RU2154231C1 - Atomic submersible gas-transfer station - Google Patents

Atomic submersible gas-transfer station Download PDF

Info

Publication number
RU2154231C1
RU2154231C1 RU99103772/06A RU99103772A RU2154231C1 RU 2154231 C1 RU2154231 C1 RU 2154231C1 RU 99103772/06 A RU99103772/06 A RU 99103772/06A RU 99103772 A RU99103772 A RU 99103772A RU 2154231 C1 RU2154231 C1 RU 2154231C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
station
transfer station
compartments
atomic
Prior art date
Application number
RU99103772/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
И.Л. Баранов
П.П. Шалин
Е.М. Шкомов
Original Assignee
Центральное конструкторское бюро морской техники "Рубин"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Центральное конструкторское бюро морской техники "Рубин" filed Critical Центральное конструкторское бюро морской техники "Рубин"
Priority to RU99103772/06A priority Critical patent/RU2154231C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2154231C1 publication Critical patent/RU2154231C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T70/00Maritime or waterways transport
    • Y02T70/50Measures to reduce greenhouse gas emissions related to the propulsion system

Landscapes

  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

FIELD: transportation of gaseous hydrocarbon fuel through extensive pipe lines laid on sea bottom. SUBSTANCE: atomic submersible gas-transfer station includes non-pressure and pressure hulls divided into pressuretight compartments by means of pressure bulkheads. Arranged in center compartment is water-cooled nuclear reactor connected with gas turbosuperchargers by means of vapor pipe lines which are located on modular frames in compartments adjacent to reactor compartment; intake and delivery branches of gas lines of turbosuperchargers run in inter-tube space; they are connected with recesses of coupling units which are used for connection of station to main gas line. EFFECT: possibility of operating gas-transfer station in submersible position. 7 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится, к транспортировке газообразного углеводородного топлива (природного газа) по трубопроводам большой протяженности, проложенному по морскому дну. The present invention relates to the transportation of gaseous hydrocarbon fuels (natural gas) through long pipelines laid along the seabed.

Известны конструкции наземных газоперекачивающих станций (компрессорных станций), входящих в состав магистральных трубопроводов большой протяженности, устанавливаемые через 150 - 200 километров по длине газопровода. There are known constructions of ground gas pumping stations (compressor stations) that are part of long-distance trunk pipelines, which are installed 150 to 200 kilometers along the length of the gas pipeline.

Станции обеспечивают необходимую степень сжатия перекачиваемого по трубопроводу газа, чем поддерживают величину его расхода в трубопроводе (Энциклопедия газовой промышленности/ Под ред. д.т.н. К.С. Басниева, перевод с французского. М.: Акционерное общество "Твант", 1994 или А.С. Смирнов и А. И. Широковский. Добыча и транспортировка газа. М.: Гостоптехиздат, 1957, с. 341-397). Stations provide the necessary degree of compression of the gas pumped through the pipeline, which maintains its flow rate in the pipeline (Encyclopedia of the gas industry / Ed. By Dr. KS Basniev, translated from French. M.: Joint-Stock Company Tvant, 1994 or A.S. Smirnov and A.I. Shirokovsky, Gas Production and Transportation (Moscow: Gostoptekhizdat, 1957, p. 341-397).

Приводами газоперекачивающих компрессоров, входящих в состав этих станций в качестве нагнетателей, служат либо электродвигатели, получающие электроэнергию от постороннего источника (электростанций), либо газовые турбины, получающие энергию за счет сжигания перекачиваемого по магистральному трубопроводу природного газа. Gas pumping compressors, which are part of these stations as blowers, are driven by either electric motors that receive electricity from an external source (power plants), or gas turbines that receive energy by burning natural gas pumped through the main pipeline.

Однако такие газоперекачивающие (компрессорные) станции не могут быть применены для создания и поддержания степени сжатия, необходимой для обеспечения больших расходов природного газа, транспортируемого по газопроводам большой протяженности, проложенных по морскому дну от места морской добычи газа на континент из-за невозможности их работы и обслуживания в подводном положении в условиях полной изоляции от атмосферного воздуха и большого давления окружающей среды - морской воды. However, such gas-pumping (compressor) stations cannot be used to create and maintain the degree of compression necessary to ensure the high consumption of natural gas transported through long-distance gas pipelines laid along the seabed from the place of sea gas production to the continent due to the impossibility of their operation and underwater service in conditions of complete isolation from atmospheric air and high environmental pressure - sea water.

