NO144602B - Dynamisk posisjoneringsinnretning for et fartoey som inneholder et system for omforming av havvarmeenergi - Google Patents

Dynamisk posisjoneringsinnretning for et fartoey som inneholder et system for omforming av havvarmeenergi Download PDF

Info

Publication number
NO144602B
NO144602B NO771457A NO771457A NO144602B NO 144602 B NO144602 B NO 144602B NO 771457 A NO771457 A NO 771457A NO 771457 A NO771457 A NO 771457A NO 144602 B NO144602 B NO 144602B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
vessel
outlet openings
outlet
waste water
collection chamber
Prior art date
Application number
NO771457A
Other languages
English (en)
Other versions
NO144602C (no
NO771457L (no
Inventor
Russell Otto Pearson
Original Assignee
Trw Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Trw Inc filed Critical Trw Inc
Publication of NO771457L publication Critical patent/NO771457L/no
Publication of NO144602B publication Critical patent/NO144602B/no
Publication of NO144602C publication Critical patent/NO144602C/no

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63HMARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B63H25/46Steering or dynamic anchoring by jets or by rudders carrying jets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • B63B35/44Floating buildings, stores, drilling platforms, or workshops, e.g. carrying water-oil separating devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03GSPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • F03G7/04Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using pressure differences or thermal differences occurring in nature
    • F03G7/05Ocean thermal energy conversion, i.e. OTEC
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63BSHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B35/00Vessels or similar floating structures specially adapted for specific purposes and not otherwise provided for
    • B63B35/44Floating buildings, stores, drilling platforms, or workshops, e.g. carrying water-oil separating devices
    • B63B2035/442Spar-type semi-submersible structures, i.e. shaped as single slender, e.g. substantially cylindrical or trussed vertical bodies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Oceanography (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
  • Wind Motors (AREA)
  • Control And Safety Of Cranes (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Description

