(57)【要約】本発明は、モジュール化された海中淡水化システムに関する。海中淡水化テンプレートは、海中淡水化モジュールゾーン４１及びモジュール流体継手４６を含む。脱塩水出口は、海中淡水化モジュールゾーン内のモジュール流体継手４６と流体接続している。逆浸透カートリッジ２３を備えた海中淡水化モジュール５は、海中テンプレート流体継手４７と、海水入口部と、濃縮海水出口部と、流体接続されている。ポンプモジュール１７内の脱塩水の移送ポンプアセンブリ４８は、海中淡水化テンプレート１及び淡水化モジュール５と流体接続している。海水循環ポンプ４９は、少なくとも１つの逆浸透カートリッジ２３の海水側に流体接続されている。脱塩水パイプライン２は、脱塩水移送ポンプアセンブリ４８から海抜のある場所に流体を運ぶ。更に、本発明は、海中淡水化モジュール５及び点検を必要とする海中淡水化モジュール５を交換する方法に関する。
2021535830.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
海中淡水化システムであって、
少なくとも１つの海中淡水化モジュールゾーン（４１）と、少なくとも１つのモジュール流体継手（４６）と、前記少なくとも１つのモジュール流体継手（４６）に流体接続するテンプレート配管（３６）とを含む、海底への設置が可能な海中淡水化テンプレート（１）と、
前記海中淡水化テンプレート（１）の前記少なくとも１つの海中淡水化モジュールゾーン（４１）内に配置可能な少なくとも１つの回収可能な海中淡水化モジュール（５）であって、前記少なくとも１つの回収可能な海中淡水化モジュール（５）は、前記少なくとも１つのモジュール流体継手（４６）に接続可能な海中テンプレート流体継手（４７）と、前記海中テンプレート流体継手（４７）に流体接続する少なくとも１つの逆浸透カートリッジ（２３）とを含み、
少なくとも１つの逆浸透カートリッジ（２３）の海水側に流体接続する少なくとも１つの海水循環ポンプアセンブリ（４９）と、
前記回収可能な海中淡水化モジュール（５）内の前記少なくとも１つの逆浸透カートリッジ（２３）の脱塩水側及び少なくとも１つの脱塩水パイプライン（２）とを流体接続する少なくとも１つの脱塩水移送ポンプアセンブリ（４８）と、
前記脱塩水移送ポンプアセンブリ（４８）のうちの少なくとも１つと、前記少なくとも１つの海水循環ポンプアセンブリ（４９）とを含む少なくとも１つの回収可能な海中水ポンプモジュール（１７）と、
前記少なくとも１つの回収可能な海中水ポンプモジュール（１７）上において、ポンプモジュールゾーン（４２）により、テンプレート上の少なくとも１つのモジュール流体継手（４６）に接続可能な、少なくとも一つのテンプレート流体継手（４７）と、
を備える、海中淡水化システムであって、
前記少なくとも１つの脱塩水パイプライン（２）は、海面上の位置に延長できる、海中淡水化システム。
【請求項２】
海底アンカー部（４０）に固定された常置海底基礎（５０）を更に含み、前記海中淡水化テンプレート（１）が前記常置海底基礎（５０）の上部に位置するように構成される、請求項１に記載の海中淡水化システム。
【請求項３】
前記海中淡水化テンプレート（１）が、前記脱塩水パイプライン（２）及び濃縮海水出口（３）と流体接続する別の基部テンプレート（５５）上に位置するように構成される、請求項１に記載の海中淡水化システム。
【請求項４】
前記別の海中基部テンプレート（５５）が、常置海底基礎（５０）の上部に位置するように構成される、請求項３に記載の海中淡水化システム。
【請求項５】
前記海中淡水化テンプレート（１）が、前記海中淡水化テンプレート（１）に固定された海底アンカー部（４０）を更に含む、請求項１に記載の海中淡水化システム。
【請求項６】
ポンプモジュールゾーン（４２）を有するテンプレートが前記淡水化テンプレート（１）である、請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の淡水化システム。
【請求項７】
前記少なくとも１つの海水循環ポンプアセンブリ（４９）及び前記少なくとも１つの脱塩水移送ポンプアセンブリ（４８）は、共通の回収可能な海中水ポンプモジュール（１７）内に配置される、請求項１〜６のうちいずれか１項に記載の淡水化システム。
