NO314022B1

NO314022B1 - Device for a fire water system

Info

Publication number: NO314022B1
Application number: NO20005496A
Authority: NO
Inventors: Finn Wichstroem; Nils Terje Ottestad
Original assignee: Ottestad Breathing Syst As
Priority date: 2000-11-01
Filing date: 2000-11-01
Publication date: 2003-01-20
Also published as: WO2002036208A1; NO20005496L; AU2002214416A1; NO20005496D0; EP1339462A1; US20040011402A1; BR0115650A

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en anordning ved et brannvannsystem, særlig for en offshoreplattform, ifølge kravinnledningen. The present invention relates to a device for a fire water system, particularly for an offshore platform, according to the preamble.

Brannslukking kan derved starte raskt, uavhengig av om brannvannspumpene krever lang oppstartstid. Et brannvannsystem for en offshore installasjon vil normalt omfatte et stort rørsystem med store variasjoner i statisk og dynamisk trykk. Dette inkluderer ofte en eller flere ringledninger med avgreninger til de ulike brannseksjoner. I en normalsituasjon holdes rørsystemet vannfylt av fødepumper med moderat kapasitet. Når det varsles brann i et område aktiviseres delugeventiler som åpner for tilførsel av vann fra rørsystemet til brannsprinkler/dyser og til andre slukkeanordninger på det aktuelle brannstedet. Samtidig startes kraftige brannpumper som skal sørge for nødvendig tilførsel av vann. Disse brannpumpene, med effekt på 0,5 - 2 megawatt, har en oppstartstid på 10 - 30 sekunder. Delugeventilene åpner raskere. I tiden før brannpumpene har kommet igang vil det ofte bli tappet mer vann fra rørsystemet enn det som tilføres. Det kan derfor oppstå søyleseparasjon i deler av rørsystemet, med den konsekvens at det oppstår kraftige trykkpulser når brannvannspumpene presser nytt vann inn i områdene der søyleseparasjon har oppstått. Resultatet kan være at rørsystemet blir overbelastet slik at brannvannsystemet settes helt eller delvis ut av funksjon. Firefighting can thereby start quickly, regardless of whether the firewater pumps require a long start-up time. A fire water system for an offshore installation will normally comprise a large pipe system with large variations in static and dynamic pressure. This often includes one or more ring lines with branches to the various fire sections. In a normal situation, the pipe system is kept filled with water by feed pumps of moderate capacity. When a fire is reported in an area, deluge valves are activated which open the supply of water from the pipe system to fire sprinklers/nozzles and to other extinguishing devices at the relevant fire location. At the same time, powerful fire pumps are started to ensure the necessary supply of water. These fire pumps, with an output of 0.5 - 2 megawatts, have a start-up time of 10 - 30 seconds. The deluge valves open faster. In the time before the fire pumps have started, more water will often be drained from the pipe system than is supplied. Column separation can therefore occur in parts of the pipe system, with the consequence that strong pressure pulses occur when the fire water pumps push new water into the areas where column separation has occurred. The result can be that the pipe system becomes overloaded so that the fire water system is completely or partially put out of action.

Dette er en reell problemstilling ved design og drift av brannvannsystemer. Man ønsker at brannseksj onene raskest mulig skal tilføres vann for å hindre at brannen utvikler seg. Dette innebærer i prinsippet at de aktuelle delugeventiler bør være åpne idet brannvannspumpene har kommet igang. Det er nedlagt store resurser på å finne fram til tekniske løsninger som gjør at de ulike brannvannsystemer kan være operative raskest mulig uten at det oppstår trykkstøtproblemer m.v.. Generelt sett kan det ikke sies at de eksisterende løsninger fungerer fullt ut tilfredsstillende. This is a real problem in the design and operation of fire water systems. They want the fire sections to be supplied with water as quickly as possible to prevent the fire from developing. In principle, this means that the deluge valves in question should be open when the fire water pumps have started. Great resources have been invested in finding technical solutions that enable the various fire water systems to be operational as quickly as possible without pressure surge problems etc. generally speaking, it cannot be said that the existing solutions work fully satisfactorily.

