NO334268B1

NO334268B1 - En undersjøisk kjøleanordning

Info

Publication number: NO334268B1
Application number: NO20110596A
Authority: NO
Inventors: Eirik Archer; Marius Bjoern
Original assignee: Apply Nemo As
Priority date: 2011-04-15
Filing date: 2011-04-15
Publication date: 2014-01-27
Also published as: US20140158320A1; AU2012243482A1; US9719698B2; EP2697480A4; BR112013026285A2; WO2012141599A1; NO20110596A1; EP2697480A1

Description

En undersjøisk kjøleanordning

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en kjøleanordning for undersjøiske anvendelser som inkluderer en rørvarmeveksler (shell and tube heat exchanger).

Offshore plattform/overstell-baserte (topside based) prosesser bruker i stor utstrekning kjølere. Disse er typisk basert på bruk av sjøvann som et kjølemiddel, ofte ved bruk av en "rørkjøler" ("shell og tube" cooler). En slik kjøler omfatter i bunn og grunn en ytre mantel, et rør med stor diameter som virker som en rørkanal for sjøvannet, og rør med liten diameter med kort innbyrdes avstand som fører det produserte fluidet gjennom kjølemiddelet. Sjøvannet for kjølingen blir normalt trukket fra plattformens sjøvannssystem, og følgelig er det ikke nødvendig med dedikerte pumper. Teknologien relatert til rørvarmevekslere og det tilknyttede pumpearrangement er godt etablert, og har få usikkerheter.

Undersjøisk olje- og gass-utbygging kan kreve kjøling for å redusere drifttemperaturen i det produserte fluid. Olje- og gassrørledninger har typisk en designtemperatur som ikke bør overskrides. Tilslutningen av en høy-temperatur utbygging til en slik rørledning vil kreve kjøling. For en ny rørledning/forbindelsesledning, kan innføring av kjøling for å holde designtemperaturen lav gi drifts-fordeler og kostnadsfordeler.

Inneværende undersjøisk kjøling brukes således for forbindelsesledning/ rørledning-formål, og kjølere for dette formål er basert på naturlig konveksjon av sjøvann. De benevnes passive kjølere og omfatter en serie av rør (typisk fra 1 tomme - 6 tommer utvendig diameter, eller 2,54 cm -15,24 cm) som er blottlagt for sjøvann som tillates å sirkulere fritt.

Med utviklingen av undersjøisk gasskompresjon, har det blitt definert ytterligere typisk undersjøiske kjølekrav. Disse krav inkluderer kompressorinnløps-kjøling for å øke effektiviteten, hvor produsert fluid kjøles før det kommer inn i kompressoren. Undersjøisk produsert fluid vil typisk forlate et brønnhode med en temperatur på 60°C til 120°C. Noe kjøling vil skje i forbindelsesledningene mellom brønnene og kompresjonsstasjonen, men dedikerte innløpskjølere kan være påkrevd. Videre kan utløpskjøling være påkrevd, ettersom kompresjonsprosessen varmer opp det produserte fluid og fluidet kanskje må kjøles før kommer inn i forbindelsesledningen/rørledningen. Videre kan mellomtrinns kjøling brukes i forbindelse med en flertrinns kompressor for å øke kompressorens virkningsgrad. Kjølingen blir da introdusert mellom kompressortrinn. Tilslutt, en trykksvingnings-sløyfe foren kompressor vil normalt kreve kjøling. Andre undersjøiske kjøle-anvendelser er også tenkelige.

Passive kjølere, som nevnt, har blitt utviklet for slik kjøling. Selv om passive konveksjonskjølere er enkle, har de sine begrensninger. De er store, tunge og deres kjølevirkningsgrad er vanskelig å bestemme med analytiske verktøy. Virkningsgraden til en passiv kjøler er også følsom for variasjoner i utvendige og ikke-styrbare parametere, som for eksempel havbunnstrøm og avsetning av silt. Videre, dersom overflatetemperaturen av kjølerørene skulle bli høy, kan det dannes avleiringer på rørene. En oppbygging av avleiringer vil redusere virkningsgraden til kjøleren, og slike avleiringer kan være vanskelige og kostbare å fjerne. En passiv kjøler mangler også muligheten til å styre kjølingen og dens utløps-temperatur. Det kan typisk være ønskelig å holde utløpstemperaturen over 25°C for å hindre dannelse av hydratplugger.

