NO313846B1

NO313846B1 - Apparatus and method for attaching pressure tanks

Info

Publication number: NO313846B1
Application number: NO20010728A
Authority: NO
Inventors: Per Lothe
Original assignee: Knutsen Oas Shipping As
Priority date: 2001-02-13
Filing date: 2001-02-13
Publication date: 2002-12-09
Also published as: NO20010728D0; NO20010728L; WO2002066316A1

Description

Denne oppfinnelse vedrører innfesting av trykktanker, særlig av den art som anvendes for sjøtransport av trykksatte petroleumsprodukter. This invention relates to the attachment of pressure tanks, particularly of the type used for sea transport of pressurized petroleum products.

Skipstransport av gassformige petroleumsprodukter har i det vesentligste foregått ved hjelp av den såkalte "Flytende naturgass metoden" (Liquified Natural Gas - LNG). Metoden om-fatter nedkjøling av gass til flytende form, hvoretter gassen kan transporteres i skipstanker ved atmosfærestrykk. Metoden krever betydelige investeringer både ved utskipnings- og mot-taksstedet. Da gassen må nedkjøles til en relativt lav tempe-ratur, forbrukes opp til en femtedel av gassen til drift av kjøle- og varmeprosessene. Et slikt energiforbruk bare for de transportrelaterte prosesser er kostbart og dessuten miljø-messig betenkelig. Ship transport of gaseous petroleum products has mainly taken place using the so-called "Liquid Natural Gas method" (Liquefied Natural Gas - LNG). The method involves cooling the gas into liquid form, after which the gas can be transported in ship tanks at atmospheric pressure. The method requires significant investment at both the shipping and receiving point. As the gas must be cooled to a relatively low temperature, up to a fifth of the gas is consumed to operate the cooling and heating processes. Such energy consumption just for the transport-related processes is expensive and also environmentally worrisome.

Flere andre skipsbaserte løsninger er foreslått hvor gassen blir trykksatt og/eller nedkjølt for å oppnå en for formålet praktisk gassdensitet. Slike løsninger har fått liten praktisk anvendelse, men en løsning hvor et stort antall vertikale rørformede trykktanker er plassert i et skips lasterom har fanget betydelig oppmerksomhet. Metoden betegnes "Trykksatt Naturgass" (Pressurised Natural Gas - PNG). I henhold til en slik fremgangsmåte komprimeres gassen ved skipnings-stedet til et par hundre bars overtrykk, og gassen fylles deretter på de i skipet seg befinnende trykktanker. Nedkjø-lingen begrenser seg til en enkel og billig fjerning av komp-resjonsvarmen fra gassen, slik at transporttemperaturen blir nær omgivelsestemperaturen. PNG-metodens store ulempe er at gassflaskene, dersom de fremstilles i henhold til kjent teknikk, opptar en for stor andel av fartøyets lasteevne. Several other ship-based solutions have been proposed where the gas is pressurized and/or cooled to achieve a practical gas density for the purpose. Such solutions have had little practical application, but a solution where a large number of vertical tubular pressure tanks are placed in a ship's hold has attracted considerable attention. The method is called "Pressurised Natural Gas - PNG". According to such a method, the gas is compressed at the shipping site to a couple of hundred bars of overpressure, and the gas is then filled into the pressure tanks located in the ship. The cooling is limited to a simple and cheap removal of the heat of compression from the gas, so that the transport temperature is close to the ambient temperature. The PNG method's major disadvantage is that the gas cylinders, if they are manufactured according to known technology, take up too large a proportion of the vessel's loading capacity.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe ulempene ved PNG-metoden for transport av naturgass. The purpose of the invention is to remedy the disadvantages of the PNG method for transporting natural gas.

Formålet oppnås i henhold til oppfinnelsen ved de trekk som er angitt i nedenstående beskrivelse og i de etterfølgende patentkrav. The purpose is achieved according to the invention by the features indicated in the description below and in the subsequent patent claims.

