NO121316B

NO121316B -

Info

Publication number: NO121316B
Application number: NO418068A
Authority: NO
Inventors: F Mohn
Original assignee: Patents & Developments A S
Priority date: 1968-10-23
Filing date: 1968-10-23
Publication date: 1971-02-08
Also published as: GB1235228A; SE369698B; DE1951405A1; DE1951405C3; JPS5114800B1; DE1951405B2

Description

System for lasting, lossing, sirkulasjon og opp- System for loading, unloading, circulation and up-

varming av en flytende last i en skipstank. heating a liquid cargo in a ship's tank.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et system for lasting, lossing, sirkulasjon og oppvarming av en flytende last i en skipstank, omfattende en varmeveksler, en lasteenhet med en fra tanktoppen mot tankbunnen nedadløpénde tilførselsledning og en losseenhet med en pumpe hvis inntak er plassert ved tankens bunn og med en trykkledning fra pumpen til tankens topp samt en treveis-ventil plassert mellom trykkledningen, tilførselsledningen og en kombinert hovedlosse- og hovedlasteledning, for etter behov å sette trykkledningen eller tilførselsledningen i forbindelse med hovedlosse- og laste.ledningen eller sette trykkledningen i forbindelse med tilførselsledningen til dannelse av en lukket sirkulasjonsledning fra pumpe inntaket til tilførselsledningens utløp. The present invention relates to a system for loading, unloading, circulation and heating of a liquid cargo in a ship's tank, comprising a heat exchanger, a loading unit with a supply line running downwards from the top of the tank towards the bottom of the tank and an unloading unit with a pump whose intake is located at the bottom of the tank and with a pressure line from the pump to the top of the tank as well as a three-way valve located between the pressure line, the supply line and a combined main unloading and main loading line, to connect the pressure line or supply line to the main unloading and loading line or connect the pressure line to the supply line as needed to form a closed circulation line from the pump intake to the outlet of the supply line.

Fra norsk patentskrift nr. 113.314 er det kjent et arrange- ment med en lasteledning og en losseledning forbundet med en hovedledning ved hjelp av en treve is-ventil. Lasteenheten som består av en rørledning fra tankens topp ned mot tankens bunn er vist permanent fastgjort til tankens topp. Losseenheten omfatter en sugeledning som rager sideveis innad i tanken samt en pumpeenhet som er plassert i et pumperom atskilt fra tanken. Det viste forslag utgjør en anordning for resirkulering av den flytende last i tanken, men er lite fleksibelt i bruk. From Norwegian patent document no. 113,314 an arrangement with a loading line and an unloading line connected to a main line by means of a treve ice valve is known. The loading unit, which consists of a pipeline from the top of the tank down to the bottom of the tank, is shown permanently attached to the top of the tank. The unloading unit comprises a suction line that projects laterally into the tank as well as a pump unit that is placed in a pump room separate from the tank. The proposal shown constitutes a device for recycling the liquid cargo in the tank, but is inflexible in use.

Hittil har det vanlige system for oppvarming av tanklaster Until now, it has had the usual system for heating tank loads

i tankskip vært basert på hetekveiler som er plassert langs bunnen av tanken, vanligvis som et permament anlegg. Oppvarmingen ved et slikt kjent system foregår vesentlig ved konveks jonsoppvarming. Hetekveilene er vanligvis plassert langs tankbunnen, slik at det oppnås en jevn oppvarming langs hele tankbunnen. Etter hvert som lasten varmes opp, strømmer den oppad gjennom lasten og oppvarmer den øvrige last ved konveksjon. Etter hvert som den oppvarmete last strømmer oppad, tilføres det kaldere last nedad mot bunnen, slik at det oppnås en stadig strømning i lasten. Vanligvis er strømningen i lasten forholdsvis moderat og noe utilstrekkelig, og særlig ved viskøse væsker kan man. ha vanskeligheter med å oppnå jevn oppvarming av hele lasten, idet væskesirkulasjonen i slike tilfeller kan være avgrenset til bare et nedre sjikt som derved eventuelt kan bli overopphetet, mens ovenforliggende sjikt kan være mer eller mindre uoppvarmet. in tankers has been based on heating coils which are placed along the bottom of the tank, usually as a permanent installation. The heating in such a known system takes place essentially by convex ion heating. The heating coils are usually placed along the bottom of the tank, so that uniform heating is achieved along the entire bottom of the tank. As the load heats up, it flows upwards through the load and heats the rest of the load by convection. As the heated load flows upwards, the colder load is supplied downwards towards the bottom, so that a constant flow in the load is achieved. Usually, the flow in the load is relatively moderate and somewhat insufficient, and especially with viscous liquids you can. have difficulties in achieving uniform heating of the entire load, as the liquid circulation in such cases may be limited to only a lower layer which may thereby possibly be overheated, while the layer above may be more or less unheated.