En løsning som er brukt i endel situasjoner er å montere inn en såkalt semafortank. Dette er en stor, delvis luftfylt trykktank som normalt høyt oppe på platformen.. Det er en passiv enhet som er koplet opp mot røropplegget og holder rørsystemet vannfylt i den hensikt å eliminere trykkstøtproblemer. En vesentlig ulempe med en slik tank er at det innvendige trykket i varierer med vanninnholdet, og at man derfor ikke har den ønskede kontroll med vannstrømmen ut av tanken. A solution that has been used in some situations is to install a so-called semaphore tank. This is a large, partially air-filled pressure tank that is normally high up on the platform. It is a passive unit that is connected to the pipe system and keeps the pipe system filled with water in order to eliminate pressure shock problems. A major disadvantage of such a tank is that the internal pressure in it varies with the water content, and that you therefore do not have the desired control over the flow of water out of the tank.

Alternativ løsning er bruk av gassventiler som trykkstøtkompensator, som sørger for å etterfylle med trykkluft slik at man får en luftpute som demper ned tilløp til rrykkstøt. Felles for disse løsningene er at de blir relativt kostbare - enten fordi enhetsprisen er høy eller fordi det trengs flere enheter for å løse trykkstøtproblematikken. An alternative solution is the use of gas valves as pressure shock compensators, which provide for refilling with compressed air so that you get an air cushion that dampens the flow of shock. What these solutions have in common is that they are relatively expensive - either because the unit price is high or because more units are needed to solve the pressure surge problem.

Oppfinnelsens formål tilfredstilles med anordningen ifølge foreliggende oppfinnelse slik den er definert med de i kravene anførte trekk. The object of the invention is satisfied with the device according to the present invention as defined by the features stated in the claims.

Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe en anordning ved brannvannsystemer av den innledningsvis angitte type som ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at delugeventilene er montert på utløpene fra en fordelingsmanifold som er montert i en fortrinnsvis oppvarmet og brannisolert container som kan befinne seg i god avstand fra brannseksjonene som systemet skal betjene. Fra containeren forsynes de respektive brannseksjonene med vann via lange rørstrekk som kun er vannfylte så lenge brannvannsystemet er aktivert. Oppfinnelsen er kjennetegnet ved at disse rørstrekkene i en brannsituasjon raskt fylles med vann, idet fordelingsmanifolden oppstrøms står i åpen forbindelse med en vannfylt buffertank som i samvirke med en forsyningsenhet for gass er innrettet til forhindre at vanntrykket oppstrøms manifolden synker under en definert nivå. Ved aktivering av delugeventiler vil følgelig vann raskt bli presset inn i angjeldende rørstrekk av et drivende trykk tilsvarende det definerte nivå. Dette mva er valgt slik at rørstrekkene fylles raskt, men ikke så raskt at det er fare for at det skal oppstå skadelige trykkstøt. Ifølge oppfinnelsen er den vannfylte tanken og forsyningsenheten for gass montert inn i en container sammen med fordelingsmanifolden og delugeventiler som styrer vannforsyningen fram til de respektive brannseksjoner. I en foretrukket utførelse er også selve brannvannspumpene samt de ulike elementer som inngår i styringen av vannforsyningen fram til brannstedet bygget inn i denne containeren som fortrinnsvis er brannisolert og separat ventilert. Containeren bør fortrinnsvis plassert på plattformdekket. The purpose of the invention is to provide a device for fire water systems of the type indicated at the outset which, according to the invention, is characterized by the fact that the deluge valves are mounted on the outlets from a distribution manifold which is mounted in a preferably heated and fire-insulated container which can be located at a good distance from the fire sections which the system must operate. From the container, the respective fire sections are supplied with water via long stretches of pipe which are only filled with water as long as the fire water system is activated. The invention is characterized by the fact that these pipe sections are quickly filled with water in a fire situation, as the upstream distribution manifold is in open connection with a water-filled buffer tank which, in cooperation with a supply unit for gas, is designed to prevent the water pressure upstream of the manifold from falling below a defined level. When deluge valves are activated, water will consequently be quickly pushed into the relevant pipe section by a driving pressure corresponding to the defined level. This VAT has been chosen so that the pipe sections are filled quickly, but not so quickly that there is a risk of harmful pressure surges occurring. According to the invention, the water-filled tank and the supply unit for gas are mounted in a container together with the distribution manifold and deluge valves which control the water supply to the respective fire sections. In a preferred embodiment, the fire water pumps themselves as well as the various elements that are included in the management of the water supply up to the fire scene are also built into this container, which is preferably fire insulated and separately ventilated. The container should preferably be placed on the platform deck.