Oppfinnelsen angår en dynamisk posisjoneringsinnretning for et fartøy som inneholder et system for en prosess for omforming av havvarmeenergi ved hvilken varme utvinnes fra varmt overflatevann for fordampning av et flytende arbeidsfluidum og varme avgis til kaldt vann oppsamlet fra større havdyp for å kondensere arbeidsfluidumdampen.
Forskjellige forslag er blitt fremmet for utnyt-
telse av temperaturforskjellen mellom de varme overflate-vannmasser i tropene og de kaldere dypvannsområder for å
drive et binært, lukket Rankineprosess-energiomformingssy-
stem. Et slikt system er generelt kjent som et OTEC-system, hvilket er et bokstavord for havvarmeenergiomforming (ocean thermal energy conversion) . Energiomformingssys.temet omfor-
mer termodynamisk havets temperaturgradient til elektrisk energi.
Den vertikale stabilitet av et fartøy som innehol-
der en OTEC-innretning, byr ikke på noen uvanlig vanskelig-
het da sådan stabilitet lettvint oppnås ved hjelp av konven-sjonell skrogkonstruksjon og ballastdimensjonering som er velkjent innen skipsbygningsindustrien. Den horisontale posisjonering av fartøyet som er nødvendig for å overvinne vind- og havstrømkrefter, reiser imidlertid spesielle pro-, blemer på grunn av den store skrogforskyvning og behovet for et meget stort kaldtvannsrør som strekker seg til store dyp.
Mange metoder er blitt overveid for oppnåelse av horisontal posisjonering av fartøyet ved hjelp av faste for-tøyninger, f .eks . ved hjelp av wire, kjetting eller synte-
tisk rep. Disse metoder har mange ulemper ved at de krever meget store antall og lengder av fortøyningsstrevere, hvilket medfører meget tung og kostbar utrustning.
Dymamisk posisjonering som innebærer konvensjonelle propell-skyvere ("thrusters") er også blitt overveid. Det er imidlertid blitt beregnet at ca. 20 % av den energi som produseres av OTEC-systemet, ville være nødvendig for å motvirke de mest ekstreme vind- og strømkrefter som kunne påtreffes.
Av denne grunn og på grunn av høye startomkostninger og store krav til fartøyplass er denne metode med dynamisk posisjonering blitt funnet å være mangelfull. Dette ville være meget fordelaktig dersom det kunne anvises en posisjoneringsmetode som stiller minimale krav til energianlegg. og fartøysutfor-ming."
Det er prinsipielt to forskjellige valgmuligheter som synes attraktive for utnyttelse av den elektriske energi som produseres av et OTEC-system. Den ene anvendelse er overføring av elektrisk energi til land, og den andre er anvendelse på stedet av den elektriske energi til en energiin-tensiv, produksjonsprosess, såsom ammoniakkfremstilling, malm-raffinering, og produksjon av brennstoffer, såsom hydrogen og methanol. De dynamiske posisjoneringskrav for hvert av disse valg er forskjellige ved at fast stasjonsopprettholdelse kreves for førstnevnte og fremdrift og styring kreves for sist-nevnte .
Den foreliggende oppfinnelse er delvis et resultat av den oppdagelse at de kombinerte kapasiteter av de varmtvanns- og kaldtvann-tilførselssystemer som kreves for å oppfylle behovene for et OTEC-system, er slik at de frembringer spillvannutstrømningskrefter som er mer enn tilstrekkelige til å overvinne kreftene av vind og strøm som virker på OTEC-fartøyet.
Ifølge oppfinnelsen er det tilveiebrakt en dynamisk posisjoneringsinnretning for et fartøy som inneholder et system for en prosess av den innledningsvis angitte type, og innretningen er kjennetegnet ved at den er innrettet til å utnytte spillvannet fra energiomformingsprosessen for posisjonering av fartøyet, idet den omfatter en anordning på far-tøyet for oppsamling av det spillvann som skriver seg fra energiomformingsprosessen, og en anordning på fartøyet for styrt dirigering av utstrømningen av det oppsamlede spillvann i et antall forskjellige horisontale retninger for å oppnå en resulterende nettofremdriftskraft som virker i en foretrukket retning på fartøyet. Nettofremdriftskraften kan utnyttes til å oppfylle kravene både til plassopprettholdelse og fremdrift av fartøyet.
Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende under henvisning til tegningene, der fig. 1 viser et skjematisk perspektivriss av et sylindrisk, sjøgående overflate-fartøy som inneholder et hawarmeénergiomformingssystem med en dynamisk posisjoneringsinnretning ifølge oppfinnelsen, fig. 2 viser et grunnriss tatt fra flere forskjellige høyder av skroget av fartøyet som er vist på fig.. "1 illustrerer varmtvannssirkulasjonssystemet og .orienteringen av hovedkomponenter i dette, fig. 3 er et liknende grunnriss som fig. 2 og viser kaldtvannssirkulasjonssystemet og orienteringen av hovedkomponenter i dette, fig. 4 viser et delvis skjematisk frontriss av fartøyet på fig. 1 hvor en modifisert form for dynamisk posisjoneringsinnretning finner spesiell anvendelse for stasjonsopprettholdelse, fig. 5 viser et grunnriss av skroget tatt i én høyde og viser kanal-føringen og kretsløpet for varmtvanns- og kaldtvannsinntakét; i systemet på fig. 4, fig. 6 viser et grunnriss av skroget tatt i en lavere høyde og viser oppsamlingen og utstrømningen av varmtvanns- og kaldtvanhsavløpet, fig. 7 viser et delvis skjematisk og delvis gjennomskåret frontriss av et sjøgående bøyestakefartøy som inneholder en liknende dynamisk posisjoneringsinnretning som den som er vist på fig. 4 - 6, og fig. 8 viser et riss sett ovenfra av bøyestakefartøyet på fig. 7 og viser orienteringen av fire avtagbare energimodulér.
Idet det nå henvises til fig. 1, er det der vist et skjematisk perspektivriss av et sjøgående fartøy 10'som inneholder et hawarmeénergiomf ormingssystem. Fartøyet 10 kan generelt ha et deplasement på ca. 200 000 tonn og én diameter på over 90 m, og det kan være konstruert for å gene-rere over 100 megawatt. Fartøyet 10 er konstruert for å utnytte dynamisk posisjonering for fremdrift og styring, for anvendelse på stedet av den produserte elektriske energi, slik som foran beskrevet. Det spesielt viste fartøy 10 er av en type som har et skrog 12 med sylindrisk form som strekker seg over og under overflaten 14 av havet der hvor fartøyet 10 er anbrakt.