Ifølge moderne konstruksjons- og godkjenningsnormer som til-later at trykktankmaterialers fasthetsegenskaper kan utnyttes bedre, er det lagt betydelig større vekt på dokumentasjon av materialegenskaper og utførelse, samt periodisk inspeksjon av trykksatte rør og tanker enn det som tidligere var vanlig. According to modern construction and approval standards, which allow the strength properties of pressure tank materials to be used better, significantly greater emphasis is placed on documentation of material properties and execution, as well as periodic inspection of pressurized pipes and tanks, than was previously common.

Som nevnt ovenfor, er PNG-metodens hovedulempe at tankenes egenvekt opptar en for stor andel av skipets lasteevne. Nød-vendig reduksjon av tankenes egenvekt kan bare oppnås ved å anvende relativt høyfaste materialer kombinert med konstruksjon og sertifisering i henhold til de mest hensiktsmessige angjeldende normer. For å muliggjøre nødvendig og regelmessig inspeksjon, anordnes trykkbeholderne ifølge oppfinnelsen i relativt langstrakte vertikale kassetter på en slik måte at inspeksjon kan utføres når som helst, og også under skipets normale drift. As mentioned above, the PNG method's main disadvantage is that the tanks' own weight takes up too large a proportion of the ship's loading capacity. Necessary reduction of the tank's own weight can only be achieved by using relatively high-strength materials combined with construction and certification according to the most appropriate relevant standards. In order to enable necessary and regular inspection, the pressure vessels according to the invention are arranged in relatively elongated vertical cassettes in such a way that inspection can be carried out at any time, and also during the normal operation of the ship.

Kassettene, som i en foretrukket utførelsesform er innrettet til å omfatte åtte trykkbeholdere, er utformet som en plate eller fagverkskonstruksjon. Trykkbeholderne er på hensiktsmessig måte forbundet til kassettkonstruksjonen slik at egenvekt og termiske spenninger i minst mulig grad påvirker trykkbeholderne. Den innbyrdes avstanden mellom trykkbeholderne, og mellom trykkbeholderne og kassettens innvendige konstruksjon, er tilstrekkelig for tilkomst med inspeksjons-utstyr. Langsgående sveisesømmer som vanligvis er utsatt for størst påkjenning, kan orienteres innover slik at de er direkte tilgjengelig fra kassettens sentrale hulrom. The cassettes, which in a preferred embodiment are arranged to include eight pressure vessels, are designed as a plate or truss structure. The pressure vessels are suitably connected to the cassette construction so that self-weight and thermal stresses affect the pressure vessels to the least extent possible. The mutual distance between the pressure vessels, and between the pressure vessels and the internal construction of the cassette, is sufficient for access with inspection equipment. Longitudinal welds, which are usually exposed to the greatest stress, can be oriented inwards so that they are directly accessible from the cassette's central cavity.

Kassettene er innrettet til å bli prefabrikkert, kontrollert og sertifisert, før de posisjoneres i et skips lasterom. Kreftene fra kassettenes egenvekt og last hviler vanligvis mot skipets bunn. Skipets lasterom kan være forsynt med sleider som komplementært passer til føringer i en eller flere av kassettens sidevegger. Kassetten kan derved eksempelvis heng-ende i en kran, styres inn på sleidene og på en kontrollert måte senkes ned til sin posisjon i lasterommet. Kassetten fastholdes i horisontal posisjon av de samme sleider/førin-ger. The cassettes are arranged to be prefabricated, checked and certified, before they are positioned in a ship's hold. The forces from the cassettes' own weight and load usually rest against the bottom of the ship. The ship's hold can be fitted with slides that complement guides in one or more of the cassette's side walls. The cassette can thereby, for example, be suspended from a crane, guided onto the slides and lowered into its position in the cargo hold in a controlled manner. The cassette is held in a horizontal position by the same slides/guides.

Trykkbeholderne i en kassett er forbundet til en felles manifold. Manifolden kan være av en enkel utførelse fordi det i den angjeldende konstruksjon vil forekomme en ubetydelig tem-peraturdifferanse mellom de tilkoplede trykkbeholdere. The pressure vessels in a cassette are connected to a common manifold. The manifold can be of a simple design because in the construction in question there will be an insignificant temperature difference between the connected pressure vessels.

