WO2013087387A1 - Wasserhebesystem und verfahren mit einem solchen system - Google Patents

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WO2013087387A1
WO2013087387A1 PCT/EP2012/073301 EP2012073301W WO2013087387A1 WO 2013087387 A1 WO2013087387 A1 WO 2013087387A1 EP 2012073301 W EP2012073301 W EP 2012073301W WO 2013087387 A1 WO2013087387 A1 WO 2013087387A1
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Thomas Heng
Benedikt Freienstein
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    • Y10T137/86139Serial
    • Y10T137/86147With single motive input

Definitions

  • the invention relates to a water lifting system, in particular fire extinguishing system for offshore installations, such as oil and / or gas production platforms, or ships or the like having a pump having a suction opening and an outflow opening, a pump turbine unit having a pump unit and a turbine unit, wherein the pump unit and the turbine unit each have a suction or inlet opening and an outflow opening, and a line connecting the outflow opening of the pump unit of the pump-turbine unit and the suction opening of the pump and a volume flow line, and a method with such a system.
  • a water lifting system in particular fire extinguishing system for offshore installations, such as oil and / or gas production platforms, or ships or the like having a pump having a suction opening and an outflow opening, a pump turbine unit having a pump unit and a turbine unit, wherein the pump unit and the turbine unit each have a suction or inlet opening and an outflow opening, and a line connecting the outflow opening of the pump unit of the pump-turbine
  • the object of the invention is to provide a reliable, space-saving, with less effort to install and at the same time with less loss afflicted water lifting system and a method for operating such a Wasserhebesys- system.
  • the volume flow comprises a first partial volume flow and a second partial volume flow, wherein a line carrying the first partial volume flow is connected to at least one water tapping point and a second partial volume flow line is connected to the inlet opening of the turbine unit of the pump turbine unit.
  • the pump-turbine unit needs to be connected with only two lines that lead from the platform or ship into the sea.
  • a fluid in particular hydraulic oil, operated hydraulic circuit for driving the pump-turbine unit, a tank filled with the fluid and a cooling device with heat exchangers or the like for cooling the fluid.
  • the turbine unit has an outflow opening, which is connected to a water reservoir or opens into the water reservoir.
  • a water reservoir placed in a container is provided on the offshore installation or the ship.
  • an outlet opening of the container is connected to the suction opening of the pump.
  • the volume flow leading line is connected to an inlet opening of the container. Furthermore, the volume flow leading line may be connected to the outlet opening of the container.
  • the outflow opening of the pump is connected to the at least one water removal point via the line carrying the first partial volume flow.
  • the outflow opening of the pump unit is connected to an intake opening of a further pumping device, preferably a high-pressure pump.
  • a further advantageous embodiment results when the outflow opening of the further pump is connected via the line leading to the second partial volume flow to the inlet opening of the turbine unit of the pump turbine unit.
  • an electric motor is expediently attached to the pump turbine unit.
  • the object of the invention is further achieved in that a first partial volume flow of a withdrawn from a water reservoir and conveyed via a line volume flow by means of a first partial flow line leading to at least one water outlet and a second partial volume flow by means of a second partial flow line leading back to the water reservoir becomes.
  • FIG. 1 is a schematic representation of an offshore platform with a water lifting device according to the invention with a pump and a pump turbine unit
  • Fig. 2 shows an offshore platform with a water lifting device according to FIG. 1 with a closed pressure vessel for a water supply
  • Fig. 3 is an offshore platform and water lifting device according to FIG. 1 with an open container for a water supply, the
  • Fig. 4 is an offshore platform with a further embodiment of the water lifting device according to the Fig. 3, the
  • Fig. 6 is an offshore platform according to the Fig. 1 with water lifting device with a
  • Fig. 7 is an offshore platform and water lifting device with a pumping device and a pump-turbine unit and the
  • FIG. 8 shows an offshore platform and water lifting device according to FIG. 1 with a motor arranged on the pump-turbine unit 6.
  • FIG. 1 schematically shows an offshore installation 1 in the embodiment of an oil and / or gas production platform with a pump 3 arranged on the offshore installation 1 and driven by a motor 2, preferably a centrifugal pump, and one, a pump unit 4 and a turbine unit 5 having pumping turbine unit 6, which is located in the sea.
  • Pump unit 4 and turbine unit 5 may be separate units or housed units be educated.
  • the pump unit 4 comprises, for example, a centrifugal pump designed as an underwater pump, and the turbine unit 5 a turbine pump operated underwater pump, preferably a multi-stage underwater pump or a multi-stage centrifugal pump.
  • the two components are preferably arranged on a shaft and / or coupled to one another via a gear.
  • the pump unit 4 has a suction port, not shown, which is below sea level, preferably in a region with little swell.
  • An outflow opening of the pump unit 4 is connected to a suction opening of the pump 3 via a first line 7, preferably a tube or a tube, which carries a volume flow Q s .
  • a second line 8 leads from an outflow opening of the pump 3 to an inlet opening of a first distribution device 9.
  • a first outlet opening of the distribution device 9 is connected via a first partial flow Q F leading third line 10 with at least one on the offshore installation 1, in the drawings, not shown, in particular fire extinguishing device, such as sprinkler system, hydrant or the like, connected.
  • a second outlet opening of the distribution device 9 is connected via a second partial volume flow Q T leading fourth line 1 1 to an inlet opening of the turbine unit 5 of the pump-turbine unit 6.
  • the volume flow Q s comprises a first partial volume flow Q F and a second partial volume flow Q T , wherein a first partial volume flow Q F leading line 1 0 with at least one water outlet and a second partial volume flow Q T leading line 1 1 with the inlet opening of the turbine unit.
  • the pump-turbine unit 6 is connected.
  • the turbine unit 5 in turn has a discharge opening which opens into a water reservoir, in particular sea, or at least connected to the water reservoir, which lies below the water level and over which the water conveyed to the turbine unit 5 is ejected into the water reservoir.
  • the preferably designed as an internal combustion engine or turbine engine 2 drives the pump 3, which is located on the platform. Via the second volume flow Q T guided through the line 11, the submerged pump flow Turbine unit 6 driven.
  • the pump-turbine unit 6 serves as a fore pump to the pump 3 and ensures the increase of the water level to the level of the pump 3 safely.
  • the pump 3 Used as a fire pump, in a fire, the pump 3 must be guided over the line 10 and required for firefighting first partial flow Q F , the required pressure level H D and the guided over the line 1 1 second partial flow Q T , which drives the turbine to Make available.
  • the second partial volume flow Q T is substantially lower than the first partial volume flow Q F for fire suppression.
  • the pump unit 4 must provide the suction height H s and the two partial volume flows Q F and Q T.
  • the turbine unit 5 must process a second partial volume flow Q T as well as the pressure level H D plus the suction height H s .
  • a multi-stage underwater pump operated as a turbine which can convert the high pressure into a rotational movement for driving the pump unit 4 is suitable.
  • a pump unit 4 are particularly well designed as single-stage volute pumps designed centrifugal pumps, which overcome the suction height H s with the high volume flow Q s and the volume flow Q s forming partial volume flows Q F and Q T , for example, for fire fighting.
