DE2641040B2 - Schwimmender Tank als Träger einer Gasverflüssigungsanlage - Google Patents

Schwimmender Tank als Träger einer Gasverflüssigungsanlage

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Description

Die Erfindung betrifft einen schwimmenden Tank als Träger einer Gasverflüssigungsanlage der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art.
Aus der US-PS 24 02 790 ist ein derartiger schwimmender Öltank bekannt. Dieser öltank ist im wesentlichen ein Hohlzylinder, der mit senkrechter Achse im Wasser gehalten wird. Hierzu ist um seinen oberen Rand herum ein zylindrischer Kragen angeordnet und mittels einer kreisringförmigen Bodenplatte an der Außenwand des Hohlzylinders im oberen Bereich befestigt, so daß um den Hohlzylinder herum mittels des Kragens, der auch durch eine entsprechende Kreisringplatte an der Oberseite abgeschlossen ist, ein Schwimmkörper gebildet wird. Diese Anlage ist für die Benutzung in Häfen gedacht, in denen die Beanspruchung durch Seegang beschränkt bleibt.
Aus der DE-OS 23 49 879 ist eine schwimmende Einrichtung bekannt, die auf dem Meer zur Verflüssigung von Gasen eingesetzt werden soll und die den Einfluß des Seegangs auf die eigentliche Verflüssigungsanlage dadurch auszuschalten sucht, daß diese Einrichtung als eine schwimmende Insel ausgebildet ist, die in ihrer Mitte ein mit Wasser gefülltes Becken aufweist, in dem wiederum schwimmend und durch Fender am Beckenrand abgestützt eine Plattform angeordnet ist.
Die GB-PS 10 71974 zeigt eine schwimmende Plattform, die als Bohrplattform dienen soll und mit Säulenschwimmern ausgestattet ist, die in ihrem
unteren, in das Wasser tauchenden Abschnitt flutbare
Ballasttanks haben, die nach unten offen sind und
dadurch als selbsttätige Dämpfungsvorrichtung wirken.
In der DE-OS 15 06 729 ist eine schwimmende
ίο Einrichtung bekannt, die aus einem selbständig schwimmfähigen Körper besteht, in dem ein zweiter schwimmfähiger Körper so angeordnet ist, daß er selbsttätig zum ersten Körper vertikal bewegbar ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen
scnwimmenden Tank als Träger einer Gasverflüssigungsanlage so auszugestalten, daß die Gasverflüssigungsanlage gegen den Einfluß des Seegangs weitestgehend gesichert ist, wobei im Seegang nur weiche Bewegungen und geringfügige Beschleunigungen auf treten sollen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein schwimmender Tank der eingangs genannten Art vorgeschlagen, der gemäß der Erfindung die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale aufweist
Nach der Erfindung bilden die beiden Teile der Anlage, nämlich der innere, den Tankraum enthaltende Schwimmkörper und der äußere Schwimmköper mit den daran angeordneten Säulenschwimmern, eine Einheit, die entsprechend gleich auf Seegang und Wind
jo reagiert. Dabei hat die die Verflüssigungseinrichtung aufnehmende Plattform für sich allein eine hohe Stabilität und dementsprechend eine kurze, harte Schlingerperiode. Der den eigentlichen Tankraum enthaltende innere Schwimmkörper hat dagegen eine geringe Stabilität und weiche, langsame und tiefe Schlingerbewegungen. Durch die Kopplung stützen sich die beiden Körper zwangsläufig gegenseitig. Die Tendenz eines Körpers zur Schwingung mit der für ihn charakteristischen Periode wird durtidie entsprechen de Tendenz des anderen Körpers gedämpft. Der sehr weich schwingende Tank wirkt durch seine Masse ähnlich wie ein Schlingerkreisel und zwingt somit die Maschinenplaltform zu ruhigeren, gedämpften und verlangsamten Bewegungen. Die äußere Schwimm plattform ihrerseits stützt den Tank und hindert ihn an zu großen Schlingeramplituden.