I et overstell-prosessanlegg "topside", vil pumping og fordeling av sjøvann vanligvis være sentralisert ved bruk av et arrangement av røropplegg og ventiler. For en undersjøisk anvendelse kan dette i henhold til den foreliggende oppfinnelse forenkles og baseres på en innløpssil pr. varmeveksler; (kun grovfiltrering), og én pumpemodul pr. varmeveksler.

Det er tenkelig å modifisere en typisk passiv kjøler ved å anordne en rørkanal rundt rørene og tilføye en propell for å øke sirkulasjonen. Et slikt arrangement vil avhjelpe noen av de ulemper som er ved den passive kjøler, men representerer en uprøvd design uten de fulle fordeler ved å bruke en konven-sjonell design med mantel og rør under vann, som skissert nedenfor.

En slik løsning har blitt foreslått i patentsøknad WO 2008/147219 A2. Denne anvendelse vedrører en undersjøisk kjøleenhet for en varm fluidstrøm fra én eller flere undersjøiske brønner, med kveiler som er blottlagt for sjøvann og en propell for å frembringe en strøm av sjøvann forbi kveilene. Propellen og kveilene er anordnet i en rørkanal.

Fra US 7,900,691 fremgår det en varmevekslertank med en rørformet ytre kappe der en rørbunt med hovedsakelig parallelle varmevekslende rør er innrettet mellom et par perforerte skiveformede avdelingsvegger, et innløp, og utløp for et første fluid, og minst ett innløp og minst ett utløp for et andre fluid, der det minst ene innløpet for det andre fluidet er tilveiebrakt med midler for partikkelinnsprøyting for innsprøyting av rensende partikler.

Fra US 7,565,932 fremgår det et havbunns-produksjonssystem med et forbindelsesstykke (jumper) og en pumpesammenstilling. Pumpesammenstillingen kan hentes opp for reparasjon eller bytte med en løftevaier og en ROV for opphentingen av hele forbindelsesstykket.

Fra NO 330105 B1 fremkommer det en havbunns

konveksjonsvarmeveksler for kjøling eller varming av et hydrokarbonholdig fluid i et havbunnsmiljø.

Fra WO 2010/110676 A2 fremgår det en havbunnsplassert kjøler for kjøling av et fluid som strømmer i en undersjøisk gjennomstrømningsledning.

Kjøleren ifølge den foreliggende oppfinnelse er designet til å løse kravene til undersjøisk kjøling særlig i forbindelse med undersjøisk gasskompresjon. Videre tilveiebringer den foreliggende oppfinnelse en løsning for tilveiebringelse av mer forutsigbar kjølevirkningsgrad, bedre regulering av utgangstemperaturene, enkelt vedlikehold og opphenting av essensielle komponenter, forutsigbar ytelse, bedre kontroll med dannelse av avleiringer, enklere fjerning av avleiringer, begroing og urenheter, osv. Ytelsen til en rørvarmeveksler som brukes i forbindelse med den foreliggende oppfinnelse er godt utprøvd, forutsigbar og pålitelig. Deres design er fullstendig etablert, med kun mindre usikkerheter relatert til deres design og drift. En rørvarmeveksler er følgelig et kostnadseffektivt "hylle"-produkt som kan kjøpes for anvendelser på land/overstell, og som kan omgjøres til bruk i forbindelse med den foreliggende anvendelse.

Den foreliggende oppfinnelse er basert på en "topside" - overstell-basert "rørkjøler" eller "rørvarmeveksler" som bruker sjøvann som et kjølemedium, tilpasset til undersjøisk bruk. Det er flere fordeler ved å bruke en allerede kjent design for formålene med den foreliggende oppfinnelse. Noen av de viktigste fordeler innbefatter benyttelse av en design som er fullstendig etablert, med kun mindre usikkerheter relatert til ytelse og drift. Tvungen kjøling tilveiebringer en mer kompakt design for den samme ytelse sammenlignet med en passiv kjøler. Kjøleren kan følgelig lages mindre og lettere. På grunn av den høye hastigheten til vannstrømmen over rørene som fører det produserte fluid, vil overflatetemperaturen holdes lav, slik at det unngås dannelse av avleiringer. Av den samme årsak vil silt ikke avsette seg på rørene. I tillegg kan kjøletemperaturen reguleres med reguleringspumpens kapasitet/strømningsmengde, og rengjøring kan passende gjennomføres ved bruk av kjemikalier i det lukkede rom mellom mantelen og rørene.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en kjøleanordning som beskrevet ovenfor for undersjøisk bruk.