  • a water supply is additionally provided on the platform, the water supply being accommodated in a container 1 2.
  • the volume flow Q s leading line 7 is connected to an inlet opening of the container 12.
  • the discharge opening the pump unit 4 of the pump-turbine unit 6 is connected directly via the volume flow Q s leading line 7 to the inlet opening at the top of the container 12, wherein the container 12 is formed in the embodiment shown in FIG. 2 as a closed pressure vessel.
  • a vent valve 13 may be disposed at the top of the container 12 or, alternatively, at one of the walls, in an area above the water level.
  • An outlet opening of the container 12 is connected to the suction port of the pump 3.
  • the outlet opening at the bottom of the container 12 via a fifth line 7a to an input of a line 7a closable first valve 14, for example, a valve or a slider connected.
  • the output of the valve 14 is connected via a sixth line 7b to the suction port of the driven by the motor 2 pump 3.
  • the discharge opening of the pump 3 is connected via the first partial volume flow Q F leading line 10 with the at least one water tapping point and via the second partial volume flow Q T leading line 1 1 with the inlet opening of the turbine unit 5 of the pump turbine unit 6.
  • the line 8 leads from the outflow opening of the pump 3 to the inlet opening of the distribution device 9.
  • the first outlet opening of the distribution device 9 is connected to an input of a second valve 15 by means of a first partial flow Q F leading seventh line 10a.
  • the output of the valve 15 is fluidly connected to the at least one water removal point, not shown.
  • the second outlet opening of the distribution device 9 is connected via the second partial volume flow Q T leading line 1 1 to the inlet opening of the turbine unit 5 of the pump turbine unit 6.
  • the valve 14 is opened on the container 12 and the pump 3 started.
  • the vent valve 13 attached to the container 12 allows air to flow into the container 12.
  • the armature 15 is initially closed when starting the pump 3, so the water flows via the lines 8 and 1 1 and the turbine unit 5 into the sea and thereby drives the pump-turbine unit 6 at.
  • the pump unit 4 of the pump-turbine unit 6 thereby sucks in seawater and promotes dert it into the container 12. If the container 12 has reached the required filling level for restarting the system by means of the power supply through the turbine unit 5, the valve 1 5 is opened and the vent valve 13 is closed.
  • vent valve 13 must be designed so that it prevents a vacuum in the container 12 when starting the pump 3 and closes pressure-tight during operation of the system, the container 12 pressure-tight.
  • the vent valve 1 3 can be omitted. It must be ensured that the water level in the container 12 is not above the level in the pump 3. Thus, the water can not flow out of the container 1 2 through the pump 3 and the turbine unit 5 into the open or sea. This ensures that there is enough water to restart the system after a shutdown.
  • FIG. 1 Another embodiment for starting the system is shown in FIG.
  • the distribution device 9 which connects the pump 3 via the lines 8 and 10 with the water tapping points and via the line 1 1 with the turbine unit 5 of the pump turbine unit 6
  • a second distribution device 1 6 is provided, the inlet opening via the volume flow Q s leading line 7 is connected to the outflow opening of the pump unit 4 of the pump-turbine unit 6.
  • an eighth line 7 c one of the outlet openings of the distribution device 16 is connected to an input of a third fitting 17.
  • An outlet of the fitting 17 is fluidically connected to the inlet opening of the container 12 with a ninth conduit 7d.
  • the volume flow Q s leading line 7 is connected to the outlet opening of the container 12.
  • the inlet opening is provided on one of the walls of the container 1 2, in an area located below the water level.
  • the container 1 2 shown here is a container which is wholly or partly open at its top or a container with an opening which connects the interior of the container 12 to the external environment.
  • the outlet opening at the bottom of the container 12 is connected via the line 7 a to the input of the valve 14.
  • the output of the valve 14 is via the line 7b to a first input port of a third distribution device 1 8 connected.
  • An outlet opening of the distribution device 18 is fluidically connected to the suction opening of the pump 3 via a tenth line 7e.
  • a second input opening of the distribution device 18 is connected by means of an eleventh line 7f to an outlet opening of a fourth valve 19, whose inlet opening is in turn connected via a twelfth line 7g to an outlet opening of the distribution device 16.
  • the distribution device 16 is connected to the distribution device 18 via a wiring harness comprising the lines 7a, 7b, 7c and 7d and a wiring harness comprising the lines 7f and 7g.
  • a vent line 7h is provided, which is connected to a vent valve 20. The connection of the discharge opening of the pump 3 takes place in the same manner as described in FIG. 2.
  • the armatures 1 5, 17, 19 must first be closed and the valve 14 and the venting valve 20 opened or opened.
  • the closed valve 17 prevents leakage of water from the container 12, due to differences in level of container 12 and the pump unit 4.
  • the pump unit 4 of the pump-turbine unit 6 delivers water into the conduit 7 until the air present in it can escape from the venting valve 20.
  • the vent valve 20 is closed and the valve 17 is opened.
  • the pumped by the pump unit 4 water is conveyed via the lines 7, 7 c and 7 d in the container 12.
  • valves 14 and 17 are closed and the valves 15 and 19 are opened.
  • the fitting 14 prevents the escape of water from the container 12 and the fitting 19 allows the feeding of the pump 3 by the pump unit 4 of the pump-turbine unit. 6
  • the fitting 17 is designed as a non-return valve, for example as a non-return valve, then the valve 17 shown in FIG. opening of the distribution device 16 fluidly connected vent line 7h and the vent valve 20 are dispensed with. Trained as a check valve fitting 17 prevents leakage of water due to differences in level of container 1 2 and the pump unit 4 of the pump-turbine unit 6, and also allows the air in the system to escape through the open container 12.
  • the faucets 15 and 19 are closed.
  • the armature 14 is opened and via the lines 7a, 7b and 7e, the water flows from the container 12 into the pump 3 connected to the distribution device 18 and from there via the lines 8 and 11 and the turbine unit 5 into the sea.
  • the pump unit 4 of the pump-turbine unit 6 conveys the water taken from the sea via the lines 7, 7c and 7d in the container 12.
  • the valve 14 is closed to the Leave water in the container 12 and the valves 15 and 19 are opened to feed the pump 3 via the pump unit 4 and the lines 7, 7g, 7f and 7e with the water taken from the pump unit 4 from the sea and one or more water taps to supply with the required amount of water. If, as shown in FIG. 5, the inlet into the container 1 2, which is wholly or partly open at the top, is in a region above the water level, it is ensured that the air in the system escapes and, despite the given level differences, none Water from the container 12 through the pump unit 4 of the pump-turbine unit 6, due to the differences in level can escape.
  • valve 1 7, vent line 7h and vent valve 20 can be omitted.
  • the conduit 7c is connected at one end to an outlet opening of the distribution device 16 and ends at the other end in a region above the water level of the container 12.
  • the connection of the lines 7a, 7b, 7e, 7f and 7g and the valve 19 is analogous to the embodiment shown in FIG. 3.
  • the valves 1 5 and 19 are closed and the valve 14 is opened.
  • the water flows from the container 12 in the connected to the distribution device 18 pump 3 and from there via the lines 8 and 1 1 and the turbine unit 5 into the sea.