Et kaldtvannsinntaksrør 16 strekker seg. vertikalt ned fra den nedre del av skroget 12 i hovedsaken langs dettes vertikalakse og kan strekke seg til dybder større enn 600 m hvor det kan nå de kaldeste områder av havet for å oppnå den lave temperatur som er nødvendig for kondensasjonsformål, slik som senere nærmere beskrevet. Inntaksrøret 16 er ved hjelp av ikke viste midler leddforbundet der hvor det er for-bundet med skroget 12, for å isolere røret 16 fra bevegelser av skroget 12 som kan opptre på grunn av vind- og bølgekref-ter.
OTEC-systemet er moduloppbygget og omfatter fire energimoduler som er innesluttet i skroget 12, idet bare én energi- eller kraftmodul er vist for å forenkle beskrivelsen. Hver kraftmodul omfatter som hovedkomponenter en fordamper 18, en turbin-generator 20, en kondensator 22 og en pumpeanord-ning 24 for sirkulasjon av et arbeidsfluidum, såsom f.eks. ammoniakk eller propan.
Under drift strømmer arbeidsfluidumet i væsketil-stand inn i fordamperen 18 hvor det oppvarmes og fordampes. Fordampningsvarmen for arbeidsfluidumet tilveiebringes ved hjelp av varmt havoverflatevann som ledes inn i fordamperen 18 fra et varmtvannsinnløpssamlekammer 26. Arbeidsfluidumdampen blir ved hjelp av en damprøranordning 28 ledet til turbin-generatoren 20 hvor den benyttes til å drive en turbin som på sin side driver en generator som produserer elektrisi-tet på en måte som er velkjent innen elektrisitetskraftindu-strien. Arbeidsfluidumdampen som forlater turbinen, konden-seres, -til væske i kondensatoren 22. Den varme som trekkes ut av arbeidsfluidumdampen, overføres til kaldt vann som bringes opp gjennom kaldtvannsinntaksrøret 16 og sirkuleres gjennom kondensatoren 22. Det kondenserte, flytende arbeidsfluidum ledes gjennom en væskereturrøranordning 3 0 ved hjelp av arbeidsfluidum-pumpeanordningen 24 til fordamperen 18, og gjør dermed arbeidsfluidumkretsen fullstendig.
I overensstemmelse med oppfinnelsen utføres dynamisk posisjonering av fartøyet 10 ved at det utstrømmende, varme og kalde spillvann ledes og dirigeres på en slik måte at det tilveiebringes skyvkrefter som har en retning og stør-relse som, for plassopprettholdelse, motvirker ekstrem vind-og strømkraftvektor, og det tilveiebringes fartøyfremdrift og styring for bevegelse til steder hvor det kan oppnås større temperaturforskjell av havvannet.
Varmtvannssirkulasjonssystemet skal beskrives først under henvisning til både fig. 1 og 2, idet banen for det varme vann er vist med lyse piler. Varmt vann fra havoverflaten oppsamles ved hjelp av styrbord og babord varmtvanns-innløpssamlekamre 26 som hvert omfatter en bueformet, peri-ferisk kanal med skjermet inntak. Samlekamrene 26 er diame-tralt motstående qg\,strekker seg tilnærmet over en bue på 9.0°. Hvert samlekammer 26' tilveiebringer varmt innløpsvann til to fordampere 18.
Det varme vann blir fra fordamperen 18, hvor det overfører sin varmeenergi til arbeidsfluidumet, ledet til én varmtvannssirkulasjonspumpe 32 og derfra til et underliggende utløpsgrenrør 34. Hvert utløpsgrenrør 34 mottar varmtvanns-, utstrømningen fra to fordampere 18. På motsatte sider av langskips- eller diametralaksen 36 finnes to utløpsgrenrør 34 som strekker seg horisontalt og parallelt med aksen 36. Utløpsåpningen 38 fra hvert utløpsgrenrør 34 er rettet hori-r sontalt akterover"" f ra fartøyet for fremdrift og er forsynt med en bevegelig kappe 40 som omgir åpningen 38 og er beve-., gelig i et horisontalt plan for å dirigere varmtvannsstrålen'
i forskjellige vinkelretninger for styringsformål.
Kaldtvannssirkulasjonssystemet skal - beskrives under henvisning til fig. 1 og 3, idet banen for det kalde vann er vist med mørke piler. Kaldtvannssirkulasjonssystemet omfatter kaldtvannsinntaksrøret 16 som tilveiebringer en kanal for det kalde vann fra havdypet til et kaldtvannssamle-kammer 42 som er felles for de fire kondensatorer 22. Fra samlekammeret. 42 pumpes det kalde vann gjennom hver kondensatorkrets ved hjelp av en kaldtvannssirkulasjonspumpe 44 som er anordnet på inntakssiden av hver kondensator 22. Etter uttrekking av varme fra' arbeidsfluidumdampen i kondensatoren 22 blir det kalde vann uttappet.
Kaldtvannsutstrømningen fra hver av de kondensatorer 22 som er beliggende i skrogets akterseksjon, ledes til et felles kaldtvannsutløpssamlekammer 46 hvor det strømmer ut gjennom en eneste kaldtvannsutløpsdyse 48. Denne dyse er fast og er rettet horisontalt akterover langs langskipsaksen 3 6
slik at utløpsstrålen tilveiebringer konstant, .ensrettet
skyvkraft eller fremdriftskraft. Dersom det ønskes kan en bevegelig kappe av liknende type som varmtvannskappene 40 anordnes rundt utløpsdysen 48, dersom det kreves ytterligere styredyktighet.
Konstruksjonskriterier basert på et studium av tropiske vind- og havstrømforhold indikerer at de fire varmt-vannsfordamperutstrømninger og de to kaldtvannskondensator-utstrømninger som allerede er beskrevet, tilveiebringer tilstrekkelige fremdrifts- og styrekrefter for dynamisk posisjonering av denne type fartøy. Utstrømningen fra hver av de to kondensatorer 22 som er beliggende i den fremre skrogseksjon, er overskudd og.ledes derfor separat i vertikalt nedadrettet retning via fremre kaldtvannsutløpsdyser 50. Dette gjøres for å unngå termisk fortynning av det varme vann som strømmer inn «i varmtvanns innløpssamlekammeret 26,' og for å unnvære ekstra kanaler for å bringe utløpsstrømmene til den bakre del av fartøyet 10..