En særlig ulempe ved oppvarmingssystemet med hetekveiler er at man har problemer med rengjøringen av tankbunnen og hetekveilene etter bruk. Dette skyldes delvis det forhold at hetekveilene og tankbunnen er vanskelig å komme til som følge av hetekveilenes plassering og utforming samt forankringen av hetekveilene til bunnen. A particular disadvantage of the heating system with heating coils is that there are problems with cleaning the tank bottom and the heating coils after use. This is partly due to the fact that the heating coils and the tank bottom are difficult to access due to the location and design of the heating coils and the anchoring of the heating coils to the bottom.

Et annet forhold som også virker uheldig er at eventuelle forurensninger i lasten har tendens til å synke nedad mot bunnen og ansamles nettopp ved de vanskelig tilgjengelige steder der hetekveilene finnes. Slike forurensninger kan danne uønskete belegg så vel på tankbunnen som på selve hetekveilene. I visse tilfeller kan slike belegg nedsette den tilsiktete fri passasje for væsken forbi hetekveilene og kan eventuelt slå seg ned på hetekveilene og derved nedsette overføringen av varme fra hetekveilene til den omsluttende væske. Another condition that also seems unfortunate is that any contaminants in the load tend to sink downwards towards the bottom and accumulate precisely at the hard-to-reach places where the heating coils are located. Such contamination can form unwanted coatings both on the tank bottom and on the heating coils themselves. In certain cases, such coatings can reduce the intended free passage of the liquid past the heating coils and can possibly settle on the heating coils and thereby reduce the transfer of heat from the heating coils to the surrounding liquid.

Ved den tvangsmessige resirkulasjon av lasten som oppnås i- følge norsk patentskrift nr. 113.314 tas det blant annet sikte på å unngå bunnfelling, men dersom det anvendes de vanlige hetekveiler ved tankens bunn,kan det selv ved slik tvangsmessig resirku-lasj on vanskelig unngås en uønsket bunnfelling. In the forced recirculation of the load, which is achieved according to Norwegian patent document no. 113,314, the aim is, among other things, to avoid sedimentation, but if the usual heating coils are used at the bottom of the tank, even with such forced recirculation, it is difficult to avoid a unwanted sedimentation.

Ytterligere en ulempe med slike hetekveiler er at man krever forholdsvis store varmeoverføringsflater for å oppnå jevn oppvarming av lasten. De store varme overføringsflater kompliserer-ved-likeholdet, og det kan være vanskelig å oppnå full kontroll over eventuelle lekkasjemuligheter som følge av den vanskelige til-komstmulighet ved bunnen av tanken. Under bruk er det så å si u-mulig å oppnå kontroll over eventuell lekkasje. Enhver reparasjon henholdsvis utskifting av hetekveilene er en tidkrevende og komp-lisert arbeidsoperasjon og kan medføre store driftsutgifter for skipet. A further disadvantage of such heating coils is that relatively large heat transfer surfaces are required to achieve uniform heating of the load. The large hot transfer surfaces complicate the maintenance, and it can be difficult to achieve full control over any leakage possibilities as a result of the difficult access possibility at the bottom of the tank. During use, it is virtually impossible to control any leakage. Any repair or replacement of the heating coils is a time-consuming and complicated work operation and can entail large operating expenses for the ship.