  • the pump unit 4 of the pump-turbine unit 6 delivers water via the lines 7 and 7c in the container 1 2 until it has reached the defined level for restarting the system. Thereafter, the valve 14 is closed, so that no more water can be conveyed out of the container.
  • the valves 15 and 19 are opened in order to feed the pump 3 via the pump unit 4, the lines 7, 7g, 7f and 7e with the water taken from the sea by the pump unit 4, so that the required first one at the water tapping points Partial volume flow Q F is ready.
  • 3 to 5 are shown with an open at its top container 12, which may alternatively be formed as a closed container according to FIG. 1.
  • Fig. 6 shows another embodiment of the invention.
  • the discharge opening of the pump unit 4 is connected to a suction opening of a pumping device 21, preferably a high-pressure pump.
  • the outflow opening of the pump unit 4 of the pump-turbine unit 6 is connected via the volume flow Q s leading line 7 to the inlet opening of the distribution device 18.
  • the first outlet opening of the distribution device 18 leads via the line 7e to the suction port of the pump 3.
  • the outflow opening of the pump 3 is connected via the first partial volume flow Q F leading line 10 to the at least one water tapping point.
  • the second outlet opening of the distribution device 18 is connected via a thirteenth line 1 1 a to an intake opening of the pumping device 21.
  • An outflow opening of the pumping device 21 is connected via the second partial volume flow Qr leading line 1 1 with the inlet opening of the turbine unit 5 of the pump-turbine unit 6. While in FIGS. 1 to 5 the outflow opening of the pump 3 is connected via the distribution device 9, ie indirectly, to the inlet opening of the turbine unit 5, in this exemplary embodiment the outflow opening of the pumping device is connected directly to the turbine unit.
  • the feed water for the pumping device 21 is thus as a partial flow of the Pump unit 4 of the pump-turbine unit 6 taken.
  • the pumping device 21 generally has a lower flow rate than the pump 3 and conveys the second partial volume flow Q T for driving the turbine unit 5.
  • the pumping device 21 is preferably driven by means of the existing motor 2. Alternatively, another drive device for the pumping device 21 may be provided.
  • the pump device 21 built into the line 11 and driven by the engine 2 is provided on the platform.
  • the outflow opening of the pump unit 4 is connected via the volume flow Qs leading line 7 to the inlet opening of the distribution device 18.
  • the first outlet opening of the distribution device 18 is connected via the first partial volume flow Q F leading line 1 0 to the at least one water tapping point, not shown.
  • the second outlet opening of the distribution device 18 is connected to the suction opening of the pump device 21 via the line 11a leading to the second partial volume flow Q T.
  • the pumping device 21 on the platform thus receives its feedwater from the pump unit 4 of the pump-turbine unit 6.
  • the pump unit 4 of the pump-turbine unit 6 takes on the task of the pump 3 shown in FIGS. 1 to 6 and thus provides the required first partial volume flow Q F for the at least one water tapping point, for example for fire fighting, the required pressure height H D plus the suction height H s and the second partial volume flow Q T for feeding the pump-turbine unit 6 available.
  • the design of the water lifting system according to FIGS. 6 and 7 with a water supply substantially corresponds to the possibilities described with reference to FIGS. 1 to 5 and illustrated in the corresponding figures.
  • the container 12 is placed on the offshore installation 1, wherein an outlet opening of the container 12 with the suction opening of the pump 3 and / or the suction opening of the pumping device 21 and an inlet opening container 12 is connected to the outflow opening of the pump unit 4 of the pump-turbine unit 6.
  • the pump-turbine unit 6 Since the pump-turbine unit 6 dwells permanently in sea water with high salt content, it must be protected against stalling of the rotor.
  • an electric motor 22 are attached to the pump turbine unit 6, which can rotate it at regular intervals. In this case, a slow rotational movement is sufficient without that the pump unit 4 promotes water.
  • an electric motor with a high number of poles is used. This avoids the use of a gearbox.
  • the electric motor must also be designed for the rotational speeds during operation of the pump-turbine unit 6.
  • the entire system could be started up at regular intervals. This could be used to check the function and prevent the unit from being stuck.
  • FIGS. 1 to 8 schematically show an offshore installation on the basis of which construction and mode of operation of the water lifting system according to the invention have been discussed.
  • the water lifting system according to the invention can also be used on a ship or the like.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Wasserhebesystem, insbesondere Feuerlöschanlage für Offshore-Anlagen, wie Öl- und/oder Gasförderplattformen, oder Schiffe oder dergleichen mit einer eine Ansaugöffnung und eine Ausströmöffnung aufweisende Pumpe (3), einem eine Pumpeneinheit (4) und eine Turbineneinheit (5) aufweisendes Pumpen-Turbinenaggregat (6), wobei Pumpeneinheit (4) und Turbineneinheit (5) jeweils eine Ansaug- oder Eingangsöffnung und eine Ausströmöffnung aufweisen, und einer die Ausströmöffnung der Pumpeneinheit (4) des Pumpen-Turbinenaggregats und die Ansäugöffnung der Pumpe (3) verbindende und einen Volumenstrom (QS) führende Leitung (7). Erfindungsgemäß umfasst der Volumenstrom (QS) einen ersten Teilvolumenstrom (QF) und einen zweiten Teilvolumenstrom (QT), wobei eine den ersten Teilvolumenstrom (QF) führende Leitung (10) mit wenigstens einer Wasserentnahmestelle und eine den zweiten Teilvolumenstrom (QT) führende Leitung (11) mit der Eingangsöffnung der Turbineneinheit (5) des Pumpen-Turbinenaggregats (6) verbunden ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren mit einem solchen System.

Description

Beschreibung
Wasserhebesystem und Verfahren mit einem solchen System
Die Erfindung betrifft ein Wasserhebesystem, insbesondere Feuerlöschanlage für Off- shore-Anlagen, wie Öl- und/oder Gasförderplattformen, oder Schiffe oder dergleichen mit einer eine Ansaugöffnung und eine Ausströmöffnung aufweisende Pumpe, einem eine Pumpeneinheit und eine Turbineneinheit aufweisendes Pumpen-Turbinen- aggregat, wobei Pumpeneinheit und Turbineneinheit jeweils eine Ansaug- oder Eingangsöffnung und eine Ausströmöffnung aufweisen, und einer die Ausströmöffnung der Pumpeneinheit des Pumpen-Turbinenaggregats und die Ansaugöffnung der Pumpe verbindende und einen Volumenstrom führende Leitung, sowie ein Verfahren mit einem solchen System.
