NO164825B - Anordning for haandtering av ballastvann. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en anordning for håndtering av ballastvann av den art som angitt i innledningen til krav 1.

Ballasttanker beliggende under operasjonsvannlinjen kan fylles ved at en forbindelse med omgivende vann åpnes for fri strøm, eller alternativt ved pumping. Ballasttanker beliggende ovenfor vannlinjen må fylles ved hjelp av pumpetrykk.

Ved fylling ved hjelp av fri strøm er det ingen fare for ukontrollert vanninnstrømning, ved pumping kan det inntreffe at tanker sprenges på grunn av for høyt vanntrykk, f.eks. på grunn av underdimensjonerte eller tette avluftingsrør. Det siste gjelder alle arter av tanker i plattformer.

Av sikkerhets- og effektivitetsårsaker vil man ha stor løfte-høyde på en ballastpumpe (ofte 25% over stillingen ved skadetilfelle) . Pumpen skal kunne fungere også med plattformen i krenget stilling og økt dyptgående etter skade.

For å minske vanninnstrømning gjennom skadede avluftingsrør ved store skader, bør avluftingsrør fra tanker ha begrenset areal. Ballasttanker som fylles gjennom direkte vannpumping må derfor dimensjoneres for et visst trykk, utover det trykk som svarer mot et til toppen fylt avluftingsrør.

Av stabilitetsårsaker er antallet "frie" væskeflater begrenset, hvorfor stabilitetshensyn begrenser antallet tanker som kan fylles eller tømmes samtidig. Avluftings-rørenes begrensede areal bestemmer ballastsystemets maksimale rørdiameter ved tilslutning til tank. Disse omstendigheter kan begrense også utnyttelsesmuligheten på tilgjengelig pumpekapasitet, eller begrenser dimensjoneringen av ballast-pumpene.

I visse enheter får man et stort antall avluftingsrør, og spesielt ved plattformer foreligger vanskeligheter å få plass for denne rørtrekking, f.eks. fra pongtongtankaim.

Fra SU-patent 694-414 er det kjent et ballastsvjstem1 for et bulklastefartøy der ballasttanker er. anordnett båcle i dobbelt-bunnen og i de doble skipssidene. Ballasttankene i. skipssidene når helt opp til fartøyets dekk. Det er .iikJce angitt hvor høyt i fartøyet avløpsledningen strekker seg. Avløpsled-ningen garanterer imidlertid ikke mot at noen av tankene utsettes for for toøyt trykk. Det finnes videre en overførings-ledning gjennom hvilken ballastvannet pumpes ut ved tømming av tankene.<1> Denne ledningen» munner direkte ut ved skipssiden og har ingen forbindelse med avløpsledningen. Dersom noe skulle hende med ventilen i overføringsledningen, er det stor fare for at hele systemet fylles på en uønsket måte.

Hensikten med foreliggende oppfinnelse er å foreslå en anordning for håndtering av flytende medier i plattformer og lignende, som byr på muligheter for redusert skrogsvikt ved at tankene beskyttes mot høyt innvendig trykk, ssamtidig som det kan benyttes tynne avluftingsrør.

En ytterligere.hensikt er å nedbringe faren for utilsiktet strømning mellom tanker og omgivende vann.

For å redusere fare for sprengning av tanken ved fylling ved hjelp av pumpe, kreves iblant at avluftingsrørets areal er minst 125% av fyllingsledningens areal, noe som er plass-krevende og innebærer stor vekt. Oppfinnelsen innebærer at tankene er beskyttet mot overtrykk fra pumpe eller annen anordning, hvis formål er å frembringe væsketransport og mulig-gjøre utnyttelse av stor pumpekapasitet med små dimensjoner på avluftingsrørene. Sugeledninger fra tankene kan gjøres store, og tillater enklere pumpeoperasjoner ved at færre tanker tømmes eller fylles samtidig, og ved at også fyllings-prosedyren forenkles.