Kjøleanordningen omfatter en rørvarmeveksler med en langsgående mantel med en første side og en annen side motsatt nevnte første side. Mantelen danner et mantelhulrom med en fluidinnløpsport på mantelsiden og en fluidutløpsport på mantelsiden, og minst én endedel. Rørvarmeveksleren innbefatter videre;

en bunt av rør som strekker seg fra et innløp-plenumkammer med en innløpsport, og inn i nevnte mantel på nevnte første side av nevnte mantel;

en bunt av rør som strekker seg fra et utløp-plenumkammer med en utløpsport, og inn i nevnte mantel på nevnte første side av nevnte mantel;

minst én rørplate som tetter mot mantelhulrommet, nevnte innløp-plenumkammer og nevnte utløp-plenumkammer; og

nevnte bunt av rør som strekker seg fra innløp-plenumkammeret er i fluidforbindelse med nevnte bunt av rør som strekker seg fra utløp-plenumkammeret for å tillate fluid å strømme fra nevnte innløp-plenumkammer til nevnte utløp-plenumkammer. Kjøleanordningen innbefatter videre: en opphentbar pumpemodul med et tettet pumpemodulhus, nærliggende nevnte varmeveksler med en væskefylt undersjøisk elektrisk induksjonsmotor og en pumpe for omgiende sjøvann drevet av motoren gjennom en magnetisk kobling som tillater den elektriske motor å være i et hermetisk tettet miljø, uten noen lekkasjeløp til sjøvann, for tilveiebringelse av sirkulasjon av omgiende sjøvann gjennom varmeveksleren;

et pumpemodul-mottakerhus for løsbar og opphentbar forbindelse av pumpemodulen til varmeveksleren og et innløp for omgiende sjøvann; og hvor en kontroller som innbefatter en driftinnretning for variabel hastighet og temperatursensorer for styring av pumpemodulen er integrert i modulen.

Den oppfinnelsen kan vedrøre en kjøleanordning for undersjøiske anvendelser med en rørvarmeveksler. Varmeveksleren innbefatter en langs gående mantel med en første side og en annen side motsatt den første side. Mantelen danner et mantelhulrom med en fluidinnløpsport på mantelsiden og en fluidutløpsport på mantelsiden, og minst én endedel. Rørvarmeveksleren innbefatter videre en bunt av rør som strekker seg fra inn i mantelen på den første side av mantelen. Innløp-plenumkammeret inkluderer en innløpsport. En bunt av rør strekker seg også fra et utløp-plenumkammer, og inn i mantelen på den første side av mantelen. Utløp-plenumkammeret inkluderer en utløpsport. Minst én rørplate tetter mot mantelhulrommet, innløp-plenumkammeret og utløp-plenumkammeret. Bunten av rør som strekker seg fra innløp-plenumkammeret står i fluidforbindelse med bunten av rør som strekker seg fra utløp-plenumkammeret, for å tillate fluid å strømme fra innløp-plenumkammeret og til utløp-plenumkammeret. Kjøleanordningen innbefatter videre en opphentbar pumpemodul med tettet pumpemodulhus, nærliggende varmeveksleren. Pumpemodulhuset innbefatter en motor og en pumpe for omgiende sjøvann drevet av motoren for tilveiebringelse av sirkulasjon av omgiende sjøvann gjennom varmeveksleren. Et pumpemodul-mottakerhus er anordnet til løsbart og opphentbart å forbinde pumpemodulen til varmeveksleren og et innløp for omgiende sjøvann.

Varmeveksleren kan være horisontal, vertikal eller skråstilt.

En rørvarmeveksler i henhold til oppfinnelsen innbefatter en mantel med en langsgående senterseksjon, en første endedel og en annen endedel. Mantelen og endedelene danner et hulrom. Mantelen er typisk sylindrisk, og endedelene er typisk flate, halvkule-formede eller elliptiske.