Aus der DE 643 151 A ist eine Einrichtung zum Anlassen von Pumpen für Feuerlösch- und ähnliche Zwecke bekannt, bei denen es große Saughöhen zu überwinden gilt. Da die für die Feuerlöschzwecke verwendete Pumpe bei großen Saughöhen das benötigte Wasser alleine nicht ansaugen kann, ist die Pumpe über eine Leitung mit einer in einem Löschbecken oder dergleichen angeordneten Hilfspumpe verbunden, die durch eine Flüssigkeits- oder Luftturbine angetrieben wird, deren Treibmittel von einer besonderen Treibmittelpumpe geliefert wird. Über zwei Leitungen ist die Turbine mit der Treibmittelpumpe verbunden. Nachteilig dabei ist, dass Vorkehrungen getroffen werden müssen, die mögliche Leckageverluste im Treibmittelkreis wieder ausgleichen können. Da das Treibmittel in einem geschlossenen Kreislauf von der Treibmittelpumpe zur Turbine und wieder zurück gepumpt wird, wird das Treibmittel ständig weiter erwärmt und muss gekühlt werden, da sonst Teile der Anlage schaden nehmen können. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein zuverlässiges, Bauraum sparendes, mit weniger Aufwand zu montierendes und gleichzeitig mit weniger Verlusten behaftetes Wasserhebesystem und ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Wasserhebesys- tems zu schaffen.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Volumenstrom einen ersten Teilvolumenstrom und einen zweiten Teilvolumenstrom umfasst, wobei eine den ersten Teilvolumenstrom führende Leitung mit wenigstens einer Wasserentnahmestelle und eine den zweiten Teilvolumenstrom führende Leitung mit der Eingangsöffnung der Turbineneinheit des Pumpen-Turbinenaggregats verbunden ist.
Dadurch braucht das Pumpen-Turbinenaggregat mit nur zwei Leitungen verbunden zu werden, die von der Plattform oder vom Schiff ins Meer führen. Zudem kann auf einen mit einem Fluid, insbesondere Hydrauliköl, betriebenen Hydraulikkreis zum Antreiben des Pumpen-Turbinenaggregats, einen mit dem Fluid gefüllten Tank und eine Kühlvorrichtung mit Wärmetauschern oder dergleichen zum Kühlen des Fluids verzichtet werden. Nach einer Ausgestaltung weist die Turbineneinheit eine Ausströmöffnung auf, die mit einem Wasserreservoir verbunden ist oder in das Wasserreservoir mündet.
Um die Betriebssicherheit beim Anfahren des Wasserhebesystems zu erhöhen, ist auf der Offshore-Anlage oder dem Schiff ein in einem Behälter untergebrachter Wasservor- rat vorgesehen.
Erfindungsgemäß ist eine Ausgangsöffnung des Behälters mit der Ansaugöffnung der Pumpe verbunden. Nach einer weiteren Ausgestaltung ist die den Volumenstrom führende Leitung mit einer Eingangsöffnung des Behälters verbunden. Ferner kann die den Volumenstrom führende Leitung mit der Ausgangsöffnung des Behälters verbunden sein.
Zweckmäßigerweise ist die Ausströmöffnung der Pumpe über die den ersten Teilvolu- menstrom führende Leitung mit der wenigstens einen Wasserentnahmestelle verbunden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass über die den zweiten Teilvolumenstrom führende Leitung mit der Eingangsöffnung der Turbineneinheit des Pum- pen-Turbinenaggregats verbunden ist.
Bei einer alternativen Ausführungsform ist die Ausströmöffnung der Pumpeneinheit mit einer Ansaugöffnung einer weiteren Pumpeinrichtung, vorzugsweise eine Hochdruckpumpe, verbunden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich, wenn die Ausströmöffnung der weiteren Pumpe über die den zweiten Teilvolumenstrom führende Leitung mit der Eingangsöffnung der Turbineneinheit des Pumpen-Turbinenaggregats verbunden ist. Um das dauerhaft im salzhaltigen Meerwasser verweilende Pumpen-Turbinenaggregat gegen Festsetzen und Blockade zu schützen, ist zweckmäßigerweise ein Elektromotor an das Pumpen-Turbinenaggregat angebracht.
Die Aufgabe der Erfindung wird ferner dadurch gelöst, dass ein erster Teilvolumenstrom eines aus einem Wasserreservoir entnommenen und über eine Leitung geförderten Volumenstroms mittels einer den ersten Teilvolumenstrom führenden Leitung zu wenigstens einer Wasserentnahmestelle und ein zweiter Teilvolumenstrom mittels einer den zweiten Teilvolumenstrom führenden Leitung zurück zum Wasserreservoir gefördert wird.
Anhand von Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen die Fig. 1 die schematische Darstellung einer Off shore- Plattform mit einer erfindungsgemäßen Wasserhebeeinrichtung mit einer Pumpe und einem Pumpen- Turbinenaggregat, die Fig. 2 eine Offshore-Plattform mit einer Wasserhebeeinrichtung gemäß der Fig. 1 mit einem geschlossenen Druckbehälter für einen Wasservorrat, die
Fig. 3 eine Offshore-Plattform und Wasserhebeeinrichtung gemäß der Fig. 1 mit einem offenen Behälter für einen Wasservorrat, die
Fig. 4 eine Offshore-Plattform mit einer weiteren Ausführungsform der Wasserhebeeinrichtung gemäß der Fig. 3, die
Fig. 5 eine Offshore-Plattform mit einer weiteren Ausführungsform der Wasserhebe- einrichtung gemäß der Fig. 3, die
Fig. 6 eine Offshore-Plattform gemäß der Fig. 1 mit Wasserhebeeinrichtung mit einer
Pumpe, einem Pumpen-Turbinenaggregat und einer zusätzlichen Pumpeinrichtung, die
Fig. 7 eine Offshore-Plattform und Wasserhebeeinrichtung mit einer Pumpeinrichtung und einem Pumpen-Turbinenaggregat und die
Fig. 8 eine Offshore-Plattform und Wasserhebeeinrichtung gemäß der Fig. 1 mit ei- nem an dem Pumpen-Turbinenaggregat 6 angeordneten Motor.
Die Fig.1 zeigt schematisch eine Offshore-Anlage 1 in der Ausführungsform einer Ol- und/oder Gasförderplattform mit einer auf der Offshore-Anlage 1 angeordneten und über einen Motor 2 angetriebenen Pumpe 3, vorzugsweise eine Kreiselpumpe, und einem, eine Pumpeneinheit 4 und eine Turbineneinheit 5 aufweisendes Pumpen- Turbinenaggregat 6, das sich im Meer befindet. Pumpeneinheit 4 und Turbineneinheit 5 können als getrennte Einheiten oder als in einem Gehäuse untergebrachte Einheiten ausgebildet sein. Die Pumpeneinheit 4 umfasst beispielsweise eine als Unterwasserpumpe ausgebildete Kreiselpumpe, und die Turbineneinheit 5 eine als Turbine betriebene Unterwasserpumpe, vorzugsweise eine mehrstufige Unterwasserpumpe bzw. eine mehrstufige Kreiselpumpe. Die beiden Komponenten sind vorzugsweise auf einer Welle angeordnet und/oder über ein Getriebe miteinander gekoppelt.