Vorteilhafte, weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2—7 gekennzeichnet. Diese Ansprüche betreffen insbesondere bauliche Merkmale und die Anordnung von Ballasttanks und Ballastmitteln, ferner die Möglichkeit, den Tiefgang eines Schwimmkörpers unabhängig von dem des anderen zu verändern, z. B. den des Tankraumes aufgrund der jeweiligen Füllung. Aus Seegangs- und Wettergründen kann auch die Höhe der Schwimmplattform durch geringere oder stärkere Flutung von Ballasttanks verändert werden. Der Ballast im inneren und äußeren Schwimmkörper kann auch vergrößert oder verringert werden, um die Stabilitätswerte der beiden Körper für sich und damit auch die gemeinsame Schlingerperiode zu verändern. Damit ist eine Anpassung an die jeweiligen Seegangs- und Windverhältnisse möglich, so daß jeweils die größtmögliche Dämpfung erreicht werden kann.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine vereinfachte schaubildliche Ansicht einer
Gasverflüssigungs-Anlage,
Fig.2 eine ebenfalls vereinfachte Darstellung eines senkrechten Querschnitts durch eine Gasverflüssigungs-Anlage,
Fig.3 eine der Fig.2 ähnliche Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Gasverflüssigungs-Anlage,
Fig.4a—d eine schematische Darstellung der Montage einer GasverHüssigungs-Anlage und
F i g. 5a—d ein für die Gasverflüssigungs-Anlage nach F i g. 3 geeignetes Montageverfahren.
Eine schwimmende Gasverflüssigungs-Anlage 10, Fig. 1, besteht aus einem ringförmigen äußeren Schwimmkörper 12, der eine schwimmfähige Plattform darstellt, die auf mehreren, Schwimm- und Ballasttanks enthaltenden Säulenschwimmern f4 ruht. Der äußere Schwimmkörper 12 umschließt den den Tankraum enthaltenden inneren Schwimmkörper 16, der im wesentlichen ein senkrecht stehender großer Zylinder ist Dieser Zylinder wird von einem im Grundriß kreisförmigen Ausschnitt 24 des ringförmigen äußeren Schwimmkörpers 12 so aufgenommen, da? beide Körper im Seegang und bei Windbeanspruchung ineinander schwingen.
Der durch den inneren Schwimmkörper 16 gebildete Tanktei! wird bei Füllung mit Flüssiggas seinen Tiefgang entsprechend dem Füllungsgrad und der Dichte des Flüssiggases ändern. Bei leichten Gasen ist es möglich, die Tauchungsänderung durch Lenzen von Ballastwasser auszugleichen und damit den Tankteil bei jedem Füllungsgrad auf konstantem Tiefgang zu halten. In so einem Fall kann der innere Schwimmkörper mit dem äußeren Schwimmkörper fest verbunden werden.
Bei schweren Gasen, bei denen ein völliger Gewichtsausgleich zu große Baliasträume erfordern würde, ist vorgesehen, daß die beiden Schwimmkörper 12 und 16 sich gegeneinander vertikal verschieben können, wobei der äußere Schwimmkörper seine Normalhöhe über der Wasserlinie beibehält, der innere Schwimmkörper jedoch frei entsprechend seinem jeweiligen Füllungsgrad seinen Tiefgang verändern kann.
Die vorerwähnte Schwingungseinheit beider Schwimmkörper 12 und 16 bleibt dabei erhalten.
Damit die Verschiebung erfolgen kann, sind auf dem Umfang des inneren Schwimmkörpers 16 mehrere, hier in regelmäßigen Abständen liegende und vertikal sich erstreckende Gleitführungen 18 vorgesehen, in denen massive Rollen 22 geführt werden, die an Halterungen 20 in entsprechender Verteilung um den Ausschnitt 24 herum angeordnet sind.
Am Rand des äußeren Schwimmkörpers 12 ist ein Mastkran 26 mit Ausleger 28 angeordnet, über den ein Leitungsanschluß für die Abgabe von Produkten aus dem den Tankraum enthaltenden inneren Schwimmkörper 16 verläuft. Der seine Ladung aufnehmende LNG/LPG-Tanker 30 kann in entsprechendem Abstand vom äußeren Schwimmkörper 12 bleiben, der zusätzlich den den Tankraum enthaltenden inneren Schwimmkörper 16 schützt.