I det etterfølgende beskrives et ikke-begrensende eksempel på en foretrukket utførelsesform som er anskueliggjort på med- In the following, a non-limiting example of a preferred embodiment is described, which is visualized on

følgende tegninger, hvor: the following drawings, where:

Fig. 1 viser i snitt et skip hvor en trykkbeholderkassett er under nedheising i skipets lasterom; Fig. 2 viser i snitt skipet i fig. 1 hvor det i skipets lasterom er anbrakt et antall trykkbeholderkassetter, og hvor én trykkbeholderkassett og én skillevegg er uthevet; og Fig. 3 viser et planriss av en trykkbeholderkassett ifølge fig. 2. Fig. 1 shows a section of a ship where a pressure vessel cartridge is being lowered into the ship's hold; Fig. 2 shows in section the ship in fig. 1 where a number of pressure vessel cassettes are placed in the ship's hold, and where one pressure vessel cassette and one partition wall are highlighted; and Fig. 3 shows a plan view of a pressure vessel cassette according to Fig. 2.

På tegningene betegner henvisningstallet 1 en trykkbeholderkassett omfattende en bærende fagverkskonstruksjon 2 med føringer 4 og nødvendige festeelement 6 for opplagring av åtte langstrakte trykkbeholdere 8 av i og for seg kjent art. Trykkbeholderne 8 er forsynt med hver sin tilkopling 10 til en felles manifold 12 som igjen er forbundet til skipets laste/losserør 14 via et forbindelsestykke 16. Festeelementene 6 kan være utformet i enhver hensiktsmessig utførelse som tilfredsstiller kravene om stødig forbinding til kassetten 1, størst mulig avlastning av trykkbeholdernes 8 vekt, og en fast posisjon i forhold til manifolden 12. In the drawings, the reference number 1 denotes a pressure vessel cassette comprising a load-bearing truss structure 2 with guides 4 and necessary fastening elements 6 for storing eight elongated pressure vessels 8 of a known type. The pressure vessels 8 are each provided with their own connection 10 to a common manifold 12 which is in turn connected to the ship's loading/unloading pipe 14 via a connecting piece 16. The fastening elements 6 can be designed in any suitable design that satisfies the requirements for a stable connection to the cassette 1, as large as possible relieving the weight of the pressure vessels 8, and a fixed position in relation to the manifold 12.

I skipets 20 lasterom 22 er det anordnet støttevegger 24 som er forsynt med sleider 26. Kassettens 1 føringer 4 passer komplementært i sleidene 26, og føringene 4 er innrettet til vertikalt å kunne forskyves langs sleidene 26 under innlasting av kassettene 1. Sleidene 26 er også innrettet til å oppta horisontale krefter fra kassettene 1. Skipets 20 lasterom 22 kan være forsynt med luker/overbygg 23. Trykkbeholderne 8 befinner seg langs innsiden av kassettens 1 fagverkskonstruksjon 2. Sentralt i kassetten 1 er det et langsgående hulrom 30 som er anordnet for å muliggjøre in-speksjons adkomst til trykkbeholderne 8. Trykkbeholdernes 8 langsgående sveiseforbindelse 9 vender innover mot hulrommet 30. Trykkbeholderne 8 er anbrakt med tilstrekkelig innbyrdes avstand, og med avstand til kassettens 1 fagverkskonstruksjon 2, slik at inspeksjon av trykkbeholderne kan utføres med in-strument ifølge i og for seg kjent teknikk, uten at trykkbeholderne 8 må demonteres fra kassetten 1, se fig. 3. In the cargo space 22 of the ship 20, supporting walls 24 are arranged which are provided with slides 26. The guides 4 of the cassette 1 fit complementary in the slides 26, and the guides 4 are arranged to be able to be vertically displaced along the slides 26 during loading of the cassettes 1. The slides 26 are also designed to absorb horizontal forces from the cassettes 1. The cargo space 22 of the ship 20 can be provided with hatches/superstructures 23. The pressure vessels 8 are located along the inside of the cassette 1's truss construction 2. In the center of the cassette 1 there is a longitudinal cavity 30 which is arranged to enable inspection access to the pressure vessels 8. The longitudinal welding connection 9 of the pressure vessels 8 faces inwards towards the cavity 30. The pressure vessels 8 are placed at a sufficient distance from each other, and at a distance from the truss construction 2 of the cassette 1, so that inspection of the pressure vessels can be carried out with instruments according to per se known technique, without the pressure vessels 8 having to be dismantled from the cassette 1, see fig. 3.