Røropplegget omfatter separate, normalt ikke vannfylte rørstrekk som utgår fra en fordelingsmanifold i en container eller tilsvarende. En vannfylt buffertank i samvirke med en forsyningsanordning for gass er innrettet til å sørge for at trykket i forsyningslinjene oppstrøms fordelingsmanifolden ikke faller under en definert verdi og at forsyningslinjene til enhver tid er vannfylte, hvorved man oppnår at de respektive rørstrekkene raskt fylles med vann etter at angjeldende delugeventil er aktivert. The pipe system includes separate, normally not water-filled pipe sections that start from a distribution manifold in a container or equivalent. A water-filled buffer tank in cooperation with a supply device for gas is designed to ensure that the pressure in the supply lines upstream of the distribution manifold does not fall below a defined value and that the supply lines are filled with water at all times, thereby achieving that the respective pipe sections are quickly filled with water after relevant deluge valve is activated.

Ved å samle elementene på denne måten oppnår man en rekke økonomiske og driftstekniske fordeler sammenliknet med tradisjonelle løsninger der de forskjellige elementene på ulikt vis er fordelt rundt på platformen. Røropplegget kan ved dette forenkles betydelig. Idag er det vanlig å basere seg på bruk av en eller flere ringledninger med uttak til de ulike brannseksjoner. Ringledningen kan nå erstattes av en kort distribusjonsmanifold uten isolasjonsventiler. Grunnen til at det ikke trengs isolasjonsventiler er at containeren som inneholder distribusjonsmanifolden kan plasseres på et sikkert sted på plattformen. Isolasjonsventilene i en ringledning er til i for å gardere mot det tilfellet at rør kan bli ødelagt og deler av ringledningen må isoleres £eks. i forbindelse med branner og eksplosjoner. En annen kostnadsbesparende effekt er at man slipper å sørge for oppvarmede skap til delugeventilene og frostsikring av diverse stengeventiler fordi disse er plassert inne containeren som bør være oppvarmet av hensyn til at pumpene skal ha størst mulig sannsynlighet for å starte. Buffertanken ifølge oppfinnelsen består i foretrukket utførelse av et eller flere lange, vannfylte rør med tette endeflater. Disse er montert under taket eller langs veggene i containeren. Rør med relativt stort tverrsnitt forbinder buffertankens nedre del med distribusjonsmanifolden, idet buffertanken samvirker med den tidligere nevnte forsyningsenhet for gass. Denne forsyningsenheten omfatter i prinsippet en gass trykkreguleringsventil som kan tilføre tilstrekkelig mengde gass til å opprettholde et forhåndsbestemt minstetrykk i buffertanken. Buffertanken kan derved sørge for nødvendig tilførsel av vann til det aktuelle brannstedet fram til brannvannspumpene har kommet skikkelig i gang. By collecting the elements in this way, a number of economic and operational advantages are achieved compared to traditional solutions where the various elements are distributed differently around the platform. In this way, the piping system can be significantly simplified. Today, it is common to rely on the use of one or more ring lines with outlets to the various fire sections. The ring line can now be replaced by a short distribution manifold without isolation valves. The reason why isolation valves are not needed is that the container containing the distribution manifold can be placed in a safe place on the platform. The isolation valves in a ring line are there to guard against the case that pipes can be damaged and parts of the ring line must be isolated £eg. in connection with fires and explosions. Another cost-saving effect is that there is no need to provide heated cabinets for the deluge valves and frost protection for various shut-off valves because these are placed inside the container, which should be heated to ensure that the pumps have the greatest possible probability of starting. The buffer tank according to the invention consists in a preferred embodiment of one or more long, water-filled pipes with sealed end surfaces. These are mounted under the roof or along the walls of the container. Pipes with a relatively large cross-section connect the lower part of the buffer tank with the distribution manifold, as the buffer tank interacts with the previously mentioned supply unit for gas. In principle, this supply unit comprises a gas pressure control valve which can supply a sufficient amount of gas to maintain a predetermined minimum pressure in the buffer tank. The buffer tank can thereby ensure the necessary supply of water to the fire scene in question until the fire water pumps have properly started.