Предлагаемым изобретением решается задача создания автономной атомной подводной газоперекачивающей станции для магистральных газопроводов, проложенных по морскому дну от мест морской добычи природного газа на континент, которая имеет возможность:
- транспортировки станции к месту ее установки и работы в надводном положении;
- погружения станции на глубину прокладки магистрального газопровода;
- включения газоперекачивающей станции в состав магистрального газопровода через опорно-посадочную платформу газопровода, имеющую ответные части стыковочных узлов станции с платформой и магистральным трубопроводом;
- длительной и надежной работы (в режиме автоматического управления) в составе магистрального газопровода, создавая и поддерживая степень сжатия перекачиваемого газа, обеспечивающую необходимую производительность газопровода;
- снятия станции с магистрального газопровода и замены ее аналогичной станцией в аварийной ситуации или после выработки ее ресурса;
- периодического посещения станции, с помощью подводного транспортного аппарата с обслуживающим персоналом для осмотра ее механизмов и замены расходных материалов (масла).
The proposed invention solves the problem of creating an autonomous nuclear submarine gas pumping station for gas pipelines laid along the seabed from the places of marine natural gas production on the continent, which has the ability to:
- transportation of the station to the place of its installation and work in the surface position;
- immersion of the station to the depth of the gas pipeline;
- inclusion of the gas pumping station into the main gas pipeline through the support and landing platform of the gas pipeline, having mating parts of the docking stations of the station with the platform and the main pipeline;
- long-term and reliable operation (in automatic control mode) as part of the main gas pipeline, creating and maintaining the compression ratio of the pumped gas, providing the necessary gas pipeline productivity;
- removing the station from the main gas pipeline and replacing it with a similar station in an emergency or after running out of its resource;
- periodic visits to the station, using an underwater vehicle with maintenance personnel to inspect its mechanisms and replace consumables (oil).

Это достигается тем, что:
- в конструкцию магистрального газопровода, в месте установки атомной подводной газоперекачивающей станции, включена опорно-посадочная платформа с ответными частями стыковочных узлов соединения с атомной подводной газоперекачивающей станцией для установки на нее и крепления к ней газоперекачивающей станции и ее стыковки (соединения) с магистральным газопроводом;
- все силовое энергетическое оборудование и механизмы атомной подводной газоперекачивающей станции размещены внутри герметичного прочного корпуса станции, а оборудование и механизмы газоперекачивающего комплекса (осушители газа, арматура и т.д.), рассчитанное на высокое внутреннее и внешнее давление, размещено вне прочного корпуса в междубортном пространстве и защищено конструкциями легкого корпуса;
- в качестве автономного, независящего от атмосферного воздуха и углеводородного топлива, источника энергии применен водо-водяной атомный реактор, а в качестве привода газового компрессора (нагнетателя) применена паровая турбина, работающая на паре, генерируемом этим реактором;
- для возможности посещения помещений подводной газоперекачивающей станции обслуживающим персоналом во время ее установки с помощью координатно-центрирующих устройств на опорно- посадочную платформу и подключения с помощью стыковочных узлов к магистральному газопроводу, а также во время снятия станции с газопровода и ее обслуживания в период работы - станция оборудована стыковочными узлами с существующим подводным транспортным аппаратом.
This is achieved by the fact that:
- in the design of the main gas pipeline, at the installation site of the nuclear submarine gas pumping station, a support and landing platform with mating parts of the docking nodes for connecting to the nuclear submarine gas pumping station for installing on it and attaching to it the gas pumping station and its docking (connection) with the main gas pipeline is included;
- all power energy equipment and mechanisms of the nuclear submarine gas pumping station are located inside the hermetically sealed durable station case, and the equipment and mechanisms of the gas pumping complex (gas dehumidifiers, valves, etc.), designed for high internal and external pressure, are placed outside the durable case in the double-sided space and protected by lightweight body structures;
- as an autonomous, independent of atmospheric air and hydrocarbon fuel, energy source, a water-water atomic reactor is used, and a steam turbine operating on the steam generated by this reactor is used as the drive of the gas compressor (supercharger);
- for the possibility of visiting the premises of the underwater gas pumping station by maintenance personnel during their installation with the help of coordinate-centering devices on the landing platform and connecting with the help of docking nodes to the main gas pipeline, as well as during removal of the station from the gas pipeline and its maintenance during operation - the station is equipped with docking nodes with an existing underwater transport vehicle.