Oppfinnelsen muliggjør at ballastering og intern forflytning av ballast til en tank kan skje med full pumpekapasitet inn-til tanken er helt fylt. Vannet kommer maksimalt til å stige opp i tankens avluftingsrør til et nivå motsvarende nivået for en overløpsledning. Fortsatt pumping resulterer bare i at overskuddsvann strømmer overbord gjennom overløpsledningen.

En strømningsindikator i overløpsledningen med avlesings-instrument i kontrollrommet for ballasthåndteringen infor-merer ballastoperatøren om at væske nå strømmer overbord og at tanken dermed er fylt.

Ved samtidig fylling av flere tanker strømmer overskudds-vannet overbord gjennom overløpsrøret når samtlige tanker er fylt.

I konvensjonelle ballastsystemer må fylling av tank nøye overvåkes, slik at fyllingen avbrytes før tanken er overfylt, og vann strømmer ut på dekk gjennom avluftingsledningen, hvorved tankene kan overbelastes. Dette innebærer i praksis at tankene ofte ikke er helt fylt.

Hensikten med oppfinnelsen oppnås ved hjelp av en anordning av den innledningsvis nevnte art som gis de trekk som fremgår av karakteristikken til krav 1.

Så lenge tanken fylles, strømmer det ikke noe vann ut gjennom overløpsledningen. Når tanken er fylt, eller det oppstår noen hindring i tankens avluftingsrør eller i strømningsveien, stiger trykket i tilkoplingspunktet hvorved strømmen helt eller delvis styres overbord via overløpsledningen.

Denne savner fortrinnsvis egen avstengningsanordning, og forutsettes å være dimensjonert slik at strømningstapene blir neglisjerbare, eller ihvert fall små også ved maksimal strømning.

Tanken kan ved hjelp av anordningen ikke utsettes for

høyere statisk trykk fra systemets pumpe enn det som svarer mot nivåskillnaden mellom tanken og overløpsrørets- høyeste punkt.

Ved en vannomsluttet enhet, der pumpen er direkte tilkoplet et sjøinntak trekker man ifølge en videreutvikling av oppfinnelsen en trykkledning fra pumpen til et nivå som ligger høyere enn tanken, idet fylleledningen utgår fra det forhøyede nivået. Hensiktsmessig anordner man derved et lufterør eller motsvarende hevertbrytende organ i tilkopling til det nevnte økte- nivået..

Fylleledningen inneholder hensiktsmessig en avstengningsventil som ved stenging muliggjør at væske kan pumpes overbord gjennom overløpsledningen. Også trykkledningen kan ha en avstengningsventil, idet stenging av nevnte avstengningsventil og stenging av fylleledningens avstengningsventil innebærer avstengning av overløpsledningen fra det øvrige rør-systemet.

Trykkledningens økte nivå og/eller overløpsledningens høyeste nivå ligger fortrinnsvis over nivået for vanlig forekommende maksimale vannstander i det omgivende vannet.

For deballastering for et system som inneholder et antall tanker kan minst en forbindelsesledning tilkoples pumpens sugeside, idet ventilorganer i denne byr på selektiv tilkopling bare til enten sjøinntak eller til forbindelsesledningen. Disse ventilorganene kan inneholde toveisven-tiler eller separate ventiler ved sjøinntak resp. for-b±ndelsesledning, hvilke ventiler er sammenkoplet (interlocking) slik at bare en av dem kan være åpen.

I den hensikt å muliggjøre forflytning av ballastvann internt i et anlegg som omfatter flere tanker på ulike nivåer og/eller i horisontal avstand fra hverandre ved hjelp av ballastpumpen uten fare for økt lokalt vanntrykk, ordner man det slik at fylleledninger til de enkelte tankene er forsynt med avstengningsventiler, og minst to forbindelsesledninger som hver er forsynt med en avstengningsventil.