【請求項８】
前記少なくとも１つの海水循環ポンプアセンブリ（４９）は、回収可能な海中海水循環ポンプモジュール（１７ｂ）内に配置され、
前記少なくとも１つの脱塩水移送ポンプアセンブリ（４８）は、回収可能な海中淡水移送ポンプモジュール（１７ａ）内に配置され、
前記回収可能な移送ポンプモジュール（１７ａ）は、脱塩水移送ポンプモジュールゾーン（４２）内に配置され、回収可能な海中海水循環ポンプモジュール（１７ｂ）は、循環ポンプモジュールゾーン（４５）内に配置される、請求項１〜７のうちいずれか１項に記載の淡水化システム。
【請求項９】
淡水化テンプレート（１）上の少なくとも１つの制御モジュールゾーン（４４）内に位置する少なくとも１つの回収可能な制御モジュール（１８）を更に含む、請求項１〜８のうちいずれか１項に記載の淡水化システム。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの海中淡水化モジュール（５）が、前記少なくとも１つの逆浸透カートリッジ（２３）に入る海水を濾過するように配置された海水入口フィルタ（２２）を含む、請求項１〜９のうちいずれか１項に記載の淡水化システム。
【請求項１１】
前記海水入口フィルタ（２２）が、前記少なくとも１つの海中淡水化モジュール（５）の上部に配置される、請求項１０に記載の淡水化システム。
【請求項１２】
ポンプモジュールゾーン（４２）を有するテンプレートが、分離したポンピングテンプレート（１６）であり、脱塩水流路が、前記分離したポンピングテンプレート（１６）と前記海中淡水化テンプレート（１）との間に延在する、請求項１〜１１のうちいずれか１項に記載の淡水化システム。
【請求項１３】
分離したフィルタリング・ポンピングステーション（２１）を更に含み、
循環ポンプモジュール（１７ｂ）内の海水フィルタ（２２）及び前記海水循環ポンプアセンブリ（４９）が、前記フィルタリング・ポンピングステーション（２１）の上流に配置され、前記淡水化テンプレート（１）に流体接続して、少なくとも１つの海中淡水化モジュール（５）により海水を汲み上げる、請求項８に記載の淡水化システム。
【請求項１４】
前記少なくとも１つのポンプモジュール（１７）を備えた少なくとも１つの分離したポンピングテンプレート（１６）は、前記少なくとも１つの海中淡水化テンプレート（１）の下流側に配置され、脱塩水入口及び脱塩水排出口を有し、それらによって、前記少なくとも１つのポンプモジュール（１７）を備えた前記分離したポンピングテンプレート（１６）は、前記淡水化テンプレート（１）から前記脱塩水を移送するように構成される、請求項１〜１３のうちいずれか１項に記載の淡水化システム。
【請求項１５】
複数の逆浸透カートリッジ（２３）と、淡水化テンプレート上の少なくとも1つのモジュール流体継手に接続されるように構成された海中テンプレート流体継手（４７）とを備える、請求項１に記載の淡水化システム用の海中淡水化モジュール（５）。
【請求項１６】
請求項１に記載の海中淡水化システムに設置された使用済み海中淡水化モジュール（５）を交換する方法であって、
使用された海中淡水化モジュール（５）が、定期的な間隔又は脱塩水流量、前記海中淡水化モジュール（５）の水圧低下、及び脱塩水の塩分の群から選択されたパラメータに基づいて点検を要求することを確認するステップ、
海中淡水化システムの上方に船舶（６）を送り出すステップ、
海中淡水化モジュール引揚手段を前記使用済み海中淡水化モジュール（５）上に下ろすステップ、
前記使用済み海中淡水化モジュールに前記海中淡水化モジュール引揚手段を固定するステップ、
前記使用済み海中淡水化モジュール（５）を海中淡水化テンプレート（１）から解放するステップ、
前記海中淡水化モジュール引揚手段及び使用済み海中淡水化モジュールを船舶に引き揚げるステップ、
前記海中淡水化モジュール引揚手段及び取り替えの海中淡水化モジュールを前記海中淡水化テンプレート上に下降させるステップ、
前記取り替えの海中淡水化モジュール（５）を前記海中淡水化テンプレート（１）に固定し、前記海中淡水化モジュール引揚手段を前記取り替えの海中淡水化モジュール（５）から解放するステップ、
