/s보다 크도록, 상기 제2 파이프보다 작은 직경의 제3 유연한 파이프(3a) 및 상기 제2 파이프(3c) 사이에서 상기 제1 연락 밸브(30ac)를 개방하고 지지체(1)로부터 상기 제2 파이프(3c)의 상기 제1 단부(3-1) 안으로 가스를 주입하는 단계, 상기 다른 제1 연락 밸브들(30ab, 30bc)은 폐쇄됨; 및
e. 상기 제2 파이프(3c)가 충분히 비워졌을 때, 상기 제2 및 제3 파이프들(3c, 3a) 사이에서 상기 제1 연락 밸브(30ac)를 폐쇄하는 단계;
를 연속적으로 수행하는 것에 의해 상기 제2 유연한 파이프(3c)가 완전히 퍼지되는 방법. - 제21항에 있어서,
상기 저장 디바이스는 중첩되어 배치된 다수의 턴테이블들(4-1)을 포함하고, 모든 상기 유연한 파이프들이 충분히 퍼지되었을 때, 모든 상기 유연한 파이프들의 제2 단부들(3-6)이 물보다 위에 있을 때까지, 상기 유연한 파이프들 중 하나와 협력하는 턴테이블들 중 가장 낮은 것 바로 아래에 오는 상기 제1 연결 및 밸브 디바이스(13-1)를 구비하여, 상기 유연한 파이프들이 다시 권선되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제23항에 있어서,
정점에서 160° 내지 178° 범위 내에 놓이는 각도(γ)를 구비하는, 볼록한 원뿔대 형상의 상부면을 구비하는 턴테이블 상에, 상기 제1 파이프(3b)가 권선되는 것을 특징으로 하는 방법. - 제23항 또는 제24항에 있어서,
정점에서 160°내지 178°범위 내에 놓이는 각도(γ)를 구비하는, 오목한 원뿔대 형상의 상부면(4-1a)을 구비하는 턴테이블 상에, 상기 제2 및 제3 유연한 파이프들(3c, 3a) 중 적어도 하나가 권선되는 것을 특징으로 하는 방법.
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