Ved håndtering av flytende medier av kontaminerende art, f.eks. brenselolje, slam og lignende, er pumpene fortrinnsvis forsynt med innover lukkende tilbakeslagsventil på sin trykkside og overløpsledningen er tilkoplet en forbiledning ved pumpen som inneholder en avstengningsventil oppstrøms overløpsledningens tilkoplingspunkt, idet over-løpsledningen er forsynt med nivåvakt som styrer den nevnte avstengningsventilen.

Hensiktsmessig anordner man i forbiledningen,nedstrøms overløpsledningens tilkopling, en andre ventil som opera-tivt er sammenkoplet med ventilen oppstrøms overløpsled-ningens tilkopling.

Oppfinnelsen skal nedenfor beskrives under henvisning til tegningene, der

fig. 1 skjematisk viser et frontriss av en del av en plattform med ballastarrangement antydet,

fig. 2 viser et prinsippskjema for tilkopling mellom pumpe og et antall ballasttanker,

fig. 3 viser hvorledes ballastpumpe kan anordnes med en annen pumpe innen systemet, og

fig. 4 viser et prinsippskjema ved håndtering av konta-

minerende medier.

Fig. 1 viser en del av en plattform 10 og, antyder en del av ballastarrangementet i en slik plattform. Fårtøyet omfatter et arbeidsdekk 11 som bæres; av et antall ben som hviler på undervannspongtonger 13 (bare den ene vist i fig, 1). På arbeidsdekket finnes det et boretårn 14, samt lokaliteter for personell, forråd og verksteder. Fartøyet har også et antall kraner 15 for håndtering av last og ut-styr.

Operasjonsvannlinjen WLd ligger normalt på benenes 12 halve høyde, men når plattformen skal forflyttes tømmes deler av ballastsystemet slik at vannlinjen kommer omtrent i høyde med dekket på pongtongene 13.

For å muliggjøre en slik høydeendring, samt for under drift å kompensere variasjoner i lastfordelingen innen plattformen og for å motvirke de momenter som kranene 15 utøver på plattformen under lasthåndtering, kreves et omfattende ballastarrangement. Dette skal kunne fungere; også om plattformen, på grunn av f.eks. kollisjonsskade, skulle få betydelig slagside. -

Av sikkerhetsårsaker har man flere, parallelt arbeidende systemer som kan koples sammen innbyrdes. Det er ønskelig å ha ballasttanker på forskjellige nivåer i plattformen og også med fordeling i horisontalretningen, spesielt i pongtongene.

I fig. 1 angir betegnelsene 16 og 17 tanker på forskjellige niåvåer i et ben og 18 tank i pongtongen 13. Hver slik be-tegnelse kan representere et antall tanker som vil fremgå av fig. 2.

En pumpe 19 er tilkoplet et sjøinntak 20,og leverer ballast-

vann via en trykkledning 21 som når opp til et visst nivå

22 ovenfor den øverste tanken 16. Fra dette nivået leder fylleledningen 23 til de forskjellige tilkoplede tankene 16,17,18.

En overløpsledning 24 er tilkoplet fylleledningens 23 avgrening, og når med et omvendt U-formet parti til et nivå 25 ovenfor nivået 22. En avluftingsledning 26 fører fra det U-formede partiet opp over dekk. Overløpsledningen 24 munner ut i benets side, nær dettes tilkopling til dekkonstruksjonen og fortsetter i et avløpsrør 27 på benets utside. Overløpsledningen tilkoples her ved fylleledningens avgrening. I andre tilfeller kan det være gunstig å tilkople overløpsrøret lengre nede på fylleledningen, og man får da sørge for at trykket i tilkoplingspunktet ikke overstiger det som ved normal drift kreves for å dekke strømningsmotstanden i den resterende delen av strømnings-veien.