I britisk patent nr. 1.004.760 er det foreslått et system for oppvarming av tanklaster uten bruk av hetekveiler. Det er vist i hver tank en rekke vertikale, søyleformete enheter som inneholder varmevekslere plassert i en strømningspassasje gjennom søylen. Det finnes en rekke atskilte tilførselsåpninger til strøm-ningspassas jen gjennom søylen og i bestemte høyder finnes utvi-dete partier med varmevekslere og tilhørende utstrømningsåpninger gjennom søyleveggen utad til den omsluttende væske i tanken. Et vesentlig fremskritt ved et slikt system er at den vertikale enhet lettvint og når som helst kan uttas for kontroll eller reparasjon uavhengig av de øvrige søylers drift. Dersom det ikke kre-ves oppvarming av lasten, kan samtlige enheter fjernes på lett-vint måte. På tilsvarende måte som IPor hetekveilene foregår oppvarmingen også i dette tilfelle hovedsakelig ved konveksjon, og oppvarmingen blir nødvendigvis avgrenset til et forholdsvis lite område rundt hver enhet, idet oppvarmingen vesentlig foregår ved strømning oppad gjennom lasten parallelt med de vertikale enheter. Strømningen på tvers av tanken blir nødvendigvis temmelig minimal, særlig ved viskøse væsker. I forhold til den varmeeffekt hver enkelt enhet kan avgi oppnår man med et slikt system en forholdsvis dårlig varmefordeling i områdene mellom de enkelte enheter som følge av den mangelfulle sirkulasjon på tvers av tanken. I visse tilfeller kan man få overhetete sjikt like ved enhetene, mens sjikt i lengre avstand fra enhetene blir mer eller mindre uopp-varmete. In British patent no. 1,004,760, a system for heating tank loads without the use of heating coils is proposed. Shown in each tank is a series of vertical columnar units containing heat exchangers located in a flow passage through the column. There are a number of separate supply openings for the flow passage through the column and at certain heights there are extended sections with heat exchangers and associated outflow openings through the column wall outwards to the surrounding liquid in the tank. A significant advance in such a system is that the vertical unit can easily and at any time be taken out for inspection or repair regardless of the operation of the other columns. If heating of the load is not required, all units can be removed easily. In a similar way to the IPor heating coils, the heating also takes place in this case mainly by convection, and the heating is necessarily limited to a relatively small area around each unit, as the heating essentially takes place by upward flow through the load parallel to the vertical units. The flow across the tank will necessarily be rather minimal, especially in the case of viscous liquids. In relation to the heat effect each individual unit can emit, such a system achieves a relatively poor heat distribution in the areas between the individual units as a result of the insufficient circulation across the tank. In certain cases, you can get overheated layers close to the units, while layers at a greater distance from the units become more or less unheated.

I norsk patent nr. 35.465 er det foreslått at forvarmings system for brennstoffolje omfattende en varmeveksler plassert i et fra oljetanken atskilt pumperom og en pumpe tilsvarende opptatt i pumperommet. Forvarmingssystemet er innrettet til å sirkulere en del av oljen fra tanken gjennom varmeveksleren og tilbake til tanken i den hensikt å oppvarme en viss andel av oljen i tanken umid-delbart ibran innløpet til forvarmingssysternet med den oppvarmete andel av oljen. En slik lokal oppvarming av oljetanken er ikke praktisk brukbar ombord i tankskip for oppvarming av lasten i lasttanken. Ved dette forvarmingssystem oppnår man riktignok en konsentrert og effektiv oppvarming av oljen i sirkulasjonssysternet, men derimot oppnår man bare en uvesentlig oppvarming av oljen i tanken. Av hensyn til eksplosjonsfare samt forgiftningsfare i det viste pumperom er det viste forslag ytterligere dårlig egnet for formålet ifølge oppfinnelsen. In Norwegian patent no. 35,465, it is proposed that a preheating system for fuel oil comprising a heat exchanger placed in a pump room separated from the oil tank and a pump correspondingly occupied in the pump room. The pre-heating system is designed to circulate part of the oil from the tank through the heat exchanger and back to the tank with the intention of heating a certain proportion of the oil in the tank immediately at the inlet to the pre-heating system with the heated proportion of the oil. Such local heating of the oil tank is not practically usable on board tankers for heating the cargo in the cargo tank. With this preheating system, it is true that a concentrated and efficient heating of the oil in the circulation system is achieved, but on the other hand, only an insignificant heating of the oil in the tank is achieved. Due to the risk of explosion and the risk of poisoning in the shown pump room, the proposed proposal is further ill-suited for the purpose of the invention.