Minst én rørplate som tetter mot mantelen av senterseksjonen av den langsgående mantel kan dele hulrommet i et innløpskammer med en innløpsport

for fluid, et senterkammer med en innløpsport og en utløpsport for en væske, og et utløpskammer med en utløpsport for kjølt fluid. Hvis mantelen er sylindrisk, så bør den minst ene rørplate være rund for å tilveiebringe en ordentlig deling mellom de forskjellige kamre og hulrom. Det er klart mulig å tenke seg bruk av flere enn to rørplater, hvis det for eksempel er ønskelig med flere hulrom for kjølevæske. En bunt av rør strekker seg fra den minst ene rørplate, gjennom den langsgående senterseksjon, for tilveiebringelse avfluidkommunikasjon mellom innløps-kammeret og utløpskammeret, og varmeveksle mellom kjølevæsken og fluidet

som skal kjøles. Rørene er i kontakt med hull i rørplatene og er festet til rørplatene ved hjelp av velkjente metoder, så som sveising, osv.

På grunn av en forventet lavere pålitelighet og kortere utbyttingstid enn varmeveksleren, er pumpemodulen designet til å være separat utbyttbar. En opphengbar pumpemodul med tettet pumpemodulhus er følgelig plassert nærliggende varmeveksleren. Nærliggende er i denne kontekst også ment å dekke integrert i ett av kamrene av varmeveksleren eller i en forlengelse av den ytre mantel. Pumpemodellen innbefatter en motor og en pumpe drevet av motoren for tilveiebringelse av sirkulasjon av kjølevæske. Pumpemodulen er kompakt og designet til enkelt å kunne byttes ut.

Pumpemodulen kan trekke effekt fra en ekstern kilde ved bruk av konven-sjonelle elektriske strømtilførselsledere/korte forbindelsesledninger og under-sjøiske elektriske konnektorer.

Motoren vil normalt være en oljefylt (eller væskefylt) undersjøisk elektrisk induksjonsmotor ("kortslutningsmotor"). Motoren kan være forbundet til pumpen eller løpehjulet ved bruk av en magnetisk kobling. En slik magnetisk kobling gir adgang til at den elektriske motor kan være i et hermetisk tettet miljø, uten lekkasjeløp til sjøvann. For å gi adgang til termisk utvidelse, er den forbundet med en akkumulator som også er anordnet inne i pumpemodulen. En mekanisk tetning som isolerer motoren fra omgivelsene kan brukes som et alternativ, men slike tetninger kan lekke, hvilket fører til redusert driftslevetid for motoren.

Et pumpemodul-mottakerhus står i fluidkommunikasjon med senter-kammeret for løsbar og opphentbar forbindelse av pumpemodulen til varmeveksleren. Lokaliseringen av pumpemodul-mottakerhuset dikterer lokaliseringen av pumpemodulen. Denne design sørger for en pålitelig og enkelt utbyttbar pumpemodul. På denne måte er pumpemodulen designet til å være pålitelig og enkel å bytte ut.

En bæreramme eller skliramme støtter/bærer varmeveksleren og pumpemodul-mottakerhuset. Formålet med denne rammen er å beskytte anordningen under transport og installasjon og tilveiebringe føring når den løsgjøres fra, eller lander på et fundament. Videre kan støtdempere være inkorporert for å minimere og styre støtlaster ved landing.

Anordningen kan være plassert oppstrøms eller nedstrøms for, f.eks. en kompressorstasjon.

Anordningen kan være integrert med en rørledning-manifoldstruktur som leder strømmen og forbinder et rørledningsnettverk til en kompressorstasjon. Anordningen kan også være integrert med en kompressorstasjon.

Bærerammen eller sklirammen med alle komponentene til anordningen danner en opphentbar modul. Den vil vanligvis bli anordnet til å gi det produserte fluid anledning til å omgå varmeveksleren. Varmeveksleren vil således være anordning i en undersjøisk modul slik at bærerammen eller sklirammen passerer sammen med et fundament på en mottaende struktur. Rørvarmeveksleren er vanligvis anordnet horisontalt, men kan også være anordnet vertikalt (eller i enhver vinkel imellom).

Pumpemodul-mottakerhuset kan kommunisere med utløpsporten for kjølevæsken, og en sjøvann-innløpssil er tilveiebrakt for å begrense partikkel-størrelse som suges inn i innløpsporten når sjøvannet brukes som kjølevæske. Anordningen kan også danne en del av et multikrets-kjølesystem hvor andre væsker enn sjøvann brukes i anordning ifølge oppfinnelsen.