Nivået 25 kommer til å bestemme det høyeste statiske trykket som kan virke i noen av tankene 16,17,18, og ved det viste arrangementet kommer pumpens trykk ikke til å virke på tankene. Avluftingsrøret 26 bryter hevertvirk-ningen, hvorfor det ikke kan bli noen strømning inn eller ut fra tankene dersom pumpene skulle stanse. Nivået 22 og overbordtilkoplingen via ledningen 24 ligger ovenfor den vannlinje WLd som kan forventes ved en alvorlig skade på plattformen, og ovenfor ballasttankene. Dette medfører at vann hverken kan strømme inn eller ut gjennom sjøinntaket 20 eller gjennom overløpsledningen 24, selv om ventiler av en eller annen grunn skulle være åpne. Derved økes sikker-hetsnivået betydelig sammenlignet med konvensjonelle ballastsystemer, der utilsiktet strøm mellom sjøinntak eller overbordtilkopling og tanker kan føre til en farlig krenging av plattformen eller i verste fall kantring.

Fig. 2 er et skjematisk blokkskjema over et ballastarrangement av den art som antydet i fig. 1. I em plattform blir det tale om store volumer og lange rørledninger. Av sikkerhetsårsaker, og med hensyn til reparasjon:og til-syn , bør det finnes avstengningsventier på mange;steder i systemet, f.eks. 28 mellom pumpen 19 og sjøinntaket 20,29, 30 i trykkledningen 21,31,39 og 40 i fylleledningen 23

osv. Ventilen 30 er hensiktsmessig utformet som en strupe-ventil for regulering av ballaststrømmen. Hver ballast-tank 16,17,18 er forsynt med en avstengningsventil.32 ved tilkoplingen fra selvtrykksledningen 23, og har etTav-luftingsrør 33 som når opp over dekk.

Overløpsledningen 24 savner avstengningsanordning, og er dimensjonert slik at trykktap er små sdv ved maksimal strøm-ning.

Ved deballastering av tanker pumpes vann opp i trykkledningen, idet stengt ventil 31 styrer vannstrømmen overbord.

Ballasttankene skal ved behov kunne tømmes, og det kan også for å motvirke endringer i trimstilling bli nødvendig å forflytte vann.mellom forskjellige tanker i høyderetningen og/eller i horisontalretningen.

Mellom selvtrykksledningen 23 og pumpens 19 innløp er det derfor to forbindelsesledninger 34,35, hver forsynt med avstengningsventil 36,37. Ved tømming av tankene pumpes vann overbord via ledningen 27.

I ledningen mellom pumpen 19 og sjøinntaket 20 finnes en toveisventil 38, som er utformet slik at pumpen kan settes i forbindelse enten med sjøinntaket 20 eller med noen av forbindelsesledningene 34,35, men slik at ingen av disse kan settes i forbindelse med sjøinntaket. Vannet kan således aldri presses fra det omgivende vannet til noen tank, men på pumpes forbi nivået 22. Dette gir en stor sikkerhet med hensyn til uønskede vannforflytninger.

I fig. 2 angir WLd vannlinjen ved stor slagside som følge

av skade på plattformen.

Ifølge oppfinnelsen kommer ingen tank til å utsettes for mere enn det statiske trykket fra nivået 25. Lufterørene til tankene kan derved dimensjoneres utelukkende for luft-strøm, og får betydelig mindre tverrsnittsareal enn det konvensjonelle systemet der lufterørene må dimensjoneres med hensyn til dynamiske tap ved overfylling av tankene. Ettersom de skott som begrenser ballasttankene ikke kommer til å utsettes for de høye overtrykk som man kan frykte ved direkte pumping til en tank som følge av strømningstapene ved eventuell overfylling av tanken eller som følge av et tett avluftingsrør, kan stålvekten reduseres betydelig.

Fig. 3 viser en modifisert utførelse av ballastarrangementet, der samme henvisningsbetegnelser som i fig. 2 benyttes i sammenlignbare deler.