Die Pumpeneinheit 4 weist eine nicht näher dargestellte Ansaugöffnung auf, die unterhalb des Meeresspiegels, vorzugsweise in einem Bereich mit wenig Wellengang, liegt. Eine Ausströmöffnung der Pumpeneinheit 4 ist über eine erste Leitung 7, vorzugsweise ein Rohr oder ein Schlauch, die einen Volumenstrom Qs führt, mit einer Ansaugöffnung der Pumpe 3 verbunden. Eine zweite Leitung 8 führt von einer Ausströmöffnung der Pumpe 3 zu einer Eingangsöffnung einer ersten Verteilungseinrichtung 9. Eine erste Ausgangsöffnung der Verteilungseinrichtung 9 ist über eine einen ersten Teilvolumenstrom QF führende dritte Leitung 10 mit wenigstens einer auf der Offshore-Anlage 1 an- geordneten, in den Zeichnungen nicht dargestellten Wasserentnahmestelle, insbesondere Feuerlöschvorrichtung, beispielsweise Sprinkleranlage, Hydrant oder dergleichen, verbunden. Eine zweite Ausgangsöffnung der Verteilungseinrichtung 9 ist über eine einen zweiten Teilvolumenstrom QT führende vierte Leitung 1 1 an eine Eingangsöffnung der Turbineneinheit 5 des Pumpen-Turbinenaggregats 6 angeschlossen. Somit umfasst der Volumenstrom Qs einen ersten Teilvolumenstrom QF und einen zweiten Teilvolumenstrom QT, wobei eine den ersten Teilvolumenstrom QF führende Leitung 1 0 mit wenigstens einer Wasserentnahmestelle und eine den zweiten Teilvolumenstrom QT führende Leitung 1 1 mit der Eingangsöffnung der Turbineneinheit 5 des Pumpen- Turbinenaggregats 6 verbunden ist. Die Turbineneinheit 5 weist wiederum eine in ein Wasserreservoir, insbesondere Meer, mündende oder wenigstens mit dem Wasserreservoir verbundene Ausströmöffnung auf, die unterhalb des Wasserspiegels liegt und über die das zur Turbineneinheit 5 geförderte Wasser ins Wasserreservoir ausgestoßen wird. Der vorzugsweise als Verbrennungsmotor oder Turbine ausgebildete Motor 2 treibt die Pumpe 3 an, welche sich auf der Plattform befindet. Über den durch die Leitung 1 1 geführten zweiten Volumenstrom QT wird das unter Wasser befindliche Pumpen- Turbinenaggregat 6 angetrieben. Das Pumpen-Turbinenaggregat 6 dient als Vorpumpe zur Pumpe 3 und stellt die Anhebung des Wasserstandes auf das Niveau der Pumpe 3 sicher. Als Löschpumpe verwendet, muss bei einem Brand die Pumpe 3 den über die Leitung 10 geführten und zur Brandbekämpfung benötigten ersten Teilvolumenstrom QF, die benötigte Druckhöhe HD sowie den über die Leitung 1 1 geführten zweiten Teilvolumenstrom QT, welcher die Turbine antreibt, zur Verfügung stellen. Dabei ist der zweite Teilvolumenstrom QT wesentlich geringer als der erste Teilvolumenstrom QF zur Brandbe- kämpfung. Die Pumpeneinheit 4 muss die Saughöhe Hs sowie die beiden Teilvolumenströme QF und QT erbringen.
Die Turbineneinheit 5 muss demnach einen zweiten Teilvolumenstrom QT sowie die Druckhöhe HD plus die Saughöhe Hs verarbeiten. Dazu ist, wie vorstehend erwähnt, insbesondere eine als Turbine betriebene mehrstufige Unterwasserpumpe geeignet, die den hohen Druck in eine Drehbewegung zum Antrieb der Pumpeneinheit 4 umwandeln kann. Als Pumpeneinheit 4 eignen sich besonders gut als einstufige Spiralgehäusepumpen gestaltete Kreiselpumpen, welche die Saughöhe Hs mit dem hohen Volumenstrom Qs bzw. den den Volumenstrom Qs bildenden Teilvolumenströmen QF und QT, beispielsweise zur Brandbekämpfung, überwinden.
Somit wird also ein erster Teilvolumenstrom QF des aus dem Wasserreservoir entnommenen und über die Leitung 7 geförderten Volumenstroms Qs mittels der den ersten Teilvolumenstrom QF führenden Leitung 10 zu wenigstens einer Wasserentnahmestelle und der zweite Teilvolumenstrom QT mittels der den zweiten Teilvolumenstrom QT führenden Leitung 1 1 zurück zum Wasserreservoir gefördert.
Die in der Fig. 2 dargestellte Ausführungsform entspricht weitgehend dem in der Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel. Um die Betriebssicherheit des Systems weiter zu erhö- hen, ist auf der Plattform zusätzlich ein Wasservorrat vorgesehen, wobei der Wasservorrat in einem Behälter 1 2 untergebracht ist. Die den Volumenstrom Qs führende Leitung 7 ist mit einer Eingangsöffnung des Behälters 12 verbunden. Die Ausströmöffnung der Pumpeneinheit 4 des Pumpen-Turbinenaggregats 6 ist direkt über die den Volumenstrom Qs führende Leitung 7 an die Eingangsöffnung an der Oberseite des Behälters 12 angeschlossen, wobei der Behälter 12 bei dem in der Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel als geschlossener Druckbehälter ausgebildet ist. Bei Bedarf kann an der Oberseite des Behälters 12 oder alternativ an einer der Wände, in einem Bereich, der über dem Wasserpegel liegt, ein Entlüftungsventil 13 angeordnet sein. Eine Ausgangsöffnung des Behälters 12 ist mit der Ansaugöffnung der Pumpe 3 verbunden. Dazu ist die Ausgangsöffnung am Boden des Behälters 12 über eine fünfte Leitung 7a an einen Eingang einer die Leitung 7a verschließbaren ersten Armatur 14, beispielsweise ein Ventil oder ein Schieber, angeschlossen. Der Ausgang der Armatur 14 ist über eine sechste Leitung 7b an die Ansaugöffnung der mittels des Motors 2 angetriebenen Pumpe 3 angeschlossen. Die Ausströmöffnung der Pumpe 3 ist über die den ersten Teilvolumenstrom QF führende Leitung 10 mit der wenigstens einen Wasserentnahmestelle und über die den zweiten Teilvolumenstrom QT führende Leitung 1 1 mit der Eingangs- Öffnung der Turbineneinheit 5 des Pumpen-Turbinenaggregats 6 verbunden. Die Leitung 8 führt von der Ausströmöffnung der Pumpe 3 zu der Eingangsöffnung der Verteilungseinrichtung 9. Die erste Ausgangsöffnung der Verteilungseinrichtung 9 ist mittels einer den ersten Teilvolumenstrom QF führenden siebten Leitung 10a an einen Eingang einer zweiten Armatur 15 angeschlossen. Über die den ersten Teilvolumenstrom QF führende Leitung 1 0 ist der Ausgang der Armatur 15 mit der wenigstens einen nicht dargestellten Wasserentnahmestelle fluidisch verbunden. Die zweite Ausgangsöffnung der Verteilungseinrichtung 9 ist über die den zweiten Teilvolumenstrom QT führende Leitung 1 1 an die Eingangsöffnung der Turbineneinheit 5 des Pumpen- Turbinenaggregats 6 angeschlossen.