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モジュール式海中淡水化システムに関する。本システムは、淡水化用、ポンピング用、制御用、化学的注入用及び流体輸送用のモジュールを備えた海中テンプレートを含む。本発明は、海中淡水化モジュール及び当該モジュールを交換する方法に関する。
【発明の概要】
【０００２】
逆浸透（Ｒｅｖｅｒｓｅ  ｏｓｍｏｓｉｓ）（ＲＯ）膜は、浸透圧（π）より大きい静水圧を与える水深の海水中に設置することができる。πを超える静水圧を淡水化プロセスで利用して、圧力を更に加えることなく水分子をＲＯ膜から押し出すことができる。ＲＯ膜を通過する流れを作るポンプをＲＯ膜の下流側に配置できるので、海水の全流量を汲みだすのではなく、脱塩水の流量を汲み出すのみであり、海中における海水淡水化は好ましい。
【０００３】
本発明は、上記の原理に基づくものである。本発明の淡水化システムは、海底の所定の水深に配置されるように構成される。循環ポンプは、配置されたＲＯ膜を通して海水の流れを作り出す。ＲＯ膜からの未透過液（ｒｅｔｅｎｔａｔｅ）（濃縮海水）は局所的に排出される。透過水（脱塩水）は、脱塩水受入設備への移送ポンプで汲み上げられる。移送ポンプは圧力差を発生する。これによって、ポンプの入口圧力は減少し、ＲＯ膜の透過圧力は移送ポンプの入口圧力に等しい。これにより、ＲＯ膜上で逆浸透を実施するために必要な圧力差が得られる。このような作用機序により、周囲の海水に存在する静水圧を利用して海水を淡水化することができる。
【０００４】
高容量の淡水化プラントは、相当な土地面積を必要とし、そのような土地面積は、一般的には、脱塩水が必要とされる場所の近くでは利用できないか、又は費用が高い。このような理由からも、海水淡水化プラントを海中に配置することにはメリットがある。
【０００５】
従って、本発明は海中淡水化システムに関する。本発明の海中淡水化システムは、少なくとも１つの海中淡水化モジュールゾーンと、少なくとも１つのモジュール流体継手と、少なくとも１つのモジュール流体継手に流体接続するテンプレート配管とを含む、海底に位置するように適合可能な海中淡水化テンプレートを含む。少なくとも１つの回収可能な海中淡水化モジュールは、海中淡水化テンプレートの少なくとも１つの海中淡水化モジュールゾーン内に配置されるように構成され、海中テンプレート流体継手を含む少なくとも１つの回収可能な海中淡水化モジュールは、少なくとも１つのモジュール流体継手に接続されるように構成される。少なくとも１つの逆浸透カートリッジは、海中テンプレート流体継手と流体接続している。少なくとも１つの海水循環ポンプアセンブリが、少なくとも１つの逆浸透カートリッジの海水側と流体接続している。循環ポンプアセンブリは、少なくとも１つの逆浸透カートリッジの上流側及び下流側の両方にあってもよい。少なくとも１つの脱塩水移送ポンプアセンブリは、回収可能な海中淡水化モジュール及び少なくとも１つの脱塩水パイプライン内の少なくとも１つの逆浸透カートリッジ（２３）の脱塩水側と流体接続している。少なくとも１つの回収可能な海中水ポンプモジュールは、前記少なくとも１つの脱塩水移送ポンプアセンブリと、前記少なくとも１つの海水循環ポンプアセンブリとを含む。少なくとも１つの回収可能な海中水ポンプモジュール上の少なくとも１つのテンプレート流体継手は、ポンプモジュールゾーンにより、テンプレート上の少なくとも１つのモジュール流体継手に接続されるようになっている。少なくとも１つの脱塩水パイプラインは、海面より上の位置まで延長される。
【０００６】
海中淡水化システムは、海底アンカー部に固定された常置海底基礎を更に含んでもよく、海中淡水化テンプレートは、常置海底基礎の上部に位置するように適合されてもよい。
【０００７】
海中淡水化テンプレートは、脱塩水パイプライン及び濃縮海水出口と流体接続する別の基部テンプレート上に位置するように構成されてもよい。テンプレートは、テンプレートダクトを含み、バルブを含んでもよい。
【０００８】
前記別の海中基部テンプレートは、常置海底基礎の上部に位置するように適合されてもよく、テンプレートダクト及びバルブを含んでもよい。
【０００９】
海中淡水化テンプレートは、海中淡水化テンプレートに固定された海底アンカー部を更に含んでもよい。
【００１０】
海底アンカー部は、サクションアンカーを含んでもよい。