Trykkbeholderne 8 anbringes i og forbindes til kassettens 1 fagverk 2 ved hjelp av festeelementene 6, før kassetten lastes inn i skipets 20 lasterom 22. Også manifolden 12 forbindes til trykkbeholdernes 8 tilkoplinger 10 før innlasting, slik at all prøving og sertifisering kan være utført før kassettene 1 forlater fabrikasjonsstedet. The pressure vessels 8 are placed in and connected to the cassette 1's truss 2 using the fastening elements 6, before the cassette is loaded into the ship's 20 hold 22. The manifold 12 is also connected to the pressure vessels' 8 connections 10 before loading, so that all testing and certification can be carried out before the cassettes 1 leaves the place of manufacture.

Når kassettene skal lastes inn i skipets 20 lasterom 22, hei-ses de til sin vertikale anvendelsorientering, og posisjoneres over de angjeldende sleider 26 som er anordnet i lasterommets 22 støttevegger. Føringene 4, som er forbundet til kassettens 1 fagverkskonstruksjon 2, passer komplementært over sleidene 26. Etter at føringene 4 er posisjonert over sleidene 26, senkes kassetten 1 ned langs sleidene 26 til den kommer til anslag mot lasterommets 22 gulv. Manifolden 12 forbindes deretter til skipets 20 laste-/losserør 14 ved hjelp av forbindelsesstykket 16. When the cassettes are to be loaded into the hold 22 of the ship 20, they are hoisted to their vertical application orientation, and positioned over the relevant slides 26 which are arranged in the hold 22's support walls. The guides 4, which are connected to the cassette 1's truss construction 2, fit complementarily over the slides 26. After the guides 4 are positioned over the slides 26, the cassette 1 is lowered along the slides 26 until it abuts against the cargo compartment 22 floor. The manifold 12 is then connected to the ship's 20 loading/unloading pipe 14 by means of the connecting piece 16.

Anvendelse av trykkbeholderkassetter 1 ifølge oppfinnelsen forenkler i vesentlig grad i forhold til kjent teknikk, pro-duksjon, inspeksjon og dokumentasjon av den angjeldende art trykkbeholdere 8. The use of pressure vessel cassettes 1 according to the invention significantly simplifies production, inspection and documentation of the relevant type of pressure vessels 8 compared to known technology.

Claims

1. Device for attaching pressure tanks (8), in particular of the type used in sea transport of pressurized petroleum products where at least two pressure tanks (8) are communicable connected, characterized in that at least two pressure tanks (8) are placed in a liftable cassette (1).

2. Device according to claim 1, characterized in that the pressure tanks (8) are connected to the cassette (1) via at least one fastening element (6).

3. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the cassette (1) is slidably connected to a ship's (20) support wall (24) and arranged to stand on the floor of the ship's (20) hold (22) ..

4. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that a cavity (30) is arranged in the longitudinal direction of the cassette (1) which is designed to be an access point for personnel under control of the pressure tanks (8) .

5. Procedure for attaching pressure tanks (8), particularly of the type used for sea transport of pressurized petroleum products, characterized in that at least two pressure tanks (8) are placed in, and connected to a cassette (1), before the cassette (1) carrying the relevant pressure tanks (8) are placed in the active position of the cassette (1) in the hold (22) of a ship (20).

6. Method according to claim 5, characterized in that a manifold (12) is sealingly connected to the pressure tanks (8); and that pressure testing is carried out before the cassette (1) is placed in the ship (20).

7. Method according to claim 5 and/or 6, characterized in that the cassette (1) is vertically sliding along slides (26) by means of guides (4) which are placed in the hold (22) of the ship (20), after which the manifold ( 12) the ship's (20) loading/unloading pipe (14) is connected.