De'studiumutviklede konstruksjonskriterier er basert på en antatt plassopprettholdelseskraft på ca. 340 000 kp som kreves for et fartøy 10 som inneholder et, 100 megawatts OTEC-system med et ca. 900 meters kaldtvannsrør som holdes i stilling under maksimale stormforhold med 100 knops vind, ca. 18 meters bølgehøyde og 2 knops overflatestrøm. Da imidlertid strømhastigheten.for de fleste av de studerte OTEC-system-plasser inormalt er 0,7 - 0,9 knop og vindhastighetene er 10 - 25 knop, vil fartøyet 10 bevege seg ca. 24 - 32 km pr. dag i størstedelen av den tid det er i drift.
Det foran beskrevne dynamiske posisjoneringssystem er konstruert for tilveiebringelse av fremdrifts- og styredyktighet for fartøyet 10 for anvendelse på stedet av den elektriske energi som genereres av OTEC-systemet. Ved noen anvendelser kan man ønske å overføre den genererte elektriske energi til et landbasert fordelingsanlegg for forbrukerutnyt-telse. Ved denne utnyttelse er fartøyet 10 tvunget til en forholdsvis liten posisjonssirkel på grunn av forbindelsen med den elektriske kraftoverføringskabel som er fiksert til havbunnen. Det dynamiske posisjoneringssystem for fartøyet 10 må modifiseres noe for å ta hensyn til disse krav til plassopprettholdelse. Disse krav oppfylles med den neste utførelse som skal beskrives, ved endring av utformingen av varmtvannsinntaket og kaldt- og varmtvannsutløpskanalene.
Varmtvannssirkulasjonssystemet for den neste ut-førelse skal først beskrives under henvisning til fig. 4, 5
og 6. Vårmt vann fra havoverflaten oppsamles gjennom en fremre, avskjermet inntaksåpning 52 i en bueformet, perife-risk kanal som danner et varmtvannsinnløpssamlekammer 54 som er beliggende like under vannflaten 14 og omgir en større omkretsdel av skroget 12. Åpningen 52 i varmtvannsinnløpssamle-kammeret 5 4 strekker seg tilnærmet ever en bue på 60° som halveres av langskipsaksen 36. Det dynamiske posisjoneringssystem er konstruert for å orientere fartøyet 10 slik at langskipsaksen 36 holdes parallell med havstrømmens retning og fartøyet 10 er rettet i en retning motsatt av strømmen, slik som vist på fig. 5. En sådan.fartøyorientering er nød-vendig for å sikre at varmtvannssysteminnløpet alltid er inn-stilt slik at det mottar varmt overflateinntaksvann fra en frisk kilde, tilveiebrakt av strømmen, som ikke er uttynnet av det plassopprettholdende utløpsspillvann.
Som vist på fig. 5, tilveiebringer varmtvannsinn-løpssamlekammeret 54 varmt innløpsvann til alle fire fordampere 18. Som vist på fig. 4, er fordamperne 18 anordnet i et horisontalplan på høyde med varmtvannsinnløpssamlekammeret 54. Det varme vann blir fra fordamperne 18, hvor det over-fører sin varmeenergi til arbeidsfluidumet, ledet til varmt-vannssirkulas jonspumpene 32, og gjennom kanaler 56 til et ringformet eller kombinert varmtvanns- og kaldtvanns-utløps-samlekammer 58, som vist på fig. 6. Utløpssamlekammeret 58
er beliggende i et horisontalpicxi under skroget 12 og omgir kaldtvannsinntakssamlekammeret 42, slik som vist på fig. 4. Utløpssamlekammeret 58 oppsamler ikke bare varmtvannsutstrøm-ningen, men også kaldtvannsutstrømningen, slik det nå skal beskrives.
Idet det igjen henvises til fig. 4 og 5, omfatter kaldtvannssirkulasjonssystemet kaldtvannsinntaksrøret 16 som leder det kalde vann til kaldtvannsinntakssamlekammeret 42
som er felles for de fire kondénsatorer 22. Det kalde vann
pumpes fra kaldtvannsinntakssamlekammeret 42 gjennom hver kondensatorkrets ved hjelp av kaldtvannssirkulasjonspumpen 44. Etter uttrekking av varme fra arbeidsfluidumdampen i
kondensatorene 22 strømmer det kalde vann, som nå er noe varmere, men fremdeles kaldere enn det varme overflatevann, gjennom kanalene 60 og inn i det ringformede utløpssamlekam-mer 58, vist på fig. 4 og 6, hvor det blandes med varmtvanns-utstrømningen.
Slik som vist på fig. 6, er det ringformede utløps-samlekammer 58 forsynt med et antall utløpsdyser 62 som strekker seg utover fra den ytre omkrets av den ring som avgrenser
.utløpssamlekammeret 58. Utløpsdysene 62 er vinkelmessig adskilt rundt en større, bueformet del av ringen, idet dysene 62 er utelatt fra en mindre, bueformet del av ringen som vender forover og Mgger direkte under varmtvannsirintaksåpningen
52. Utelatelse av dyséne 62 under varmtvannsinntaksåpningen 5'2 hindrer termisk uttynning av "det. varme vann på grunn av utstrømmende spillvann. I den viste utførelse er det som 'eksempel anordnet ni utløpsdyser 62 som er 30° adskilt fra hverandre, og av hvilke en eneste utløpsdyse 62 er beliggende akterut, fire dyser er beliggende på babordsiden og fire dyser.er beliggende på styrbordsiden. Slik som vist på fig. 4, kan hver av dysene 62 dreies i et vertikalt plan over en bue på 90°, slik at retningen, av utløpsstrømmen kan varieres mellom horisontalt utad-rettet og. vertikalt nedadrettet. En snekkehjulmekanisme 64 er vist som. et eksempel på en anordning for rotasjon av dysene 62 i et vertikalplan. På fig. 4 er vist tre posisjoner av en •dyse 62. De helt opptrukne linjer viser dysen merket 62 i en første stilling hvor den er rettet horisontalt utover, og de to sett av strektegnede linjer viser dysen merket 62a i en andre stilling hvor den peker i en vinkel nedover, og dysen merket 62b i en tredje stilling hvor den peker vertikalt nedover.
Når utløpsdysen er rettet horisontalt, slik som i den første stilling merket 62, er den horisontale vektor av fremdriftskraften maksimal. Når utløpsdysen er rettet nedover i en vinkel mindre enn 90°, slik som i den andre stilling merket 62a, er den horisontale komponent av fremdrifts-kraf tvektoren mindre enn maksimum og er lik kraftvektoren multiplisert med cosinus til vinkelforskyvningen av dysen fra horisontalen. Når utløpsdysen er rettet vertikalt nedover, slik som i den tredje stilling merket 62b, er den horisontale komponent av fremdriftskraftvektoren lik null.
Det vil innses at vinkelstillingen av hver dyse