Fylleledningen 23 avgrenses fra trykkledningen 21 fra pumpen ved et forholdsvis lavt nivå, men overløpsledningen 24 er ført opp til nivået 25. Også her gjelder det at trykktapene i fylleledningen 23 frem til de forskjellige tankene skal være mindre enn det som kreves for å presse vann opp til nivået 25.

I stedet for toveisventilen 38 finnes her en ventil 47 i forbindelse med sjøinntaket, og en ventil 48 ved forbindelsesledningene 34,35. Ventilene 47 og 48 er sammenkoplet på mekanisk, hydraulisk eller elektrisk måte, slik at bare en av dem kan være åpen samtidig. Fig. 3 viser også kombinasjonen mellom en ballastpumpe 19, en kjølevanns-pumpe 45 og en reservepumpe 46.

Kjølevannspumpen 45 har eget sjøinntak 49 og reserve-pumpen 46 er dimensjonert for å benyttes i stedet for ballastpumpen eller kjølevannspumpen. - Tverrgående ledninger 50,51 tilkoplet ballastpumpens suge-resp. trykkside er forsynt med toveisventil 52 resp. avstengningsventiler 53,54. Ventilen 52,53 og 54 er på hensiktsmessig måte sammenkoplet med ventilen 47 i ballastpumpens 19 sjøinntaksledning, slik at de førstnevnte bare kan tre i funksjon i forbindelse med ballastsystemet, når ventilen 47 er stengt.

Styreorganer for interlockingarrangement ved ventilene 47, 48 er betegnet med 100, og mellom nevnte ventiler og ventilene 52,53,54 er betegnet med 101.

Alle ventiler er hensiktsmessig fjernmanøvrert. Minst ett ballastarrangement av ovenfor beskrevet art finnes i hvert av plattformens ben samt tilgrensende parti av pongtonger. Arrangementet i de forskjellige benene kan hensiktsmessig forbindes langskips og tverrskips ved hjelp av cross-over-ledninger, i fig. 1 antydet med 55 og i fig. 2 antydet med 56.

Trykkledning 21 og fylleledning 23 kan ved nivået 22 være forbundet via en beholder med overløp 25 og avluftingsledning 26.

Fig. 4 viser en anordning ifølge oppfinnelsen benyttet ved håndtering av brenselolje eller annet medium som kan for-urense omgivelsene, eller der man av en annen grunn ikke kan.tillate fri strøm overbord.

En av flere brenseloljetanker er i likhet med de tidligere eksemplene betegnet med 18, og avluftingsledningen fra den siste er betegnet med 33.

En bunkringsledning 60 på fartøyets dekk representerer det forhøyede nivået 22, og er forsynt med tilkopling 61 ved styrbords- resp. babordssiden. Bunkring skjer fra for-syningsfartøy 62 som er forsynt med pumpe 19. Fra bunkringsledningen 60 renner oljen gjennom fylleledningen 23 ned til tanken 18. Det finnes, som ovenfor nevnt, et antall tanker som hver er forsynt med avstengningsventil 32.

For transport av olje innen fartøyet er det en andre pumpe 63 som er forsynt med en innover lukkende tilbakeslagsventil 64 ved trykksiden. En forbiledning 65 forbinder,, to punkter i ledningen 2 3 på begge sider av pumpen 63.

Overløpsledningen 24a er tilkoplet forbiledningen 65 ved et punkt 73 mellom to ventiler 66 og 67 i denne, og strekker seg vesentlig opp til bunkringsledningens 60 nivå. Et opp-samlingskar 68 tar vare på slik olje som eventuelt trykkes ut gjennom ledningen 24a.

Rørsystemet skal være slik dimensjonert at trykket i tilkoplingspunktet 73 ikke overstiger det som kreves for å overvinne strømningsmotstanden i den resterende del av ledningen 23. På den måte blir det ingen tendens for olje til å stige opp gjennom ledningen 24a.