Zum Anfahren des Systems wird am Behälter 12 die Armatur 14 geöffnet und die Pumpe 3 angefahren. Das am Behälter 12 angebrachte Entlüftungsventil 13 lässt Luft in den Behälter 12 strömen. Somit kann das Wasser aus dem Behälter 12 über die Leitungen 7a und 7b in die Pumpe 3 strömen. Die Armatur 15 ist beim Anfahren der Pumpe 3 zu- nächst geschlossen, so strömt das Wasser über die Leitungen 8 und 1 1 und die Turbineneinheit 5 ins Meer und treibt dabei das Pumpen-Turbinenaggregat 6 an. Die Pumpeneinheit 4 des Pumpen-Turbinenaggregats 6 saugt dadurch Meerwasser an und för- dert es in den Behälter 12. Hat der Behälter 12 das benötigte Füllniveau zum erneuten Anfahren des Systems mittels der Speisung durch die Turbineneinheit 5 erreicht, wird die Armatur 1 5 geöffnet und das Entlüftungsventil 13 geschlossen. An der bzw. den Wasserentnahmestellen steht nun die maximale von der Pumpeneinheit 4 und der Pumpe 3 geförderte Wassermenge zur Verfügung. Das Entlüftungsventil 13 muss so ausgeführt sein, dass es beim Anfahren der Pumpe 3 ein Vakuum im Behälter 12 verhindert und bei Druckanstieg während des Betriebes des Systems den Behälter 12 druckdicht verschließt. Alternativ kann das Entlüftungsventil 1 3 weggelassen werden. Dazu ist sicherzustellen, dass das Wasserniveau im Behälter 12 nicht über dem Niveau in der Pumpe 3 liegt. Damit kann das Wasser nicht aus dem Behälter 1 2 durch die Pumpe 3 und die Turbineneinheit 5 ins Freie bzw. Meer strömen. Somit ist sichergestellt, dass genug Wasser zum wiederholten Anfahren des Systems nach einem Stillstand vorhanden ist.
Eine weitere Ausführungsform zum Anfahren des Systems ist in der Fig. 3 dargestellt. Zusätzlich zur Verteilungseinrichtung 9, welche die Pumpe 3 über die Leitungen 8 und 10 mit den Wasserentnahmestellen und über die Leitung 1 1 mit der Turbineneinheit 5 der Pumpen-Turbinenaggregat 6 verbindet, ist eine zweite Verteilungseinrichtung 1 6 vorgesehen, deren Eingangsöffnung über die den Volumenstrom Qs führende Leitung 7 an die Ausströmöffnung der Pumpeneinheit 4 des Pumpen-Turbinenaggregats 6 angeschlossen ist. Über eine achte Leitung 7c ist einer der Ausgangsöffnungen der Verteilungseinrichtung 16 mit einem Eingang einer dritten Armatur 17 verbunden. Ein Ausgang der Armatur 17 ist mit einer neunten Leitung 7d mit der Eingangsöffnung des Be- hälters 12 fluidisch verbunden. Dadurch ist die den Volumenstrom Qs führende Leitung 7 mit der Ausgangsöffnung des Behälters 12 verbunden. Die Eingangsöffnung ist an einer der Wände des Behälters 1 2, in einem Bereich der sich unterhalb des Wasserpegels befindet, vorgesehen. Bei dem hier gezeigten Behälter 1 2 handelt es sich um einen an seiner Oberseite ganz oder teilweise offenen Behälter oder um einen Behälter mit einer Öffnung, die das Innere des Behälters 12 mit der äußeren Umgebung verbindet. Die Ausgangsöffnung am Boden des Behälters 12 ist über die Leitung 7a mit dem Eingang der Armatur 14 verbunden. Der Ausgang der Armatur 14 ist über die Leitung 7b an eine erste Eingangsöffnung einer dritten Verteilungseinrichtung 1 8 angeschlossen. Eine Ausgangsöffnung der Verteilungseinrichtung 1 8 ist mit der Ansaugöffnung der Pumpe 3 über eine zehnte Leitung 7e strömungstechnisch verbunden. Eine zweite Eingangsöffnung der Verteilungseinrichtung 18 ist mittels einer elften Leitung 7f an eine Ausgangsöffnung einer vierten Armatur 19 angeschlossen, deren Eingangsöffnung wiederum über eine zwölfte Leitung 7g mit einer Ausgangsöffnung der Verteilungseinrichtung 16 verbunden ist. Somit ist die Verteilungseinrichtung 16 mit der Verteilungseinrichtung 18 über einen Leitungsstrang, der die Leitungen 7a, 7b, 7c und 7d umfasst, und einen Leitungsstrang, der die Leitungen 7f und 7g umfasst, verbunden. An einem weiteren Ausgang der Verteilungseinrichtung 16 ist eine Entlüftungsleitung 7h vorgesehen, die an ein Entlüftungsventil 20 angeschlossen ist. Das Anschließen der Ausströmöffnung der Pumpe 3 erfolgt auf die gleiche Weise, wie bei Fig. 2 beschrieben.
Zum Anfahren des Systems mit dem offenen Behälter 1 2 müssen zunächst die Armatu- ren 1 5, 17, 19 geschlossen und Armatur 14 und Entlüftungsventil 20 geöffnet werden bzw. geöffnet sein. Die geschlossene Armatur 17 verhindert ein Entweichen des Wassers aus dem Behälter 12, bedingt durch Niveauunterschiede von Behälter 12 und der Pumpeneinheit 4. Über die Leitungen 7a, 7b und 7e strömt das Wasser in die Pumpe 3 und von dort über die Leitungen 8 und 1 1 sowie die Turbineneinheit 5 ins Meer. Die Pumpeneinheit 4 des Pumpen-Turbinenaggregats 6 fördert Wasser in die Leitung 7 bis die in dieser vorhandene Luft aus dem Entlüftungsventil 20 entweichen kann. Sobald an dem Entlüftungsventil 20 Wasser angelangt, wird das Entlüftungsventil 20 geschlossen und die Armatur 17 geöffnet. Das von der Pumpeneinheit 4 geförderte Wasser wird über die Leitungen 7, 7c und 7d in den Behälter 12 gefördert. Hat der Behälter 1 2 das definierte Füllniveau zum erneuten Anfahren des Systems erreicht, werden die Armaturen 14 und 17 geschlossen und die Armaturen 15 und 19 werden geöffnet. Die Armatur 14 verhindert das Entweichen des Wassers aus dem Behälter 12 und die Armatur 19 ermöglicht das Speisen der Pumpe 3 durch die Pumpeneinheit 4 des Pumpen- Turbinenaggregats 6.
Wird, wie in der Fig. 4 gezeigt, die Armatur 17 als Rückschlagventil, beispielsweise als eine Rückschlagklappe, ausgebildet, kann auf die in der Fig. 3 gezeigte, mit einer Aus- gangsöffnung der Verteilungseinrichtung 16 fluidisch verbundene Entlüftungsleitung 7h und das Entlüftungsventil 20 verzichtet werden. Die als Rückschlagventil ausgebildete Armatur 17 verhindert ein Entweichen des Wassers, bedingt durch Niveauunterschiede von Behälter 1 2 und der Pumpeneinheit 4 des Pumpen-Turbinenaggregats 6, und lässt zudem die sich im System befindliche Luft über den offenen Behälter 12 entweichen.