Der die eigentliche Verflüssigungseinrichtung mit Maschinen usw. aufnehmende, eine schwimmende Insel bildende äußere Schwimmkörper 12 ist vorzugsweise eine Stahlkonstruktion. Der eigentliche Ringkörper kann z. B. einen äußeren Durchmesser von 120 m und eine Höhe von etwa 10 m haben, wobei auf dem Oberdeck 32 und den b.'iden Decks 34 und 36 die eigentliche Verflüssigungseinrichtung und andere Maschinenanlagen sowie Wohn- und Vorratsräume usw. untergebracht werden, die hier bei 38, 40, 42 und 44 vereinfacht dargestellt sind, Z. B. kann die Einrichtung 38 mit einem Anschluß 39 versehen sein, um gasförmige Produkte aufzunehmen. Durch nicht dargestellte Leitungen ist diese Einrichtung mit den Einrichtungen 40 und 44 verbunden, von denen die eine über eine Leitung 46 mit einem Füllanschluß 48 des Tankraumes 50 verbunden ist. Eine Einrichtung 42 kann zur Steuerung
ίο der Ballasträume vorgesehen sein. Zu diesem Zweck führen Steuerleitungen 66 und 68, die auch Luftleitungen enthalten, nach den Ballasttanks 54 und 55 sowie nach einem oder mehreren Dämpfungsräumen 60 in den Säulenschwimmern 14, die an der Unterseite bei 62
is geöffnet sind, wobei der Seegang den Flüssigkeitsspiegel 64 mehr oder minder zu heben versucht und dabei das darüber befindliche Luftvolumen mehr oder minder stark komprimiert
Am Ballasttank 54 sind schematisch Luft und Wasserventile 70, 72 dargestellt, die ir entsprechender Ausführung auch bei den Ballasttank 55 vorhanden sind.
Für den äußeren Schwimmkörper 12 sind hier sechs Säulenschwimmer 14 vorgesehen. Zumindest die unteren zum Teil als Ballasttanks ausgebildeten Teile der Säulensc-p.wimmer 14 können aus Beton hergestellt sein.
Der innere Schwimmkörper 16 wird vorzugsweise
aus Beton hergestellt, wobei der untere Teil möglichst schwer, der obere leicht ausgeführt wird. Zwischen dem eigentlichen Tankraum 50 und dem Ballasttank 54 ist ein Zwischenboden 52 vorgesehen, der ebenfalls aus Beton besteht Aus Stabilitätsgründen wird der Ballastraum in mehrere Einzeltanks unterteilt, deren Trennwände zur Unterstützung des Zwischenbodens herangezogen werden.
F i g. 2 zeigt ferner, daß die Glutführungen 18 und mit ihnen zusammenwirkende Rollen 22 auch unterhalb der Plattform 12 vorgesehen sind, um eine größere Einspannlänge und damit Verringerung der Reaktionskräfte zwischen Ringplattform und Tankteil zu erzielen.
Zum Einschwimmen des Tank-Schwimmkörpers 16 in
die öffnung der Ringplattform 12, siehe Fig.4a—d, muß mindestens eine der Säulen 14 lösbar am äußeren Schwimmkörper 12 befestigt sein. Aus Wartungsgründen sind vorzugsweise alle Säulen lösbar, und die Ringplattform ist so ausgeführt, daß sie nach Absenkung selbstschwimmend ist, F i g. 4a. Die Säulen können nach entsprechenden Ballasten ebenfalls selbstschwimmend von der Plattform gelöst und seitlich ausgefahren
so werden. Die Ringplattform ist mit entsprechenden Nischen 58 und Flihrungsmitteln versehen, die das Einschwimmen und die Sicherung des innerer. Schwimmkörpers 16 ermöglichen und ihn so gegen die Riiigplattform aussteifen, daß sie die im Seegang auftretenden Einspannmomente aufnehmen können.
F i g. 3 zeigt eine gegenüber dem Beispiel der F i g. 1 und 2 abgewandelte Ausführungsform, deren Stabilitätseigenschaften besonderen Beladungsbedingungen angepaßt sind.
Zur Vereinfachung der Beschreibung sind in F i g. 3 für entsprechende Teile jeweils entsprechende, um 100 erhöhte Bezugszahlen wie in den F i g. I und 2 verwendet worden.
Der im wesentlichen zylindrische innere Schwimmkörper 116 ist in divsem Fall mit einer über seinen Umfang allseitig gleichmäßig vorspringenden Bodenplatte 152 ausgebildet, die den Ballasttank 154 trägt. Dieser Ballasttank 154 ist ein zylindrischer Ring,
welcher den äußeren Schwimmkörper 116 im unteren Bereich nach außen umschließt. Der Ballasttank 154, der ein im wesentlichen gerader Zylinder ist, kann auch durch einen außen kegelförmigen Tank ersetzt werden. Anstelle eines vollständig kegelförmigen Tanks genügt es für bestimmte Fälle auch, den Ballasttank 154 in seinem oberen, im Bereich der Wasserlinie liegenden Teil mit einem Randwulst 156 zu versehen.