Конструкция предлагаемой атомной подводной газоперекачивающей станции иллюстрируется чертежами на фиг. 1-7:
фиг. 1 - продольный вид станции,
фиг. 2 - план,
фиг. 3 - сечение по отсеку турбонагнетателя,
фиг. 4 - сечение по паротурбинной установке,
фиг. 5 - сечение по реакторному отсеку,
фиг. 6 - принципиальная схема основных систем АПГПС,
фиг. 7 - принципиальная схема стыковки станции с газопроводом, посадочная платформа.
The design of the proposed nuclear subsea gas pumping station is illustrated by the drawings in FIG. 1-7:
FIG. 1 is a longitudinal view of the station,
FIG. 2 - plan
FIG. 3 - section through the turbocharger compartment,
FIG. 4 - section through a steam turbine installation,
FIG. 5 is a section along the reactor compartment,
FIG. 6 is a schematic diagram of the main systems APGPS,
FIG. 7 is a schematic diagram of a docking station with a gas pipeline, landing platform.

Атомная подводная газоперекачивающая станция содержит стальной герметичный прочный корпус 1, разделенный прочными переборками на отсеки: реакторный 2, два турбогенераторных и турбокомпрессорных 3 и двух концевых жилых и аккумуляторных 4. The nuclear subsea gas pumping station contains a sealed, durable steel casing 1, divided by solid bulkheads into compartments: reactor 2, two turbogenerator and turbocompressor 3 and two terminal residential and battery 4.

В реакторном отсеке размещен автономный экологически чистый источник энергии, питающий все потребители энергии атомной подводной газоперекачивающей станции - водо-водяной атомный реактор 5, отвечающий всем международным требованиям и нормативным актам в части радиационной и ядерной безопасности, в том числе рекомендациям МАГАТЭ. The autonomous environmentally friendly energy source is located in the reactor compartment, supplying all energy consumers of a nuclear subsea pumping station - a water-to-water nuclear reactor 5, which meets all international requirements and regulations regarding radiation and nuclear safety, including IAEA recommendations.

В соседних, симметрично расположенных относительно реакторного, отсеках размещены агрегаты турбонагнетателей (турбокомпрессоров) 6 с приводами от паровых турбин 7, смонтированных на одной агрегатной раме со всеми вспомогательными агрегатами и системами. In adjacent compartments symmetrically located relative to the reactor compartments, turbocharger assemblies (turbochargers) 6 are mounted with drives from steam turbines 7 mounted on the same aggregate frame with all auxiliary units and systems.

На этих же агрегатных рамах установлены два турбогенератора 8, являющиеся основным источником электроэнергии для всей газоперекачивающей станции. Two turbogenerators 8, which are the main source of electricity for the entire gas pumping station, are installed on the same aggregate frames.

Резервным источником электроэнергии служат две группы аккумуляторной батареи 9, размещенные в трюмах концевых отсеков станции. A backup source of electricity are two groups of battery 9, located in the holds of the terminal compartments of the station.

Атомная подводная газоперекачивающая станция оснащена всеми средствами жизнеобеспечения обслуживающего персонала во время его нахождения на станции. The nuclear subsea pumping station is equipped with all the means of life support for the staff while it is at the station.

В нижней, килевой, части газоперекачивающей станции имеются две прочных выгородки 10 узлов стыковки с магистральным газопроводом, герметизирующиеся совместно с такими же выгородками опорно-посадочной платформы во время посадки, установки и соединения станции с газопроводом. In the lower, keel, part of the gas pumping station, there are two strong baffles 10 of the docking nodes with the main gas pipeline, sealed together with the same baffles of the support and landing platform during planting, installation and connection of the station with the gas pipeline.

В этих выгородках и в межбортном пространстве размещены трубопроводы 11 и 12 с запорной газовой арматурой 13, образующие всасывающие и нагнетающие ветви трубопроводов турбонагнетателей (компрессоров) 6. В конструкции легкого корпуса включены балластные, уравнительные и другие цистерны, выдвижные подруливающие устройства 14, необходимые для маневрирования и позиционирования атомной подводной газоперекачивающей станции под водой. Pipes 11 and 12 with gas shutoff valves 13 are located in these baffles and in the stowage space, which form the suction and discharge branches of the pipelines of the turbochargers (compressors) 6. Ballast, leveling, and other tanks, retractable thrusters 14, necessary for maneuvering, are included in the design of the light body and positioning a nuclear subsea gas pumping station underwater.

Установка атомной подводной газоперекачивающей станции на место ее работы и включение ее в состав магистрального газопровода осуществляется следующим образом. The installation of a nuclear submarine gas pumping station at its place of work and its inclusion in the main gas pipeline is as follows.