Med den foreliggende oppfinnelse tar man sikte på et system hvormed man unngår de ovennevnte ulemper og hvor man samtidig be-holder de forskjellige fordeler som andre kjente systemer oppviser. Nærmere forklart tar man sikte på et system hvorved man for det første kan oppnå jevn oppvarming av lasten ved konsentrert oppvarming og effektiv sirkulasjon i tanken,og for det annet oppnår man et enkelt anlegg som er forholdsvis lett å kontrollere og lett å skifte ut eller fjerne fra tanken ved behov. With the present invention, one aims at a system with which the above-mentioned disadvantages are avoided and which at the same time retains the various advantages that other known systems exhibit. Explained in more detail, the aim is a system whereby, firstly, uniform heating of the load can be achieved through concentrated heating and efficient circulation in the tank, and secondly, a simple system is achieved which is relatively easy to control and easy to replace or remove from the tank if necessary.

Systemet ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at lasteenheten og losseenheten er festet separat uttrekkbare gjennom hver sin innbyrdes atskiltliggende luke og at varmeveksleren er plassert ved toppen av lasteenhetens ledning og er festet separat uttrekkbar fra lasteenheten. The system according to the invention is characterized by the fact that the loading unit and the unloading unit are fixed separately extractable through each mutually separated hatch and that the heat exchanger is located at the top of the loading unit's cable and is fixed separately extractable from the loading unit.

Ytterligere trekk ved den foreliggende oppfinnelse vil frem-gå av den etterfølgende beskrivelse under henvisning til de med-følgende tegninger som viser forskjellige praktiske løsninger for systemet ifølge oppfinnelsen samt aggregater for anvendelse ved nevnte system, hvor: Eig. 1 viser skjematisk opptegnet et første eksempel på et aggregat og en praktisk anvendelse av systemet ifølge oppfinnelsen. Further features of the present invention will be apparent from the following description with reference to the accompanying drawings which show various practical solutions for the system according to the invention as well as aggregates for use with said system, where: Own. 1 schematically shows a first example of an aggregate and a practical application of the system according to the invention.

Fig. 2 viser i vertikalsnitt og i større målestokk visse detaljer ved en komponent i aggregatet ifølge fig. 1. Fig. 2 shows in vertical section and on a larger scale certain details of a component in the aggregate according to fig. 1.

I fig. 1 er det vist en skipstank 10 hvis innerbunn 11 er plassert i avstand fra skipets ytterbunn 12. Tankens 10 sidevegger 13, H grenser opp til tilstøtende tankrom 15 og 16, mens de øvrige vegger (hvorav bare veggen 17 er vist) henholdsvis kan grense opp til skipssiden og til et tilstøtende tankrom. Hvert tankrom er innrettet til å kunne behandles som en enhet ved hjelp av et separat losse- og lastearrangement 18 som vertikalforskyves gjennom en Butterworth-luke 19 eller liknende luke ved skipets dekk. Et lukedeksel er vist ved 20. Losse- og lastearrangementet 18 inneholder en pumpe 21 som er stasjonært opptatt i en brønn 22 i tankens 10 bunn 11. Pumpen drives via en høytrykkshydraulisk drivmotor som er avskjermet opptatt i et vernehylster 23, 24 og som er effektivt avskjermet og avtettet overfor lasten. Nærmere detaljer ved avskjermingen og avtetningen av drivmotoren og dennes tilførsels- og avløpsledninger fremgår av patentinnehaverens norske søknad nr. 170.172. Pumpens avløpsledning 25 løper utenfor vernehylsteret og parallelt med dette oppad til sklpsdekket. In fig. 1 shows a ship's tank 10 whose inner bottom 11 is located at a distance from the ship's outer bottom 12. The side walls 13, H of the tank 10 adjoin adjacent tank spaces 15 and 16, while the other walls (of which only wall 17 is shown) can respectively adjoin to the ship's side and to an adjacent tank room. Each tank compartment is arranged to be treated as a unit by means of a separate unloading and loading arrangement 18 which is vertically displaced through a Butterworth hatch 19 or similar hatch on the ship's deck. A hatch cover is shown at 20. The unloading and loading arrangement 18 contains a pump 21 which is stationary contained in a well 22 in the bottom 11 of the tank 10. The pump is operated via a high-pressure hydraulic drive motor which is shielded contained in a protective sleeve 23, 24 and which is efficient shielded and sealed against the load. Further details of the shielding and sealing of the drive motor and its supply and drain lines can be found in the patent holder's Norwegian application no. 170,172. The pump's drain line 25 runs outside the protective casing and parallel to it upwards to the splash deck.