Den foretrukne utførelse ifølge oppfinnelsen utgjør en kommersiell enhet der produktene som krever ekspertise er plassert innenfor et geografisk område. Det øvrige arbeidet med å legge rør, velge dyser og dyseplassering, plassering av hydranter og vannkanoner og kjøpe inne dette utstyret blir i denne sammenhengen "lavteknolog-'. Disse tingene er også i større grad avhengig av arrangementet på plattformen og det vil kreve mer personresurser å få dette på plass. Montasje av utstyret på platformen er meget enkelt ved at den i prinsippet representerer ett kranløft per container inn på plattformen. Av andre fordeler kan nevnes at inspeksjon og vedlikehold blir vesentlig enklere fordi de ulike elementene er samlet innenfor et avgrenset område. Hele distribusjonsmanifolden er fysisk adskilt fra branner og eksplosjoner ved at denne er plassert i en brannisolert container. Generelt sett vil brannpumpene i utgangspunktet være plassert der hvor det er minst sannsynlighet for at de skal bli påvirket av slike hendelser. Den integrerte løsningen bedrer mulighetene for å standardisere design og produksjon av brannvannsystemer. The preferred embodiment according to the invention constitutes a commercial unit where the products that require expertise are located within a geographical area. The other work of laying pipes, choosing nozzles and nozzle placement, placement of hydrants and water cannons and buying in this equipment becomes in this context "low-tech". These things also depend to a greater extent on the arrangement on the platform and will require more human resources to get this in place. Assembly of the equipment on the platform is very simple in that it in principle represents one crane lift per container onto the platform. Other advantages include that inspection and maintenance become significantly easier because the various elements are gathered within a limited area . The entire distribution manifold is physically separated from fires and explosions by being placed in a fire-insulated container. Generally speaking, the fire pumps will initially be located where they are least likely to be affected by such incidents. The integrated solution improves the possibilities for to standardize the design and production of fire water systems.

På tegningen viser den eneste figuren skjematisk en container med anordningen ifølge oppfinnelsen montert. In the drawing, the only figure schematically shows a container with the device according to the invention mounted.

Oppfinnelsen vil nå bli nærmere beskrevet med henvisning til figur 1. Den stiplete linjen indikerer her containeren som de respektive elementene er montert inn i. Brannpumpene er ikke inntegnet, men forbindelsen 3 til fordelingsmanifolden 6 er vist. Buffertanken 1, som fortrinnsvis er montert under taket i containeren er her vist som et enkelt rør som strekker seg i containerens lengde. I en normalsituasjon er buffertanken tilnærmet 100 % vannfylt. Idet det varsles brann åpner en delugeventil 7 som derved åpner forbindelsen mellom fordelingsmanifolden og uttaket 2, som her er ført gjennom taket i containeren og viderefører vannforsyningen fram til det aktuelle brannstedet. The invention will now be described in more detail with reference to Figure 1. The dotted line here indicates the container into which the respective elements are fitted. The fire pumps are not drawn, but the connection 3 to the distribution manifold 6 is shown. The buffer tank 1, which is preferably mounted under the roof of the container, is shown here as a single pipe that extends the length of the container. In a normal situation, the buffer tank is almost 100% full of water. When a fire is notified, a deluge valve 7 opens which thereby opens the connection between the distribution manifold and the outlet 2, which is here led through the roof of the container and continues the water supply to the relevant fire location.