62 i vertikalplanet bestemmer graden av horisontal fremdriftskraft tilveiebrakt ved hjelp av dysens vannutstrømning. Vinkelstillingen av hver dyse rundt omkretsen av det ringformede utløpssamlekammer 58 bestemmer retningen av fremdriftskraften på fartøyet 10, selv om den maksimale kraft som driver fartøyet forover eller til babordsiden eller til styrbordsiden,. er mye større enn den maksimale kraft som driver fartøyet bakover. Det kan lett innses at vinkelforskyvningen av hver dyse 62 kan innstilles slik at summen av alle de horisontale kraftvektorer som tilveiebringes av utløpsvann-massene, vil tilveiebringe en resulterende kraftvektor som
er 'Lik og motsatt rettet i forhold til vind- og strømkraft-vektoren som virker på fartøyet. Under sådanne forhold virker det dynamiske posisjoneringssystem på fartøyet for å tilveiebringe plassopprettholdelse. Den ønskede tilstand er å holde fartøyet 10 innenfor en posisjonssirkel slik det er begrenset av sin forbindelse med kraftoverføringskabelen. Enhver endring i vind- og/eller strømtilstander som forsøker å bevege fartøyet 10 bort fra dets orientering mot strømmen eller utenfor fartøyets posisjonssirkel, kan lett oppveies ved å velge den eller de riktige dyser og disses vinkelfor-skyvninger.
Det skal bemerkes at utløpsstrålen ved hver dysebe-liggenhet alternativt kan strupes eller avstenges ved hjelp
av ventilstyreanordninger i stedet for å variere dysens vin-kelretning slik som angitt ovenfor. Den strupte utstrømning ville da bli avledet til en annen eller til andre dysebelig-genheter for å øke skyvkraften ved disse beliggenheter. Idet det henvises til venstre side av fig. 4, er som eksempel en strupeventil 63 anbrakt på innløpssiden av en dyse 62c som er fiksert i horisontal stilling.
Selv om utførelsen ifølge fig. 4 - 6 er særlig fordelaktig for å tilveiebringe plassopprettholdelse for far-tøyet 10, er det lett å innse at den også er i stand til å tilveiebringe fremdriftskraft for fartøyet 10. Alt som er nødvendig for oppnåelse av maksimal horisontal skyvkraft, er å velge bare de dyser som er rettet akterover, og å dirigere vinkelorienteringen av de fremre dyser vertikalt nedover, eller å strupe disse dyser.
Den dynamiske posisjoneringsinnretning kan også an-vendes på en forskjellig type av fartøy som er kjent som en bøyestake. Bøyestakekonstruksjonen er spesielt tilpasset for
■„ utvendig montering av kraf tmodulene, for* dermed å lette fjerning av disse for vedlikehold og ettersyn.
Idet det nå henvises til fig. 7 og 8, har et bøye-stakefartøy 66 et sylindrisk skrog 68 og et kaldtvannsrør 70
som er stivt festet til skroget for å danne en integrert en-het. Den stive befestigelse av røret 70 til skroget 68 er et "trekk som skiller bøyestakefartøyet 66 fra det sylindriske
overflatefartøy 10 på fig. 1, hvor kaldtvannsrøret og skroget er leddforbundet slik som foran beskrevet. Fartøyet 66 har en forholdsvis langstrakt form, og diameteren av skroget 68
er typisk ikke vesentlig større enn diameteren av kaldtvanns-" røret 70.
Et annet adskillende trekk ved bøyestakefartøyet 66 er at fordamper- og kondensatorkomponentene i fartøyets kraft-mpduler er vertikalt orientert. Fire kraftmoduler er vist anordnet .rundt skrogets 68 ytre omkrets. Hver kraftmodul omfatter en fordamper 18a som er beliggende over en kondensator 22a og 'er adskilt fra denne ved hjelp av en forbindel-seskappe 72. Kappen eller.huset 72 omslutter de indre, for-bindende arbeidsfluidumrørledninger, arbeidsfluidumpumpen og turbingeneratoren, som alle fungerer på liknende måte som i det foran beskrevne, sylindriske overflatefartøy 10.
Et øvre, horisontalt varmtvannsinntaksrør 74 som fører inn i fordamperen 18a, er festet til den ytre, sylindriske overflate av skroget 68. Varmtvannsinntaksrøret 74 omslutter en varmtvannssirkulasjonspumpe 32a.
På liknende måte er et nedre, horisontalt kaldt-vannsinntaksrør 76 som fører inn i kondensatoren 22a, festet til skrogets 68 ytre, sylindriske overflate og rommer en kaldtvannssirkulasjonspumpe 44a. Rørene 74 og 76 tilveiebringer to av festepunktene for å lette fjerning og utskift-ning av kraftmodulene.
Det varme vann tilføres til fordamperen 18a fra et varmtvannsinnløpssamlekammer 54a hvis skjermede inntaksåp-
ning 52a er beliggende ved det høyeste punkt på skroget 68.
Det dynamiske posisjoneringssystem er konstruert for å orientere fartøyet 66 slik at dets kurs går i en retning som er motsatt av havstrømmen av de samme grunner som foran beskrevet.
Et ringformet utløpssamlekammer 58a tjener til å samle opp varmtvanns- og kaldtvannsutstrømningene. Utløps-samlekammeret 58a ligger i et horisontalplan under skroget 68 og omgir kaldtvannsrøret 70. Utløpssamlekammeret 58a har en vesentlig større ytterdiameter enn skroget 68 og har en flat, øvre overflate av et utvidet område for å tilveiebringe under-støttende feste for alle fire kraftmoduler. Det tredje festepunkt for hver kraftmodul er således tilveiebrakt ved hjelp av et varmtvanns- og kaldtvanns-samlegrenrør 78 som strekker seg vertikalt mellom utløpene i fordamperen 18a og kondensatoren 22a og.ved sin basis er festet til den øvre overflate av utløpssamlekammeret 58a. Grenrøret 7 8a leder varmtvannsutstrømningen fra fordamperen 18a og kaldtvanns-<1 >utstrømningen fra kondensatoren 22a inn i utløpssamlekammeret 58a.
På grunn av at den forholdsvis langstrakte konstruk-sjon av bøyestakeskroget 68 resulterer i en vesentlig adskil-lelse av varmtvannsinntaksåpningen 52a fra utløpssamlekamme-ret 58a, er muligheten for termisk uttynning av det varme overflatevann på grunn av det kaldere utløps-spillvann, minimert. Utløpsdysene 62 er følgelig ensartet vinkeladskilt rundt utløpssamlekammerets omkrets for å forsyne det dynamiske posisjoneringssystem med en større grad av kontroll over de kombinerte krav til fremdrift, styring og plassopprettholdelse. Slik som i den foran beskrevne utførelse er dysene 62 vertikalt stillbare over en bue på 90° for å endre den respektive horisontalkomponent av fremdriftskraftvektoren. Alternativt kan dysene være fiksert i horisontal stilling og forsynt med ventilanordninger for å strupe vannutstrømningen.