Wird der den Tankraum 150 enthaltende Körper vollständig aus Beton hergestellt, so sind besondere Verstärkungen erforderlich, da mit erheblichen Reaktionskräften und somit Scherbeanspruchungen und Beulbeanspruchungen im Einspannbereich der beiden Körper gerechnet werden muß. Statt dessen kann der obere Bereich 116a des inneren Schwimmkörpers 116 aus Stahl und nur der untere Abschnitt 116£> aus Beton hergestellt werden. Der Stahlkonstruktionsanteil 116a würde über dein uueieii Eiiuc dcä> udiiäSUänkä J54 beginnen. Der Ballasttank 154 einschließlich des von ihm umschlossenen Teils des Körpers 116 ist dann als Betonkonstruktion ausgeführt. Damit ergibt sich der Vorteil, daß die ständig im Kontakt mit Wasser stehenden Teile aus Beton hergestellt sind. Die Teile des inneren Schwimmkörpers 116, an denen Druck- und Scherkräfte angreifen, werden dagegen vom Stahlteil 116a gebildet.
Wegen der veränderten Anordnung und Ausbildung des Ballasttanks 154 kann die Gesamthöhe des inneren Schwimmkörpers 116 bei gleichen Kapazitäten gegenüber der ersten Ausführungsform erheblich verringert werden.
Fig.5a—d zeigt ein für diese Ausführungsform geeignetes Montageverfahren. Der äußere Schwimmkörper 112 besteht aus zwei im wesentlichen gleichen Teilen 112a, 112, die erst nach dem Einschwimmen des
ίο Tank-Schwimmkörpers 116 fest miteinander verbunden werden. Die Teile 112a, 1126 und der Tank-Schwimmkörper 116 werden hierzu zunächst auf solche Tauchtiefe eingestellt, daß die Unterseite der Körper 112a, 1126 etwas unter der Wasseroberfläche liegt, also geringfügig eintaucht, falls zusätzliche Auftriebs- und Stabilisierungshilfen nicht benutzt werden. Nach dem Zusammenbau, siehe Fig. 5c und 5d, wird die normale
Schwimmkörper 112 kann auch zunächst, siehe F i g. 4a.
in geschlossener Form und ohne die Säulenschwimmer 114 hergestellt sein, wobei für die Montage der geschlossene Ring an einem entsprechend vorbereiteten Durchmesser in die Teile 112a. 6 getrennt wird, die danach, wie in F i g. 3b, c dargestellt, zusammengesetzt werden.
Hierzu 10 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:
1. Schwimmender Tank als Träger einer Gasveirflüssigungsanlage, mit einem inneren Schwimmkörper und einem ihn ringförmig umgebenden, mit ihm verbundenen äußeren Schwimmkörper, welcher mit Ballasteinrichtungen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Schwimmkörper (12) aus einer SchwimmpSattform mit daran angeordneten Säulenschwimmern (14) besteht
2. Schwimmender Tank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Schwimmkörper (112) aus zwei im wesentlichen gleichen Teilen (112a, 112ty zusammengesetzt ist.
3. Schwimmender Tank nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Säulenschwimmern (14) einige Ballasttanks (55) als in Abhängigkeit von der Seegangsamplitude selbsttätig teilweise flutende Dämpfungsräume (60) ausgebildet sind.
4. Schwimmender Tank nach einem der Ansprüche 1 —3, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Schwimmkörper (16) zumindest im Bereich des Zwischenbodens (52) aus Beton hergestellt ist
5. Schwimmender Tank nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Schwimmkörper (16) einen Zwischenboden (52) mit einem daran angeordneten Ballasttank (54) aufweist
6. Schwimmender Tank nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenboden (52) über den Außendurchmesser des inneren Schwimmkörpers (16) vorsteht und den als Ringtank ausgebildeten Ballasttank (54) trägt
7. Schwimmender Tank nach einem der Ansprüche 1—6, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Schwimmkörper (16) am äußeren Schwimmkörper (12) vertikal beweglich durch eine Führungseinrichtung geführt ist, die aus mehreren Gleitführungen (18) an dem inneren Schwimmkörper (16) und damit zusammenwirkenden, mit Stoßdämpfern versehenen Rollen (22) an dem äußeren Schwimmkörper (12) besteht.
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