I denne er det en nivåvakt 69 som reagerer når oljen når opp mot toppen av ledningen 2 4a. Nivåvakten styrer ventilen 66 slik at denne stenges når oljen har nådd opp i nivåvakten.

Tilbakeslagsventilen 64 hindrer strøm bakveien gjennom pumpen 63, og den normale strømningsveien ved bunkring er således gjennom forbiledningen 65.

Ventilen 67 er nødvendig for at pumpen 63 ikke skal suge luft gjennom ledningen 64a ved intern transport. -Denne ventilen må være åpen før ventilen 66 kan åpnes, og kan ikke stenges så lenge den sistnevnte ventilen forblir åpen. Dette er antydet med et enkelt interlockingsarrangement 70.

Ventilen 67 skal ytterligere styres slik at den ikke kan åpnes uten at ventilen 32 ved i det minste en eller annen tank er åpen.

Pumpen 63 benyttes for håndtering av olje innen plattformen, dels for fylling av dagtanker ved forskjellige forbrukere, dels for forflytning av olje mellom tanker 18

i plattformen styrbords- resp. babordspongtong.

En fordelingsledning 71 er tilkoplet den øvre delen av den vertikale stammen i ledningen 23, og er forbundet med et antall grenledninger 72 til forskjellige forbrukere.

Et tilsvarende ledningssystem finnes ved plattformens mot-satte side (pongtong), og de to systemene er sammenkoplings-bare via bunkringsledningen 60 eller via forbindelsesledningen 71. Pumpen 63 kan derfor utnyttes for å forflytte olje fra en tank 18 (styrbord) til en tank 18 (babord) via en av de nevnte ledningene.

Uansett hva slags væske som skal oppbevares i de forskjellige tankene er det viktig at rørsystemet utformes slik at tankene ikke behøver å dimensjoneres for et høyt pumpetrykk. Når det er tale om ballastsystem med direkte sjøinntak gjelder dessuten at man skal ordne det slik at hevertvirk-ningen brytes, noe som medvirker til å hindre uønsket vann-innstrømning ved skadetilfelle.

Claims (5)

1. Anordning for håndtering av ballastvann ved flytende arbeidsenheter, omfattende i det minste en pumpe (19) direkte tilsluttbar til et sjøinntak (20) , og der en avløpsledning (24) er ført over nivået av vanligvis forekommende maksimal vannstand (WLd) på det vann som omgir enheten, karakterisert ved at pumpen (19) er tilsluttet flere tanker (16,17,18) på forskjellige nivåer og/eller i horisontal avstand fra hverandre via et ledningssystem, idet ledningssystemet er ført til et relativt tankene (16,17,18) høyereliggende nivå, samt at tankene (16,17,18) over minst en forbindelsesledning (34,35) er forbundet med pumpens (19) sugeside, idet ventilorganet (38,47,48) ved pumpens sugeside frembyr selektiv tilkopling bare til enten sjøinntak (20) eller til forbindelsesledningen (34,35).

2. Anordning ifølge krav 1,karakterisert ved at et luftrør (2 6) eller tilsvarende hevertbrytende organ er tilsluttet overløpsledningen (24) ovenfor det høyereliggende nivå.

3. Anordning ifølge et av kravene 1 eller 2, karakterisert ved at ventilorganene inneholder en toveis ventil (38).

4. Anordning ifølge et av kravene 1 eller 2, karakterisert ved at ventilorganene inneholder separate ventiler (47,48) ved sjøinntak resp. forbindelsesledning (34,35), hvilke ventiler er sammenkoplet (interlocking) slik at bare en av dem kan være åpen i et bestemt tilfelle.

5. Anordning ifølge et eller flere av foregående krav, karakterisert ved at trykkledningens (21) forgreninger til de enkelte tankene (16,17,18) er forsynt med avstengningsventiler (32) , slik at det finnes minst to forbindelsesledninger (34,35) som hver og en er forsynt med avstengningsventil (36,37).