Claims (11)

1. Dynamisk posisjoneringsinnretning for et fartøy som inneholder et system for en prosess for omforming av hawarmeenergi ve<å hvilken varme utvinnes fra varmt overflatevann for fordampning av et flytende arbeidsfluidum og varme avgis til kaldt vann oppsamlet fra større havdyp for å kondensere arbeidsfluidumdampen, karakterisert ved at den er innrettet til å utnytte spillvannet fra energiomformingsprosessen for posisjonering av fartøyet (10; 66), idet den omfatter en anordning (34,. 46; 58; 58a) på fartøyet for oppsamling av det spillvann som skriver seg fra energiomformingsprosessen, og en anordning (38, 40, 48; 62) på fartøyet for styrt dirigering av utstrømningen av det oppsamlede spillvann i- et antall forskjellige horisontale retninger for å oppnå en resulterende nettofremdriftskraft som virker i en foretrukket retning på fartøyet.
2. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at dirigeringsanordnincjen (38, 40, 48) omfatter et antall utløpsåpninger (38, 48) av hvilke i det minste noen er forsynt med omgivende, bevegelige kapper (40) for dirigering av det utstrømmende spillvann i forskjellige vinkelretninger.
3. " Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at dirigeringsanordningen omfatter et antall utløpsåpninger (62) av hvilke i det minste noen er montert for vinkelrotasjon i et vertikalplan mellom horisontalt utad-rettet stilling og vertikalt nedadrettet stilling.
4. Innretning ifølge krav 2, karakterisert ved at et antall av utløpsåpningene (38) er innrettet parallelt med en langskipsakse (36) for fartøyet (10).
5. Innretning ifølge krav 4, karakterisert ved at minst to av de nevnte utløpsåpninger (38) ligger på motsatte sider av den nevnte akse (36) og i hovedsaken i samme avstand fra denne.
6. Innretning ifølge krav 5, karakterisert ved at en ytterligere utløpsåpning (48) ligger langs den nevnte akse (36).
7. Innretning ifølge krav 1 eller 3, karakterisert ved at den spillvannoppsamlende anordning omfatter et ringformet utløpssamlekammer (58; 58a) som er anordnet horisontalt for oppsamling av både det varme og det kalde, utstrømmende spillvann for å uttappe det kombinerte spillvann i et antall forskjellige retninger.
8. Innretning ifølge krav 7, karakterisert ved at det ringformede utløpssamlekammer (58; 58a) er forsynt med et antall utløpsåpninger (62) som er vinkelmessig adskilt rundt i det minste en omkretsdel av samlekammeret.
9. Innretning ifølge krav 8, karakterisert ved at utløpsåpningene (62) er utelatt fra en mindre, bueformet del av samlekammeret (58) som vender forover på fartøyet (10).
10. Innretning ifølge krav 8, karakterisert ved at utløpsåpningene (62) er likt innbyrdes adskilt rundt den ringformede utstrekning av samlekammeret (58a).
11. Innretning ifølge krav 3, karakterisert ved at minst én (62c) av dirigeringsanordningens utløpsåpninger (62) omfatter en strupeventilanordning (63) for styring av utstrømningen fra denne åpning.
NO771457A 1976-04-28 1977-04-27 Dynamisk posisjoneringsinnretning for et fartoey som inneholder et system for omforming av havvarmeenergi NO144602C (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/681,003 US4014279A (en) 1976-04-28 1976-04-28 Dynamic positioning system for a vessel containing an ocean thermal energy conversion system