Полностью укомплектованная, проверенная, готовая к работе станция буксируется в надводном положении к месту ее установки. В надводном же положении вводится в действие атомный реактор 5, прогреваются паропроводы и паровые турбины 7 и принимается нагрузка на турбогенераторы 8. После прогрева даются пробные обороты турбокомпрессоров 6, и станция с обслуживающим персоналом герметизируется. После вывески (приведения к нулевой плавучести) атомная подводная газоперекачивающая станция погружается под воду и маневрируя с помощью откидных (выдвижных) подруливающих устройств 14, подводится к опорно-посадочной платформе, конструктивно входящей в состав магистрального газопровода и имеющей ответные части узлов стыковки с атомной подводной газоперекачивающей станцией с магистральным газороводом. A fully equipped, tested, ready-to-work station is towed in the water position to the place of its installation. In the above-water position, the nuclear reactor 5 is put into operation, the steam pipelines and steam turbines 7 are heated, and the load on the turbogenerators 8 is received. After heating, the test revolutions of the turbocompressors 6 are given, and the station with maintenance personnel is sealed. After the sign (reduction to zero buoyancy), the atomic subsea gas pumping station is submerged under water and maneuvering with the help of folding (sliding) thrusters 14, it is brought to the support and landing platform, which is structurally part of the main gas pipeline and has the mating parts of the docking nodes with the atomic subsea gas pumping station station with gas main.

Затем атомная подводная газоперекачивающая станция, нижняя, килевая поверхность которой в точности повторяет опорную поверхность опорно-посадочной платформы, с помощью координатно-центрирующих устройств 15 и системы позиционирования устанавливается на платформу, совмещая комингсы выгородок узлов стыковки станции и платформы. Then, an atomic subsea gas pumping station, the lower, keel surface of which exactly repeats the supporting surface of the support landing platform, is installed on the platform using coordinate-centering devices 15 and a positioning system, combining the coaming of the baffles of the docking stations of the station and platform.

За счет снятия забортного давления в совмещенных выгородках стыковочных узлов станции и платформы и образовавшегося в связи с этим усилия от гидростатического давления, станция пристыковывается ("присасывается") к платформе, уплотняется разъем выгородок и станция закрепляется на посадочной платформе. Due to the removal of overboard pressure in the combined baffles of the docking nodes of the station and platform and the forces generated by hydrostatic pressure resulting from this, the station joins (“sticks”) to the platform, the connector of the baffles is sealed and the station is fixed on the landing platform.

Соединенные выгородки осушаются средствами станции, после чего соединяются и уплотняются газопроводы станции и газовой магистрали, что показано на принципиальной схеме стыковки станции с газопроводом на фиг. 7. The connected partitions are drained by the means of the station, after which the gas pipelines of the station and the gas main are connected and sealed, as shown in the schematic diagram of the docking of the station with the gas pipeline in FIG. 7.

После подключения станции к магистральному газопроводу, уплотнения разъемов и необходимых переключений соответствующей арматуры, запускаются газовые турбонагнетатели (компрессоры) и станция включается в работу. Затем обслуживающий персонал покидает станцию на подводном транспортном аппарате. After connecting the station to the main gas pipeline, sealing the connectors and necessary switching of the corresponding valves, gas turbochargers (compressors) are launched and the station is put into operation. Then the service personnel leaves the station in an underwater transport vehicle.

В процессе работы станции при параллельном включении газовых турбонагнетателей (компрессоров) обеспечивается стопроцентная ее производительность. В случае остановки и отключения одного из газовых турбонагнетателей, по любой причине, производительность газоперекачивающей станции уменьшается до семидесяти процентов от номинальной. During the operation of the station with the parallel inclusion of gas turbochargers (compressors), its absolute performance is ensured. If one of the gas turbochargers is stopped and turned off, for any reason, the performance of the gas pumping station decreases to seventy percent of the nominal.

Остановка, вывод из действия и снятие атомной подводной газоперекачивающей станции с магистрального газопровода (например, при выработке ресурса активной зоны реактора) осуществляется в порядке, обратном приведенному выше. The shutdown, decommissioning and removal of a nuclear subsea pumping station from the main gas pipeline (for example, when the reactor core is depleted) is carried out in the reverse order of the above.

Предлагаемое изобретение позволяет значительно повысить пропускную способность магистрального газопровода большой протяженности, проложенному на большой глубине по дну моря от мест морской добычи газа на континент и тем самым исключить необходимость прокладки под водой дополнительной параллельной нитки магистрального газопровода. The present invention can significantly increase the throughput of a long-distance trunk gas pipeline laid at great depths along the sea bottom from offshore gas production sites on the continent and thereby eliminate the need to lay an additional parallel string of the trunk gas pipeline under water.