Pumpemodulen er tilpasset til å bli separat, dykkerløst opphentbart installert i pumpemodul-mottakerhuset.

Pumpemodulen kan være forbundet til pumpemodul-mottakerhuset med en ROV-operert låsemekanisme.

Pumpemodul-mottakerhuset kan som tidligere nevnt være integrert i varmeveksleren.

En kontroller for regulering av pumpemodulen kan være integrert i modulen. Kontrolleren kan inkludere en driftinnretning for variabel hastighet (frekvens-omformer) og sensorer. Den elektriske motor kan drives av redundante (doble) frekvensomformere (driftsinnretninger for variabel hastighet) for motorstyring. Disse kan være integrert i pumpemodulen. Slik styring kan være nødvendig for en sikker oppstart av den elektriske motor og for å styre pumpen. Vannstrømmen kan således innstilles til å oppnå en forhåndsbestemt temperatur av den kjølte prosess-strømmen. Prosessgass-temperatursensorer kan være anordnet inne i varmevekslermodulen eller utenfor, eksempelvis ved kompressorens innløp.

Kjøleanordningen kan videre innbefatte dykkerløse brønnfluidkonnektorer, normalt vertikale for å lette opphenting.

Kjøleanordningen kan videre innbefatte en port av typen ROV "hot stab" for innsprøyting av f.eks. rengjøringskjemikalier i hulrommet mellom mantelen og rørene.

Innløpssilen kan være anordnet nedenfor varmeveksleren for å minimere mengden av produksjonsavfall som kommer inn i silen.

Utvendig korrosjonsbeskyttelse av anordningen kan være vital, og i tillegg til å male de utvendige overflater, kan det være påkrevd med offeranoder.

Pumpemodulen vil som nevnt normalt være montert på utløpssiden av varmeveksleren, med en mottaker som pumpemodulen kan settes inn i. Fordelen med et arrangement på utløpssiden er at suging kan brukes til å hjelpe til med å tette mellom pumpemodulen og varmeveksleren. Ulempen er at driftstemperaturen vil bli høyere enn temperaturen i det omgiende sjøvann, hvilket gjør kjøling av pumpemodulelektronikken og -motoren mer omfattende. Alternativt kan pumpemodulen være anordnet på innløpssiden. Pumpemodulen kan da integrere innløpssilen og omfatte en tettende og låsende mekanismen som kan håndtere den fulle trykkforskjellen for pumpen/løpehjulet.

Designen kan tillate opphenting av anordningen til overflaten for reparasjon og vedlikehold. Dette vil kreve dykkerløse prosessrørkonnektorer for kjølerens innløp og utløp. Normalt brukes vertikale konnektorer, hvilket gir adgang til å trekke kjøleren opp vertikalt. Varmeveksleren kan være termisk isolert for å forbedre strømningssikringsaspekter.

En fordel ved "rørkjøleren" er at dens ytre mantel, i en nedstengings-situasjon og med pumpen skrudd av, vil ha nytte av det innestengte vann for å tilveiebringe en forlenget nedkjølingstid. Forlenget nedkjølingstid er fordelaktig, ettersom det øker den tid et prosessfluid bruker for å nå en hydratdannelses-temperatur. Også under en oppstart fra en kald tilstand, ved å utsette pumpe-motorens oppstart til senere, vil det innledningsvis kalde produserte fluid i kjøleren hurtigere varmes opp. Det produserte fluid vil således nå temperaturen utover den hvor hydrater ikke vil dannes tidligere. Denne effekten er fordelaktig for å unngå hydratdannelse, og kan ytterligere forbedres ved å påføre termisk isolasjon på den ytre mantel.

Det innvendige volum mellom kjølerens mantel og rørene kan også fylles med et egnet kjemikalie for rengjøringsformål. Slike kjemikalier kan fylles ved bruk av en ROV eller en egnet ledning i en navlestreng. Fluidforbindelsen mellom bunten av rør som strekker seg fra innløp-plenumkammeret og bunten og rør som strekker seg fra utløp-plenumkammeret kan være tilveiebrakt ved hjelp av et tredje plenumkammer som avgrenses av en rørplate som tetter mot mantelhulrommet og det tredje plenumkammeret ved den annen side av den langsgående mantel.