Over dekk løper det fra en atengeventil 27 en ledningsforbindelse som antydet med strekete linjer 26 til en treve is-ventil 28 og videre via en hovedledning 26a til et tilkoblingssted utenfor skipet henholdsvis for lasting og lossing av tanken. Above deck, a line connection as indicated by dashed lines 26 runs from a shut-off valve 27 to a treve ice valve 28 and further via a main line 26a to a connection point outside the ship respectively for loading and unloading the tank.

Ved hjelp av treve is-ventilen 28 er losse- og lastearrange-mentets pumpe og trykkledning via en ledningsforbindelse 33 kob-let sammen med en varmevekslerenhet 29 til et aggregat for oppvarming og sirkulasjon av lasten i tanken. By means of the treve ice valve 28, the unloading and loading arrangement's pump and pressure line are connected via a line connection 33 with a heat exchanger unit 29 to an aggregate for heating and circulating the cargo in the tank.

Varmevekslerenheten 29 er ført gjennom et lukedeksel 30 i The heat exchanger unit 29 is led through a hatch cover 30 i

en luke 31 i skipsdekket og er innrettet til å kunne innsettes i og uttrekkes fra skipstanken uavhengig av losse- og lastearrangementet. Varmevekslerenheten er vist i detalj i fig. 2. Ved enhe-tens øvre ende finnes et innløpshus 32 i kommunikasjon med ventilen 28 via ledningen og via portåpninger 34 i kommunikasjon med en vertikal passasje 35 i et ytterrør 36 som inneholder en varmeveksler 37. Under varmeveksleren er røret 36 tilsluttet over et forbindelsesstykke 38 med et nedføringsrør 39 (drop-line) med en utløpsmunning 40 nær tankens bunn 11, slik det fremgår av fig. 1. a hatch 31 in the ship's deck and is designed to be able to be inserted into and extracted from the ship's tank regardless of the unloading and loading arrangement. The heat exchanger unit is shown in detail in fig. 2. At the unit's upper end, there is an inlet housing 32 in communication with the valve 28 via the line and via port openings 34 in communication with a vertical passage 35 in an outer pipe 36 which contains a heat exchanger 37. Below the heat exchanger, the pipe 36 is connected via a connecting piece 38 with a downpipe 39 (drop-line) with an outlet opening 40 near the bottom of the tank 11, as can be seen from fig. 1.