Zum Anfahren des Systems, das hei ßt, wenn die Pumpe 3 gestartet wird, sind die Armaturen 15 und 19 geschlossen. Die Armatur 14 wird geöffnet und über die Leitungen 7a, 7b und 7e strömt das Wasser aus dem Behälter 12 in die an die Verteilungseinrich- tung 18 angeschlossene Pumpe 3 und von dort über die Leitungen 8 und 1 1 sowie die Turbineneinheit 5 ins Meer. Die Pumpeneinheit 4 des Pumpen-Turbinenaggregats 6 fördert das dem Meer entnommene Wasser über die Leitungen 7, 7c und 7d in den Behälter 12. Hat der Behälter 12 sein definiertes Füllniveau zum erneuten Anfahren des Systems wieder erreicht, wird die Armatur 14 geschlossen, um das Wasser im Behälter 12 zu belassen und die Armaturen 15 und 19 geöffnet, um die Pumpe 3 über die Pumpeneinheit 4 und die Leitungen 7, 7g, 7f und 7e mit dem von der Pumpeneinheit 4 aus dem Meer entnommenen Wasser zu speisen und eine oder mehrere Wasserentnahmestellen mit der geforderten Wassermenge zu versorgen. Erfolgt, wie in der Fig. 5 gezeigt, der Zulauf in den an der Oberseite ganz oder teilweise offenen Behälter 1 2 in einem Bereich oberhalb des Wasserpegels, wird sichergestellt, dass die sich im System befindliche Luft entweichen und trotz der gegebenen Niveau- Unterschiede kein Wasser aus dem Behälter 12 durch die Pumpeneinheit 4 des Pumpen-Turbinenaggregats 6, bedingt durch die Niveauunterschiede entweichen kann. Der Aufbau vereinfacht sich dahingehend, dass auch hier auf die in der Fig. 3 gezeigten Bauteile Armatur 1 7, Entlüftungsleitung 7h und Entlüftungsventil 20 verzichtet werden kann. Die Leitung 7c ist mit einem Ende an eine Ausgangsöffnung der Verteilungseinrichtung 16 angeschlossen und endet mit dem anderen Ende in einem Bereich oberhalb des Wasserpegels des Behälters 12. Der Anschluss der Leitungen 7a, 7b, 7e, 7f und 7g sowie der Armatur 19 erfolgt analog zu dem in der Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel. Beim Anfahren der Pumpe 3 sind die Armaturen 1 5 und 19 geschlossen und die Armatur 14 geöffnet. Über die Leitungen 7a, 7b und 7e strömt das Wasser aus dem Behälter 12 in die mit der Verteilungseinrichtung 18 verbundene Pumpe 3 und von dort über die Leitungen 8 und 1 1 sowie die Turbineneinheit 5 ins Meer. Die Pumpeneinheit 4 des Pumpen-Turbinenaggregats 6 fördert Wasser über die Leitungen 7 und 7c in den Behälter 1 2, bis dieser den definierten Füllstand zum erneuten Anfahren des Systems erreicht hat. Danach wird die Armatur 14 geschlossen, damit kein Wasser mehr aus dem Behälter gefördert werden kann. Die Armaturen 15 und 1 9 werden geöffnet, um die Pumpe 3 über die Pumpeneinheit 4, die Leitungen 7, 7g, 7f und 7e mit dem von der Pumpenein- heit 4 aus dem Meer entnommenen Wasser zu speisen, damit an den Wasserentnahmestellen der erforderliche erste Teilvolumenstrom QF bereitsteht.
Die Fig. 3 bis 5 sind mit einem an seiner Oberseite offenen Behälter 12 dargestellt, der alternativ, gemäß Fig. 1 , als geschlossener Behälter ausgebildet sein kann.
Die Fig. 6 zeigt ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel. Die Ausströmöffnung der Pumpeneinheit 4 ist mit einer Ansaugöffnung einer Pumpeinrichtung 21 , vorzugsweise eine Hochdruckpumpe, verbunden. Die Ausströmöffnung der Pumpeneinheit 4 des Pumpen-Turbinenaggregats 6 ist dabei über die den Volumenstrom Qs führende Leitung 7 an die Eingangsöffnung der Verteilungseinrichtung 18 angeschlossen. Die erste Ausgangsöffnung der Verteilungseinrichtung 18 führt über die Leitung 7e zur Ansaugöffnung der Pumpe 3. Die Ausströmöffnung der Pumpe 3 ist über die den ersten Teilvolumenstrom QF führende Leitung 10 an die wenigstens eine Wasserentnahmestelle angeschlossen. Die zweite Ausgangsöffnung der Verteilungseinrichtung 18 ist über eine dreizehnte Leitung 1 1 a an eine Ansaugöffnung der Pumpeinrichtung 21 angeschlossen. Eine Ausströmöffnung der Pumpeinrichtung 21 ist über die den zweiten Teilvolumenstrom Qr führende Leitung 1 1 mit der Eingangsöffnung der Turbineneinheit 5 des Pumpen-Turbinenaggregats 6 verbunden. Während in den Fig. 1 bis 5 die Ausströmöffnung der Pumpe 3 über die Verteilungseinrichtung 9, also indirekt, mit der Ein- gangsöffnung der Turbineneinheit 5 verbunden ist, ist in diesem Ausführungsbeispiel die Ausströmöffnung der Pumpeinrichtung direkt mit der Turbineneinheit verbunden. Das Speisewasser für die Pumpeinrichtung 21 wird somit als Teilvolumenstrom der Pumpeneinheit 4 des Pumpen-Turbinenaggregats 6 entnommen. Die Pumpeinrichtung 21 weist in der Regel eine geringere Fördermenge als die Pumpe 3 auf und fördert den zweiten Teilvolumenstrom QT für den Antrieb der Turbineneinheit 5. Die Pumpeinrichtung 21 wird vorzugsweise mittels des vorhandenen Motors 2 angetrieben. Alternativ kann auch eine andere Antriebseinrichtung für die Pumpeinrichtung 21 vorgesehen sein.
Bei der in der Fig. 7 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist auf der Plattform nur die in der Leitung 1 1 eingebaute und durch den Motor 2 angetriebene Pumpeinrich- tung 21 vorgesehen. Die Ausströmöffnung der Pumpeneinheit 4 ist über die den Volumenstrom Qs führende Leitung 7 an die Eingangsöffnung der Verteilungseinrichtung 18 angeschlossen. Die erste Ausgangsöffnung der Verteilungseinrichtung 18 ist über die den ersten Teilvolumenstrom QF führende Leitung 1 0 an die wenigstens eine nicht dargestellte Wasserentnahmestelle angeschlossen. Die zweite Ausgangsöffnung der Ver- teilungseinrichtung 1 8 ist über die den zweiten Teilvolumenstrom QT führende Leitung 1 1 a an die Ansaugöffnung der Pumpeinrichtung 21 angeschlossen. Die Pumpeinrichtung 21 auf der Plattform erhält somit ihr Speisewasser von der Pumpeneinheit 4 des Pumpen-Turbinenaggregats 6. Über die den zweiten Teilvolumenstrom QT führende Leitung 1 1 ist die Ausströmöffnung der Pumpeinrichtung 21 mit der Ansaugöffnung der Turbineneinheit 5 des unter dem Meeresspiegel angeordneten Pumpen- Turbinenaggregats 6 strömungstechnisch verbunden. Die Pumpeneinheit 4 des Pumpen-Turbinenaggregats 6 übernimmt dabei die Aufgabe der in den Fig. 1 bis 6 dargestellten Pumpe 3 und stellt damit den benötigten ersten Teilvolumenstrom QF für die wenigstens eine Wasserentnahmestelle, beispielsweise für die Brandbekämpfung, die be- nötigte Druckhöhe HD plus die Saughöhe Hs sowie den zweiten Teilvolumenstrom QT zur Speisung des Pumpen-Turbinenaggregats 6 zur Verfügung.