【００１１】
ポンプモジュールゾーンを有するテンプレートは、淡水化テンプレートであってもよい。
【００１２】
少なくとも１つの海水循環ポンプアセンブリ及び少なくとも１つの脱塩水移送ポンプアセンブリは、共通の回収可能な海中水ポンプモジュール内に配置されてもよい。
【００１３】
少なくとも１つの海水循環ポンプアセンブリは、回収可能な海水循環ポンプモジュール内に配置することができる。少なくとも１つの脱塩水移送ポンプアセンブリは、回収可能な海中脱塩水移送ポンプモジュール内に配置することができる。次いで、回収可能な移送ポンプモジュールは、脱塩水移送ポンプモジュールゾーン内に配置され、回収可能な海中循環ポンプモジュールは、循環ポンプモジュールゾーン内に配置される。
【００１４】
少なくとも１つの回収可能な制御モジュールは、淡水化テンプレート上の少なくとも１つの制御モジュールゾーン内に配置される。
【００１５】
少なくとも１つの海中淡水化モジュールは、少なくとも１つの逆浸透カートリッジに入る海水を濾過するように配置された海水入口フィルタを更に含んでもよい。
【００１６】
海水入口フィルタは、少なくとも１つの海中淡水化モジュールの上部に配置されてもよい。
【００１７】
ポンプモジュールゾーンを有するテンプレートは、分離したポンピングテンプレートであってよく、脱塩水流路は、分離したポンピングテンプレートと海中淡水化テンプレートとの間に延在してもよい。
【００１８】
淡水化システムは、循環ポンプモジュール内のフィルタ及び循環ポンプアセンブリが、フィルタリング・ポンピングステーションテンプレート上流に位置し、淡水化テンプレートと流体接続し、少なくとも１つの海中淡水化モジュールを通して海水を汲み上げる、分離したフィルタリング・ポンピングステーションを更に含んでもよい。
【００１９】
少なくとも１つのポンプモジュールを備えた分離したポンピングテンプレートは、海中淡水化テンプレートの下流側に配置されてもよく、脱塩水入口及び脱塩水出口を有し、それによって、少なくとも１つのポンプモジュールを備えた分離したポンピングテンプレートは、淡水化テンプレートから上側施設に水を移送する。
【００２０】
更に、本発明は、上述のような淡水化システム用の海中淡水化モジュールに関する。前記海中淡水化モジュールは、複数の逆浸透カートリッジと、濃縮海水出口と、脱塩水出口と、海水取入口と、淡水化テンプレート上の少なくとも１つのモジュール流体継手に接続されるように構成された海中テンプレート流体継手とを含む。
【００２１】
更に、本発明は、海中淡水化システム上に設置された海中モジュールを、点検済の海中モジュールに取り換える方法に関する。この方法は、以下のステップを含む：
予め定義されたパラメータに基づいて、海中モジュールが点検を要求することを確認するステップ；
前記海中淡水化システムの上方に船舶を送り出すステップ；
海中モジュールの引揚手段を選択された海中モジュール上に下降させるステップ；
選択された海中モジュールを前記船舶に引き揚げるステップ；
点検済の海中モジュールを海中テンプレートに下降させるステップ；
点検済の海中モジュールを海中テンプレートに固定するステップ。
【００２２】
前記確認は、脱塩水流量、海中淡水化モジュール上の水圧低下、脱塩水の塩分及び一定の時間間隔のパラメータ群から選択されるパラメータに基づいてもよい。
海中淡水化モジュール引揚手段を使用済み海中淡水化モジュールに固定し、使用済み海中淡水化モジュールを海中淡水化手段から解放し、海中淡水化モジュール引揚手段及び使用済み海中淡水化モジュールを船舶に持ち上げ、海中淡水化モジュール引揚手段及び点検済の海中淡水化モジュールを海中淡水化テンプレートに下降し、点検済の海中淡水化モジュールを海中淡水化テンプレートに固定し、海中淡水化モジュール引揚手段を点検済の海中淡水化モジュールから解放する。
【００２３】
前記引揚手段として、標準的な吊りフレーム（ｌｉｆｔｉｎｇ  ｆｒａｍｅ）、リリース吊り具（ｒｅｌｅａｓｉｎｇ  ｌｉｆｔｉｎｇ  ｔｏｏｌ）、アイレット付きのワイヤを使用することができる。
【００２４】
モジュール式システムにおけるモジュール（及び場合によってはテンプレート）の回収可能性は、強靭で信頼性のあるシステムを提供する。
【００２５】