Fluidforbindelsen mellom bunten av rør som strekker seg fra innløp-plenumkammeret og bunten av rør som strekker seg fra utløp-plenumkammeret kan være tilveiebrakt ved hjelp av U-formede rør i bunten av rør.

I konteksten med lokaliseringen av pumpen i relasjon til varmeveksleren er nærliggende ment å dekke både bygget inn i varmeveksleren, fastgjort til en felles ramme som fastgjør både varmeveksleren og pumpemodul-mottakerhuset.

Kort beskrivelse av de vedføyde figurer:

Figur 1a er et sideriss av en kjøleanordning i henhold til oppfinnelsen; Figur 1b er et riss ovenfra av kjøleanordningen vist på fig. 1a; Figur 1c er et tverrsnitt B-B av en pumpemodul og en pumpemodul-mottaker som vist på fig. 1b; Figur 2 er et tverrsnitt av en rørvarmeveksler brukt i forbindelse med oppfinnelsen; Figur 3a er et sideriss av en pumpemodul i henhold til oppfinnelsen; Figur 3b er et tverrsnitt A-A av pumpemodulen vist på fig. 3a; Figur 3c er et tverrsnitt B-B av pumpemodulen vist på fig. 3b; Figur 4a er et tverrsnitt av et motormodul-mottakerhus og en pumpemodul installert i motormodul-mottakerhuset; Figur 4b er et sideriss av motormodul-mottakerhuset vist på fig. 4a; Figur 5 er en skjematisk representasjon av et U-formet rør av rør brukt i forbindelse med oppfinnelsen; Figur 6 er en skjematisk representasjon av en varmeveksler som kan brukes i forbindelse med oppfinnelsen; Figur 7 viser et tverrsnitt av en kappe eller et integrert lokk som danner plenumkammeret; og Figurene 8A, 8B viser en sentrifugalpumpe- og motorsammenstilling som kan brukes i forbindelse med oppfinnelsen. Figurene 1a-1c viser et generelt arrangement av en utførelse av en undersjøisk kjøler i henhold til oppfinnelsen. En vertikal rørvarmeveksler 10 er tilknyttet to dykkerløse prosessrørkonnektorer 11. En bæreramme 13 rommer varmeveksleren 10 og en pumpemodul 15. Rammen 13 er tilveiebrakt for beskyttelse, enkelhet ved transport, installasjon og gjenvinning/opphenting. En pumpemodul 15 er installert i et hus 14. Pumpemodulen 15 innbefatter videre en ROV-operert låsemekanisme. Ekstern effekt og signaler kan være forbundet til pumpemodulen ved bruk av én eller flere dykkerløse konnektorer. Pumpemodulen kan være fastgjort til kjøleanordningen kun med en ROV-operert låsemekanisme. Pumpen er vist forbundet til utløpet, på den motsatte side av innløpet, men den kunne ha blitt plassert på innløpssiden av varmeveksleren. Innløpet kan innbefatte en innløpssil. Innløpssilen bør være forbundet til innløpet for å redusere pumpeslitasje, abrasjon, forurensning, osv.

Et arrangement- og setteverktøy for pumpemodul-utbytting, som kan være påkrevd, er ikke vist. Et eksternt røropplegg og konnektorer for kjølemiddel, kjøle-væske (sjøvann) er ikke nødvendig, ettersom det omgiende vann brukes for avkjøling (sagt nedenfor).

Kjøleren er basert på tvunget konveksjon, ettersom de bruker en pumpe til å sirkulere sjøvannet.

Figur 2 viser en rørvarmeveksler som består av en mantel 26 (en stor rørformet trykkbeholder), med en innvendig bunt av rør 24 (ikke vist). Rørene går fra et innløpskammer 21 til et utløpskammer 22. Disse kamrene er dannet av mantelen 23 og minst én innvendig rørplate 23. Både varmt produsert fluid som skal avkjøles og det kalde sjøvannet strømmer gjennom varmeveksleren. Det varme produserte fluidet strømmer gjennom rørene (innsiden) og sjøvannet strømmer på utsiden av rørene, men inne i mantelen (mantelsiden). Retningen av varmeoverføringen kan imidlertid snus, og sjøvannet kan da strømme gjennom rørene (innsiden) og det varme produserte fluidet kan strømme på utsiden av rørene, men inne i mantelen (mantelsiden). Varme overføres fra det produserte fluidet til sjøvannet gjennom rørveggene. Et stort varmeoverføringsareal er foretrukket for å overføre varme effektivt, hvilket normalt fører til et stort antall rør.