Die Ausgestaltung des Wasserhebesystems gemäß den Figuren 6 und 7 mit einem Wasservorrat entspricht im Wesentlichen den zu den Fig. 1 bis 5 beschriebenen und in den entsprechenden Figuren dargestellten Möglichkeiten. Der Behälter 12 ist auf der Offshore-Anlage 1 platziert, wobei eine Ausgangsöffnung des Behälters 12 mit der Ansaugöffnung der Pumpe 3 und /oder der Ansaugöffnung der Pumpeinrichtung 21 und eine Eingangsöffnung Behälters 12 mit der Ausströmöffnung der Pumpeneinheit 4 des Pumpen-Turbinenaggregats 6 verbunden ist.
Da das Pumpen-Turbinenaggregat 6 dauerhaft im Meerwasser mit hohem Salzgehalt verweilt, muss es gegen Festsetzen des Rotors geschützt werden. Dazu kann beispielsweise, wie in der Fig. 8 dargestellt, ein Elektromotor 22 an das Pumpen- Turbinenaggregat 6 angebracht werden, der dieses in regelmäßigen Abständen rotieren lässt. Dabei genügt eine langsame Rotationsbewegung ohne dass das die Pumpeneinheit 4 Wasser fördert. Vorteilhafterweise kommt ein Elektromotor mit hoher Polzahl zum Einsatz. Dadurch wird der Einsatz eines Getriebes vermieden. Der Elektromotor muss zudem auf die Drehzahlen im Betrieb des Pumpen-Turbinenaggregats 6 ausgelegt sein.
Alternativ dazu könnte auch das gesamte System in regelmäßigen Abständen angefahren werden. So könnte die Funktion überprüft und das Festsetzen des Aggregats ver- hindert werden.
Die Figuren 1 bis 8 zeigen schematisch eine Offshore-Anlage anhand welcher Aufbau und Funktionsweise des erfindungsgemäßen Wasserhebesystems erörtert wurden. Alternativ kann das erfindungsgemäße Wasserhebesystem ebenfalls auf einem Schiff oder ähnlichem seinen Einsatz finden.
Bezugszeichenliste
1 Offshore-Anlage 21 Pumpeinrichtung
2 Motor 22 Elektromotor
3 Pumpe
4 Pumpeneinheit Qs Volumenstrom
5 Turbineneinheit QF erster Teilvolumenstrom
6 Pumpen-Turbinenaggregat QT zweiter Teilvolumenstrom
7 Leitung Hs Saughöhe
7a Leitung Hgeo geodätische Höhe 7b Leitung
7c Leitung
7d Leitung
7e Leitung
7f Leitung
7g Leitung
7h Entlüftungsleitung
8 Leitung
9 Verteilungseinrichtung
10 Leitung
10a Leitung
1 1 Leitung
1 1 a Leitung
12 Behälter
13 Entlüftungsventil
14 Armatur
15 Armatur
16 Verteilungseinrichtung
17 Armatur
18 Verteilungseinrichtung
19 Armatur
20 Entlüftungsventil

Claims

Patentansprüche Wasserhebesystem und Verfahren mit einem solchen System
1 . Wasserhebesystem, insbesondere Feuerlöschanlage für Offshore-Anlagen, wie Öl- und/oder Gasförderplattformen, oder Schiffe oder dergleichen mit einer eine Ansaugöffnung und eine Ausströmöffnung aufweisende Pumpe, einem eine Pumpeneinheit und eine Turbineneinheit aufweisendes Pumpen- Turbinenaggregat, wobei Pumpeneinheit und Turbineneinheit jeweils eine Ansaug- oder Eingangsöffnung und eine Ausströmöffnung aufweisen, und einer die Ausströmöffnung der Pumpeneinheit des Pumpen-Turbinenaggregats und die Ansaugöffnung der Pumpe verbindende und einen Volumenstrom führende Leitung, dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenstrom (Qs) einen ersten Teilvolumenstrom (QF) und einen zweiten Teilvolumenstrom (QT) umfasst, wobei eine den ersten Teilvolumenstrom (QF) führende Leitung (10) mit wenigstens einer Wasserentnahmestelle und eine den zweiten Teilvolumenstrom (QT) führende Leitung (1 1 ) mit der Eingangsöffnung der Turbineneinheit (5) des Pumpen-Turbinenaggregats (6) verbunden ist.
2. Wasserhebesystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ausströmöffnung der Turbineneinheit (5) mit einem Wasserreservoir verbunden ist oder in das Wasserreservoir mündet.
3. Wasserhebesystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Offshore-Anlage (1 ) ein in einem Behälter (12) untergebrachter Wasservorrat vorgesehen ist. Wasserhebesystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausgangsöffnung des Behälters (1 2) mit der Ansaugöffnung der Pumpe (3) verbunden ist.
Wasserhebesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die den Volumenstrom (Qs) führende Leitung (7) mit einer Eingangsöffnung des Behälters (1 2) verbunden ist.
Wasserhebesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die den Volumenstrom (Qs) führende Leitung (7) mit der Ausgangsöffnung des Behälters (1 2) verbunden ist.
Wasserhebesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausströmöffnung der Pumpe (3) über die den ersten Teilvolumenstrom (QF) führende Leitung (1 0) mit der wenigstens einen Wasserentnahmestelle verbunden ist.
Wasserhebesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass über die den zweiten Teilvolumenstrom (QT) führende Leitung (1 1 ) mit der Eingangsöffnung der Turbineneinheit (5) des Pumpen-Turbinenaggregats (6) verbunden ist.
Wasserhebesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausströmöffnung der Pumpeneinheit (4) mit einer Ansaugöffnung einer weiteren Pumpeinrichtung (21 ) verbunden ist.
Wasserhebesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausströmöffnung der weiteren Pumpe (21 ) über die den zweiten Teilvolumenstrom (QT) führende Leitung (1 1 ) mit der Eingangsöffnung der Turbineneinheit (5) des Pumpen-Turbinenaggregats (6) verbunden ist. Wasserhebesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Elektromotor (22) an das Pumpen-Turbinenaggregat (6) angebracht ist.
Verfahren für ein Wasserhebesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teilvolumenstrom (QF) des aus dem Wasserreservoir entnommenen und über die Leitung (7) geförderten Volumenstroms (Qs) mittels der den ersten Teilvolumenstrom (QF) führenden Leitung
(10) zu wenigstens einer Wasserentnahmestelle und der zweite Teilvolumenstrom (QT) mittels der den zweiten Teilvolumenstrom (QT) führenden Leitung
(1 1 ) zurück zum Wasserreservoir gefördert wird.
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