Varmeveksleren er oventil via en rørstuss 41 i et topp-stykke 42 tilsluttet en midtre forholdsvis tykk nedløpsledning 43 som over et nedre vendekammer 44 leder varmemediet oppad gjennom en rekke (for eksempel 30) smale grenrør 45, hvorav bare noen få er vist på tegningen til et avløpskammer 46 som kommuniserer med en annen rørstuss 47. Varmemediet (som fortrinnsvis består av trykkdamp) tilføres som vist med pilen 48 til rørstussen 41 og fjernes som vist med pilen 49 fra rørstussen 47 i et ikke nærmere vist dampsirkuleringssystem på i og for seg kjent måte. Dampsir- kuleringssystemet kan eventuelt være utstyrt med kontrollorganer for å påvise eventuell forurensning ved lekkasje i varmeveksleren. The heat exchanger is overhead via a pipe connection 41 in a top piece 42 connected to a middle relatively thick down-flow line 43 which, above a lower turning chamber 44, leads the heating medium upwards through a number (for example 30) of narrow branch pipes 45, only a few of which are shown in the drawing to a drainage chamber 46 which communicates with another pipe connection 47. The heating medium (which preferably consists of pressurized steam) is supplied as shown by arrow 48 to pipe connection 41 and is removed as shown by arrow 49 from pipe connection 47 in a steam circulation system not shown in more detail on a well-known manner. The steam circulation system can optionally be equipped with control devices to detect possible contamination in the event of a leak in the heat exchanger.

Det er som vist i fig. 2 tilsiktet en motstrømssirkulasjon av It is as shown in fig. 2 intended a countercurrent circulation of

damp i grenrørene 45 i forhold til væskestrømmen i passasjen 35. steam in the branch pipes 45 in relation to the liquid flow in the passage 35.

Som vist i fig. 2 er forbindelsesstykket 38 utformet del-sfærisk og ved overgangen mellom vendekammeret 44 og rørene 45 er det plassert en del-sfærisk kappe 46 som sammen med forbindelsesstykket 38 avgrenser en trykkmediumpassasje med innsnevret tverr-snitt i forhold til passasjen 35. Under vendekammeret 44 like før overgangen til nedføringsrøret 39 er det utformet en passasje-utvidelse som ved hjelp av turbulenseffekt kan skape en livlig sammenblanding av de eventuelt i forskjellig grad oppvarmete væskesjiktene fra passasjen 35, før væsken samlet føres tilbake til tanken. As shown in fig. 2, the connecting piece 38 is designed partially spherical and at the transition between the turning chamber 44 and the pipes 45, a partially spherical cover 46 is placed which, together with the connecting piece 38, delimits a pressure medium passage with a narrowed cross-section in relation to the passage 35. Under the turning chamber 44 just before at the transition to the downpipe 39, a passage extension has been designed which, by means of a turbulence effect, can create a lively mixing of the liquid layers from the passage 35, possibly heated to different degrees, before the liquid is collectively fed back to the tank.

Under lasting av tanken kan man ved hjelp av ventilen 28 During loading of the tank, you can use the valve 28

lede lasten gjennom ledningen 33, passasjen 35 og nedføringsrøret 39 til bunnen av tanken. Under lastingen kan lasten eventuelt oppvarmes ved passasje av varmeveksleren. I de tilfeller hvor lasten ikke skal oppvarmes kan varmeveksleren trekkes ut av passasjen 35 gjennom toppen av innløpshuset 32, hvoretter innløpshusets topp kan avtettes med et ikke vist deksel. lead the load through the line 33, the passage 35 and the downpipe 39 to the bottom of the tank. During loading, the cargo may possibly be heated by passing through the heat exchanger. In cases where the load is not to be heated, the heat exchanger can be pulled out of the passage 35 through the top of the inlet housing 32, after which the top of the inlet housing can be sealed with a cover not shown.

Claims

System for loading, unloading, circulation and heating of a liquid cargo in a ship's tank (10), comprising a heat exchanger (37), a loading unit (29) with a supply line (36, 38, 39) running down from the top of the tank towards the bottom of the tank and an unloading unit (18) with a pump (21) whose intake is located at the bottom of the tanks with a pressure line from the pump to the top of the tank as well as a treve ice valve (28) located between the pressure line (26), the supply line (33) and a combined main unloader - and main loading line (26a)* to, as necessary, connect the pressure line or supply line to the main unloading and loading line or connect the pressure line to the supply line to form a closed circulation line from the pump inlet to the outlet of the supply line, characterized in that the loading unit (29) and the unloading unit (18) is attached separately extractable through each of its mutually separated hatches (19, 31), and that the heat exchanger (37) is located at the top of the loading unit's (29)

wire (36, 38, 39) and is attached separately extractable from the loading unit (29).