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO771457L NO771457L (no) 1978-02-24
NO144602B true NO144602B (no) 1981-06-22
NO144602C NO144602C (no) 1981-09-30

Family

ID=24733382

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO771457A NO144602C (no) 1976-04-28 1977-04-27 Dynamisk posisjoneringsinnretning for et fartoey som inneholder et system for omforming av havvarmeenergi

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4014279A (no)
JP (1) JPS52145997A (no)
GB (1) GB1555873A (no)
NL (1) NL7704540A (no)
NO (1) NO144602C (no)
SE (1) SE7704868L (no)

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2383329A1 (fr) * 1977-03-08 1978-10-06 Iti Ltd Procede de production d'energie a partir d'un iceberg tabulaire
US4104883A (en) * 1977-05-27 1978-08-08 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Mass transport heat exchanger method and apparatus for use in ocean thermal energy exchange power plants
US4312288A (en) * 1978-09-12 1982-01-26 Dyckerhoff & Widmann Aktiengesellschaft Floating structure for effecting energy transformation from sea water
US4209991A (en) * 1978-09-19 1980-07-01 Sea Solar Power Dynamic positioning of sea thermal power plants by jet propulsion
FR2442761A1 (fr) * 1978-11-30 1980-06-27 Sea Tank Co Plate-forme pour l'exploitation de l'energie thermique des mers
US4350014A (en) * 1978-11-30 1982-09-21 Societe Anonyme Dite: Sea Tank Co. Platform for utilization of the thermal energy of the sea
WO1980001301A1 (en) * 1978-12-12 1980-06-26 C Jahnig Energy conversion system for deriving useful power from sources of low level heat
US4286434A (en) * 1978-12-19 1981-09-01 Moisdon Roger F Solar power plant equipped with high efficiency heat exchangers
NL174753C (nl) * 1980-01-11 1984-08-01 Hollandsche Betongroep Nv Drijvende inrichting voor het opwekken van energie onder gebruikmaking van het temperatuurverschil tussen de temperatuur van het oppervlaktewater van een zee en de temperatuur van het water op grote diepte.
US4440148A (en) * 1980-03-27 1984-04-03 Solmat Systems Ltd. Method of and means for maintaining a halocline in an open body of salt water
US4541244A (en) * 1980-03-27 1985-09-17 Solmat Systems Ltd. Method of and means for maintaining a halocline in an open body of salt water
FR2503919B1 (fr) * 1981-03-26 1985-07-19 Severs Stephen Structure pour une centrale nucleaire sous-marine
JPS5918281A (ja) * 1982-07-23 1984-01-30 Mototoshi Uchida 海洋温度差発電プラント浮体の定位方法
JPS59102695A (ja) * 1982-12-03 1984-06-13 Kawasaki Heavy Ind Ltd 船舶の操縦装置
JPS60219474A (ja) * 1984-04-17 1985-11-02 Saga Daigaku 海洋温度差発電装置
US4738111A (en) * 1985-12-04 1988-04-19 Edwards Thomas C Power unit for converting heat to power
US5492274A (en) * 1990-07-05 1996-02-20 Geophysical Engineering Company Method of and means for weather modification
IL98739A0 (en) * 1990-07-05 1992-07-15 Ormat Turbines Method of and means for weather modification
US5555838A (en) * 1994-10-31 1996-09-17 Seatek International, Inc. Ocean thermal energy conversion platform
US6451204B1 (en) * 2001-04-12 2002-09-17 Sea Solar Power, Inc. Ocean power plant inlet screen
US7735321B2 (en) * 2008-01-15 2010-06-15 Lockheed Martin Corporation OTEC cold water pipe system
US7882703B2 (en) * 2008-10-08 2011-02-08 Lockheed Martin Corporation System and method for deployment of a cold water pipe
US8250847B2 (en) * 2008-12-24 2012-08-28 Lockheed Martin Corporation Combined Brayton-Rankine cycle
US8899043B2 (en) 2010-01-21 2014-12-02 The Abell Foundation, Inc. Ocean thermal energy conversion plant
KR102273491B1 (ko) * 2010-01-21 2021-07-07 더 아벨 파운데이션, 인크. 해양 온도차 발전소
US9086057B2 (en) * 2010-01-21 2015-07-21 The Abell Foundation, Inc. Ocean thermal energy conversion cold water pipe
CA2734638A1 (en) * 2011-03-16 2012-09-16 James Russell Baird Ocean thermal energy conversion counter-current heat transfer system
US9151279B2 (en) * 2011-08-15 2015-10-06 The Abell Foundation, Inc. Ocean thermal energy conversion power plant cold water pipe connection
WO2013086092A1 (en) * 2011-12-08 2013-06-13 Paya Diaz Gaspar Pablo Thermal energy conversion plant
US20130153171A1 (en) * 2011-12-14 2013-06-20 Lockheed Martin Corporation Composite heat exchanger shell and buoyancy system and method
US10619944B2 (en) 2012-10-16 2020-04-14 The Abell Foundation, Inc. Heat exchanger including manifold
NO337402B1 (no) * 2013-09-13 2016-04-04 Sevan Marine Asa Et flytende skrog med stabilisatorparti
US20190186474A1 (en) * 2016-08-25 2019-06-20 Bardot Group Floating device comprising an interchangeable insert passing through a float and associated electrical production system