Claims (1)

Атомная подводная газоперекачивающая станция, содержащая легкий и прочный корпус, разделенный прочными переборками на герметичные отсеки, в среднем из которых установлен водо-водяной атомный реактор, соединенный паропроводами с газовыми турбонагнетателями, расположенными на агрегатных рамах в смежных с реакторным отсеках, причем приемные и напорные ветви газопроводов турбонагнетателей проходят по междубортному пространству и соединены с выгородками стыковочных узлов станции с магистральным газопроводом, расположенных в килевой части станции. A nuclear subsea gas pumping station containing a light and durable casing, separated by solid bulkheads into sealed compartments, on average of which a water-water atomic reactor is installed, connected by steam pipelines to gas turbochargers located on aggregate frames in adjacent to the reactor compartments, with receiving and pressure branches turbocharger gas pipelines pass through the double-sided space and are connected to the baffles of the docking stations of the station with the main gas pipeline located in the keel hour STI station.
RU99103772/06A 1999-02-22 1999-02-22 Atomic submersible gas-transfer station RU2154231C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99103772/06A RU2154231C1 (en) 1999-02-22 1999-02-22 Atomic submersible gas-transfer station

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99103772/06A RU2154231C1 (en) 1999-02-22 1999-02-22 Atomic submersible gas-transfer station

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2154231C1 true RU2154231C1 (en) 2000-08-10

Family

ID=20216365

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99103772/06A RU2154231C1 (en) 1999-02-22 1999-02-22 Atomic submersible gas-transfer station

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2154231C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2525561C1 (en) * 2013-02-18 2014-08-20 Евгений Михайлович Герасимов Pipeline heater
RU2616510C2 (en) * 2015-09-14 2017-04-17 Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" Nuclear-power icebreaker
RU2654291C1 (en) * 2017-07-26 2018-05-17 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" Underwater nuclear gas pumping station

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KARPATHY S.A. OFFSHORE PIPELINE DESIGN UTILIZING APLEM "PIPELINE and GASY", 1984, 211 N 4, 24, 26, 28. *
Смирнов А.С. и др. Добыча и транспортировка газа, гостоптехиздат. - М., 1957, с.341 - 397. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2525561C1 (en) * 2013-02-18 2014-08-20 Евгений Михайлович Герасимов Pipeline heater
RU2616510C2 (en) * 2015-09-14 2017-04-17 Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" Nuclear-power icebreaker
RU2654291C1 (en) * 2017-07-26 2018-05-17 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" Underwater nuclear gas pumping station

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10269462B2 (en) Semi-submersible nuclear power plant and multi-purpose platform
JP4324640B1 (en) Marine mobile nuclear power plant
Vega et al. First generation 50 MW OTEC plantship for the production of electricity and desalinated water
US20090103984A1 (en) Gas subsea transmission system and submersible suspension pressure-equaliser pipeline
US20140140466A1 (en) Semi Submersible Nuclear Power Plant and Multipurpose Platform
KR20060114555A (en) Floating power plant
JP2017506301A (en) Marine thermal energy conversion system on board
NO326036B1 (en) Arrangement for controlled start-up of power supply for an underwater installation
CN203826014U (en) Semi-submersible platform floating nuclear power station
CN105976881A (en) Arrangement and method for providing an emergency supply to a nuclear installation
RU2154231C1 (en) Atomic submersible gas-transfer station
WO2010144187A1 (en) Subsea hydrocarbon recovery systems and methods
JP2012021979A (en) Aseismatic/tsunami-resistant emergency power generation facility for nuclear power plant
RU2191321C2 (en) Underwater nuclear gas-transfer station
CN111483561B (en) Modularization detachable heat supply ship
RU2419739C1 (en) Nuclear submerged gas pumping station
WO2017031564A1 (en) Underwater electric power generator system
WO2023067333A1 (en) Floating underwater pipelines - "process of tyn"
RU2388920C1 (en) Gas-pumping station on offshore platform
WO2000024004A1 (en) Unmanned seafloor power station and method of employment
US11760446B2 (en) Offshore LNG processing facility
RU2654291C1 (en) Underwater nuclear gas pumping station
CN114715360B (en) Seabed big data center attached to large offshore transformer substation and installation and maintenance process
KR20170042268A (en) Ocean Compressed Air Energy System
KR20150099931A (en) Fuel Oil Supplying System And Method