Dykkerløse prosessrør-forbindelsesmuffer (ikke vist) for det produserte fluid kan være forbundet til innløpskammeret 21 og utløpskammeret 22. En innløpssil kan være anordnet nedenfor mantelen for å minimere effekten av eksempelvis silt som avsettes. Silen kan være grov, for å unngå tilstopping. Et utløp 28 kan være forsynt med en flens for å forbinde pumpemodulhuset 14 på fig. 1. Varmeveksleren kan innbefatte innvendige ledeplater 25 for å lede sjøvannet over rørene, hvilket øker varmeoverføringen. Figur 3 viser en pumpemodul med et hus 31, typisk laget i et metallisk materiale eller glassfibermateriale. Formålet med huset 31 er å yte mekanisk beskyttelse og å lede avgitt vann fra pumpen 35 forbi elektronikkbeholdere 32, slik at kjøling tilveiebringes. Én eller flere elektriske konnektorer og grensesnitt til et gjenvinnings- og installasjonsarrangement er ikke vist. En undersjøisk elektrisk induksjonsmotor 33 befinner seg i et hermetisk tettet hus 38. Dreiemoment fra motoren 33 til pumpen 35 overføres via en magnetisk kobling 34. To elektronikkbeholdere 32 er inkludert, den ene redundant i forhold til den andre. Beholderne 32 rommer driftsinnretninger for variabel hastighet (frekvensomformere) og styringselektronikk i eksempelvis nitrogen og ved én atmosfære. En tredje beholder 37 inkluderer en væskekompensator for den elektriske motor. De dykkerløse elektriske konnektorer, dens kabling til elektronikkbeholderne 32 og distribusjon mellom konnektoren(e), beholderne og motoren er ikke vist. En nedre flens 36 på pumpemodulen lander på en korresponderende flat frontflate 42 av et mottakerhus 41 vist på fig. 4. Figur 4 viser pumpemodul-mottakerhuset 41 som er forbundet til rørvarme-veksleren med røropplegg. Røropplegget 18 er vist på fig. 1. Huset 41 integrerer en typisk ROV-operert låsemekanisme som er vist i nærmere detalj på fig. 5. En myk pakning, ikke vist, mellom disse overflatene 36, 42 kan brukes til å tilveiebringe ytterligere tetting, hvis det er påkrevd. Figur 5 er en skjematisk representasjon av en U-formet bunt av rør 52 brukt i forbindelse med oppfinnelsen. Én side av rørene i bunten 52 er ment for å strekke seg fra et innløp-plenumkammer (referanse 21 på fig. 2) med en innløps-port og inn i mantelen på den første side av mantelen, og den andre siden av rørene i bunten 52 strekker seg fra et utløp-plenumkammer (referanse 2 på fig. 2). Figur 6 er en skjematisk representasjon av en alternativ varmeveksler 10 hvor atskilte bunter av rør strekker seg fra innløp-plenumkammeret 21, henholdsvis utløp-plenumkammeret 22. Et tredje plenumkammer forbinder de atskilte rørbunter for å tillate fluid å strømme fra innløp-plenumkammeret 21 til utløp-plenumkammeret 22. Det tredje plenumkammer er tettet fra mantelen 26 med en annen rørplate 23. Det tredje plenumkammer 50 kan være avgrenset av en kappe. Mantelen 26 inkluderer et mantelinnløp 28 og et mantelutløp 51 i motsatte ender av mantelen 26. Figur 7 viser et tverrsnitt av en kappe 54 eller et integrert lokk som danner et innløp-plenumkammer 21 og et utløp-plenumkammer 22. En innvendig tettende plate 53 deler kappen i innløp- og utløp-plenumkamre. Figurene 8a, 8b viser to riss av en sentrifugalpumpe- og motorsammenstilling 55 som kan brukes i forbindelse med oppfinnelsen.