I et tradisjonelt brannvannsystem er delugeventilene plassert relativt nær den brannseksjonen. de skal kunne forsyne med vann. Rørforbindelsen mellom delugeventilene og i det aktuelle brannstedet er derfor normalt relativt kort, og blir ikke vannfylt før delugeventilene åpner. Ved herværende oppfinnelse vil rørstrekket mellom delugeventiler og brannsted kunne bli vesentlig lengre. Her har anordningen 1,8 en viktig funksjon idet den kan dimensjoneres slik at den er istand til å fylle dette rørstrekket med vann i tidsrommet fra de aktuelle delugeventiler har åpnet og fram til brannpumpene har kommet i gang. Dette innebærer at størrelsen på buffertanken 1 og det forhåndsbestemte leveringstrykket til forsyningsanordningen for gass 8 må avpasses det aktuelle brannvannsystemet. Viktige faktorer her vil være egenskapene til delugeventilene som benyttes. Tradisjonelle delugeventiler vil stille seg inn på maksimal åpning inntil trykket i rørsystemet fram til brannstedet har steget til operasjonstrykket. In a traditional fire water system, the deluge valves are located relatively close to the fire section. they must be able to supply water. The pipe connection between the deluge valves and in the relevant fire location is therefore normally relatively short, and is not filled with water before the deluge valves open. With this invention, the pipe length between the deluge valves and the fire place could be significantly longer. Here, the device 1.8 has an important function in that it can be dimensioned so that it is able to fill this pipe section with water in the time period from when the relevant deluge valves have opened until the fire pumps have started. This means that the size of the buffer tank 1 and the predetermined delivery pressure of the supply device for gas 8 must be adapted to the fire water system in question. Important factors here will be the characteristics of the deluge valves used. Traditional deluge valves will adjust to maximum opening until the pressure in the pipe system up to the fire scene has risen to the operating pressure.

Når denne type delugeventiler anvendes vil man normalt velge å holde det When this type of deluge valve is used, you will normally choose to keep it

forhåndsbestemte leveringstrykket til forsyningsanordningen 8 relativt lavt. Om kort tid vil det på markedet finnes delugeventiler som ikke åpner før deres oppstrøms trykk har steget opp til at gitt nivå. Når disse skal anvendes i forbindelse med oppfinnelsen kan det være nødvendig å stille leveringstrykket til ventilanordningen 8 høyere for at rørsystemet skal være vannfylt fram til brannstedet inne pumpene har kommet i gang. Buffertanken er forsynt med en ikke vist avluftingsventil som slipper ut gassen i buffertanken inntil denne igjen er tilnærmet fullstendig fylt med vann. Dette vannet tilføres ved en ikke vist permanent åpen kanal mellom fordelingsmanifolden og buffertanken. I figur 1 er også vist plassering av stengeventiler 4, 5 som er nødvendig til å isolere de ulike typer ventiler når det skal gjennomføres overhaling eller utskiftning. predetermined delivery pressure to the supply device 8 relatively low. In a short time there will be deluge valves on the market that do not open until their upstream pressure has risen to a given level. When these are to be used in connection with the invention, it may be necessary to set the delivery pressure to the valve device 8 higher so that the pipe system is filled with water until the fire inside the pumps have started. The buffer tank is provided with a venting valve (not shown) which releases the gas into the buffer tank until it is again almost completely filled with water. This water is supplied by a permanently open channel, not shown, between the distribution manifold and the buffer tank. Figure 1 also shows the location of shut-off valves 4, 5, which are necessary to isolate the various types of valves when overhaul or replacement is to be carried out.

Claims

1. Device for a fire water system, particularly for an offshore platform, where the system comprises one or more fire water pumps which are connected via a pipe system to a number of deluge valves (7) which are connected to associated pipe sections leading to respective fire sections, characterized in that it comprises a distribution manifold (6) with an upstream side that is in open connection with the fire water pumps and with a buffer tank (1) for water, and with a downstream side that is connected to the deluge valves (7) that are connected to the aforementioned pipe sections, and that it is also arranged a gas supply device (8) which is connected to the buffer tank (1) and has a pressure sufficient to ensure that the water pressure on the upstream side of the distribution manifold does not drop below a predetermined level, the distribution manifold (6), the deluge valves (7), the buffer tank (1 ) and the gas supply device (8) is mounted as an integrated, modular unit.

2. Device according to claim 1, characterized in that the module-forming unit comprises a container in which the distribution manifold (6) and the deluge valves (7) are mounted, the deluge valves (7) being connected to respective outlets (2) from the container to the aforementioned pipe sections.

3. Device according to claim 2, characterized in that the fire water pumps are also mounted in the container.

4. Device according to claim 3, characterized in that the buffer tank (1) comprises a number of tubular containers.

5. Device according to claims 2-4, characterized in that the container is heated.

6. Device according to claims 2-5, characterized in that the container is fire-insulated.