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2305823A (en) * 1938-12-20 1942-12-22 Wotschke Johannes Vessel for treating materials in the chemical and metallurgical industry
US3116709A (en) * 1960-07-08 1964-01-07 Kampff Arthur Atomic powered direct thrust vessel
US3837308A (en) * 1971-05-24 1974-09-24 Sanders Associates Inc Floating power plant
US3805515A (en) * 1971-06-11 1974-04-23 Univ Carnegie Mellon Modularized sea power electrical generator plant
US3835806A (en) * 1973-04-26 1974-09-17 R Rice Power propulsion means for boats
US3967449A (en) * 1975-05-29 1976-07-06 Beck Earl J Ocean thermal gradient power plant

Also Published As

Publication number Publication date
GB1555873A (en) 1979-11-14
US4014279A (en) 1977-03-29
NL7704540A (nl) 1977-11-01
NO144602C (no) 1981-09-30
SE7704868L (sv) 1977-12-06
NO771457L (no) 1978-02-24
JPS52145997A (en) 1977-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO144602B (no) Dynamisk posisjoneringsinnretning for et fartoey som inneholder et system for omforming av havvarmeenergi
US9476410B2 (en) Offshore floating platform with ocean thermal energy conversion system
US5645693A (en) Plant for sea water desalinizing using solar energy
US8276379B2 (en) Systems and apparatus relating to solar-thermal power generation
US9670911B2 (en) Manifolding arrangement for a modular heat-exchange apparatus
JPS595793B2 (ja) 地熱エネルギ−変換システム
CN103154511A (zh) 工业海洋热能转换工艺
EP1319157A1 (en) Method and device for producing steam by means of solar energy
US9429145B2 (en) Thermal gradient hydroelectric power system and method
US20210380437A1 (en) Solar ocean thermal energy seawater distillation system
US8893496B2 (en) Sea water desalination and thermal energy conversion
US4229660A (en) Turbine electric generator with solar heating and space cooling
EP0593465A1 (en) PLANT FOR SEAWATER DESALINATION USING SOLAR ENERGY, PREFERABLY IN CONNECTION WITH ELECTRICITY GENERATION.
US4286434A (en) Solar power plant equipped with high efficiency heat exchangers
US20160376168A1 (en) Low energy fluid purification system
CN107820557B (zh) 具有流体分配子组件的蒸发器
KR101358303B1 (ko) 부유식 해상 구조물 및 이를 이용한 전기 생산 방법
US4537030A (en) Ocean thermal energy system
JP2007132227A (ja) 蒸気タービンプラントおよびこれを搭載した蒸気タービン船
CN104603553B (zh) 浮式太阳能集热器辅助海洋热能转换发电机
US8387387B1 (en) Floating solar pond energy conversion apparatus
GB2395754A (en) Ocean thermal energy conversion system with low level condenser
JP2004340093A (ja) 太陽熱利用発電装置
RU2116465C1 (ru) Энергетическая установка
Jalihal et al. Energy and fresh water from ocean thermal gradient: Indian experience