この設計により、全モジュールを所定の位置に配置した状態で、一連の操作又は単一の操作において、異なる操作を途中で行うことによって、前記システムの一部を設置し、回収することが可能になる。これは、設備船（ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ  ｖｅｓｓｅｌ）の選択に関して柔軟性を提供する。システムの一部をバルブで隔離し、システムの残りの部分を作動中としつつメンテナンスのために前記一部が回収されてもよい。支援船（ｓｅｒｖｉｃｅ  ｖｅｓｓｅｌ）上で動作可能な予備のモジュールを使用すると、回収されたモジュールを直ちに別のモジュールに交換できる。これにより、アベイラビリティ（稼働時間）が向上する。モジュールに関する保守及び点検作業は、供給基地又は他の場所等の他の敷地内で行うことができ、保守作業の場所に関して柔軟性を与える。
【００２６】
同じ機能を有するモジュールが標準化される。標準化されたモジュールは、同じ種類の任意のスロット間で交換し合うことができる。交換が必要な場合は、予備のモジュールを任意のスロット位置に速やかに配備することができる。また、モジュール設計は、海中プラントの耐用期間中に淡水化システムの全生産能力を段階的に拡大することができる。
【００２７】
モジュールフレームに取り付けられた吊上連結具（ｌｉｆｔｉｎｇ  ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）、案内システム、単一の又は複数のテンプレート上のモジュールゾーン、設備船又は支援船の使用等は、モジュール（及び場合によってはテンプレート及び／又は基部テンプレート）を設置及び回収するための迅速で堅牢かつ信頼性の高い手段を提供する。前記交換のための介入作業は、特定の間隔で行うことができ、又はチェックされるパラメータに基づく現象でトリガーされる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、本発明の海中淡水化システムの一部を海底に設置する第１ステップの模式図である；
【図２】図２は、図１において開始された前記設置の第２段階の模式図である；
【図３】図３は、本発明の海中淡水化システムが設置された模式図である；
【図４】図４は、本発明の海中淡水化システムの完全な設置の第１ステップの模式図である；
【図５】図５は、１２個の淡水化システムテンプレートを備えた本発明の海中淡水化システムの模式図である；
【図６】図６は、３つのテンプレートを有する図５の詳細を示す；
【図７】別々のポンピングテンプレートを備えた本発明の淡水化システムの代替構成の模式図である；
【図８】図８は、浮遊脱塩水受入設備を有する代替的な実施形態における淡水化システムの模式図である；
【図９】図９は、モジュール交換ステップ中の図８の実施形態を示す；
【図１０】図１０は、浮動発電ユニットを更に含む、図８の実施形態を示す；
【図１１】図１１は、テンプレートから離れた位置に海水入口を有する本発明の代替的な実施形態を示す；
【図１２】図１２は、テンプレート上の離れた位置に海水入口を有する本発明の代替的な実施形態を示す；
【図１３】図１３は、分離したフィルタリング・ポンピングステーションに海水入口を備えた本発明の代替的な実施形態を示す；
【図１４】図１４は、淡水化テンプレートから分離した脱塩水輸送ポンピングテンプレートを備えた本発明の代替的な実施形態を示す；
【図１５】図１５ａ〜１５ｄは、本発明の淡水化システム用の淡水化モジュールの詳細を示す；
【図１６】図１６ａ〜１６ｃは、本発明の淡水化システムの代替淡水化モジュールの詳細を示す；
【図１７】図１７は、９つのモジュールに関する３ｘ３構成の海中テンプレートの上面及び側面からの略図である；
【図１８】図１８は、１８モジュールに関する３ｘ６構成の海中テンプレートの立面及び側面からの略図である；
【図１９】図１９ａ〜ｃは、本発明の水ポンプモジュールの略図である；
【図２０】図２０は、テンプレートと、淡水化モジュールと、循環モジュールと、輸送モジュールとの間の水の流れの模式図である；
【図２１】図２１は、常置海底基礎上にテンプレートを設け、モジュール間にジャンパ（ｊｕｍｐｅｒ）を設けた海中淡水化システムの模式図である；