Claims

1. Kjøleanordning for undersjøiske anvendelser med en rørvarmeveksler med en langsgående mantel med en første side og en annen side motsatt nevnte første side, idet nevnte mantel danner et mantelhulrom med en fluidinnløpsport (51) på mantelsiden og en fluidutløpsport (28) på mantelsiden, og minst én endedel; hvor nevnte rørvarmeveksler videre innbefatter; en bunt av rør som strekker seg fra et innløp-plenumkammer (21) med en innløpsport, og inn i nevnte mantel på nevnte første side av nevnte mantel; en bunt av rør som strekker seg fra et utløp-plenumkammer (22) med en utløpsport, og inn i nevnte mantel på nevnte første side av nevnte mantel; minst én rørplate (23) som tetter mot mantelhulrommet, nevnte innløp-plenumkammer (21) og nevnte utløp-plenumkammer (22); nevnte bunt av rør som strekker seg fra innløp-plenumkammeret (21) er i fluidforbindelse med nevnte bunt av rør som strekker seg fra utløp-plenumkammeret (22) for å tillate fluid å strømme fra nevnte innløp-plenumkammer (21) til nevnte utløp-plenumkammer (22), hvor kjøleanordningen videre innbefatter:karakterisert ved: en opphentbar pumpemodul (15) med et tettet pumpemodulhus (14), nærliggende nevnte varmeveksler med en væskefylt undersjøisk elektrisk induksjonsmotor (33) og en pumpe (35) for omgiende sjøvann drevet av motoren (33) gjennom en magnetisk kobling som tillater den elektriske motor å være i et hermetisk tettet miljø, uten noen lekkasjeløp til sjøvann, for tilveiebringelse av sirkulasjon av omgiende sjøvann gjennom varmeveksleren; et pumpemodul-mottakerhus (41) for løsbar og opphentbar forbindelse av pumpemodulen (15) til varmeveksleren og et innløp for omgiende sjøvann; og hvor en kontroller som innbefatter en driftinnretning for variabel hastighet og temperatursensorer for styring av pumpemodulen (15) er integrert i modulen.

2. Kjøleanordning som angitt i krav 1, hvor pumpemodul-mottakerhuset (41) kommuniserer med utløpsporten (28) for kjølevæsken, og en sjøvann-innløpssil er tilveiebrakt for å begrense partikkelstørrelse som suges inn i innløpsporten, hvorved sjøvann brukes som kjølevæske.

3. Kjøleanordning som angitt i krav 1, hvor pumpemodulen (15) er tilpasset til å bli separat, dykkerløst opphentbart installert i pumpe-mottakerhuset (41).

4. Kjøleanordning som angitt i krav 1, hvor pumpemodulen (15) er forbundet til pumpemodul-mottakerhuset (41) med en ROV-operert låsemekanisme.

5. Kjøleanordning som angitt i krav 1, hvor pumpemodul-mottakerhuset (41) er integrert i varmeveksleren.

6. Kjøleanordning som angitt i krav 1, videre innbefattende dykkerløse brønnfluidkonnektorer, vanligvis vertikale for å lette opphenting.

7. Kjøleanordning som angitt i krav 1, videre innbefattende en port av typen ROV "hot stab" for innsprøyting av eksempelvis rengjørende kjemikalier inn i hulrommet mellom mantelen og rørene.

8. Kjøleanordning som angitt i krav 2, hvor innløpssilen er anordnet nedenfor varmeveksleren for å minimere mengden av produksjonsavfall som kommer inn i silen.

9. Kjøleanordning som angitt i krav, hvor varmeveksleren er termisk isolert for å forbedre strømningssikringsaspekter.

10. Kjøleanordning som angitt i krav 1, videre innbefattende en bæreramme som bærer varmeveksleren og pumpemodul-mottakerhuset.

11. Kjøleanordning som angitt i krav 1, hvor nevnte fluidforbindelse mellom nevnte bunt av rør som strekker seg fra innløp-plenumkammeret (21) og nevnte bunt av rør som strekker seg fra utløp-plenumkammeret (22) er tilveiebrakt av et tredje plenumkammer avgrenset av en rørplate som tetter mot mantelhulrommet og nevnte tredje plenumkammer ved den annen side av den langsgående mantel.

12. Kjøleanordning som angitt i krav 1, hvor nevnte fluidforbindelse mellom nevnte bunt av rør som strekker seg fra innløp-plenumkammeret (21) og nevnte bunt av rør som strekker seg fra utløp-plenumkammeret (22) er tilveiebrakt av U-formede rør i nevnte bunt av rør.