【図２２】図２２は、常置海底基礎上に位置するテンプレート上に淡水化テンプレートとポンピングテンプレートを備えた海中淡水化システムの概略図である；
【図２３】図２３は、常置海底基礎上に位置する淡水化テンプレートを備えた海中淡水化システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
添付図面を参照した本発明の実施形態の詳細な説明：
図１、２、４に示す設置の順序は、全てのテンプレート及びモジュールのインストールに関連する。
【００３０】
図１は、海中淡水化テンプレート１の第１の設置工程を示す。海中淡水化テンプレート１は、設備船又は支援船６から海底に向かって下ろされる。
【００３１】
海中淡水化テンプレート１は予め作られたものであり、所定の水深に設置される。テンプレートは、設備船／支援船６を使用して、その場所に着底する１回限りのイベントとして設置される。テンプレートは、設置及び操作ツールや機器を含むシステムの総重量を支持するように設計されている。テンプレートには、水、電力、データ及び化学薬品用の内部配管又はダクト、ケーブル、バルブ及び接続部が含まれていても良い。或いは、テンプレートは、常置海底基礎又は基部（図１には示されていない）上に載置され、海底基礎は、設備船６を使用して、その場所に１回限りのイベントとして設置された構造を有する。
【００３２】
海中淡水化テンプレート１又は海底基礎は、海底に配置されるように構成される。この構成は、モジュール用の設置スロット又はゾーンを備え、モジュール（淡水化モジュール、ポンプモジュール、入口モジュール、化学モジュール、器具の操業及び制御モジュールを含む）用の着底及び操作基地として機能する、海底に設けられた耐久性のある下部構造として、海中淡水化テンプレート／基礎を設計することを含み得る。或いは、テンプレートは、前もって海底に設置された別個の耐久性のある基礎構造上に配置されるように構成することによって、そのプレートを海底に配置するように構成してもよい。海中淡水化テンプレート１（又は海底基礎）は、サクションアンカーで海底に固定される。その他の固定機構（図示せず）として、マッドマット、ワイヤ、コンクリートの集積（ｃｏｎｃｒｅｔｅ  ｄｕｍｐ）、加重（ｌｏａｄ）又は支柱が挙げられる。海中淡水化テンプレート１は、通常、海水淡水化システムの運転時間又は耐用期間等の永続的又は長期間にわたって、所定の位置に設置される。図１の海中淡水化テンプレート１は、モジュール無しで取り付けられている状態が示されている。
【００３３】
あるいは、海中淡水化テンプレート１は、海底の海中淡水化テンプレートに対して前もって設置された海底基礎の上部に配置されてもよい。
【００３４】
海中淡水化テンプレート１は、支援船６によって海底から回収することができる。構造と基礎は、実際の海底の状態及び必要条件に依存する。
【００３５】
種々の海中素子が設置され、海底で固定される場合、ポンプ及び海中機器及び化学／供給ラインのための脱塩水、電力及びデータケーブルの輸送パイプラインが設置され、テンプレート／ｓに接続されてもよい。
【００３６】
海中淡水化テンプレート１は、海底にパイプラインとケーブル（既に接続されている）で設置することができる。
【００３７】
図２に海底に設置した図１の海中淡水化テンプレート１を示す。海中淡水化テンプレート１は、サクションアンカー又はテンプレートのための基礎を形成する他の適切な要素を含む。淡水化モジュール５を含む標準化されたモジュールは、支援船６（設備船）から下降され、海中淡水化テンプレート１上に置かれる。段階的な設置は、支援船６の要件を緩和する。また、この設置には、海中淡水化テンプレート１から陸上に置かれた脱塩水受入設備４への電力線及び脱塩水パイプライン２を含む接続線（ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  ｌｉｎｅ）を設置することも含まれる。また、化学物質を洗浄するためのラインが、脱塩水受入設備から海中淡水化テンプレート１に、電力ライン及び脱塩水パイプライン２を含む接続線と共に通っていてもよい。淡水化システムが飲料水を生産する場合、脱塩水受入設備４は、後処理及びボトリング設備を備えていてもよい。また、鉱物や他の添加剤を使用して、より味の良い水を提供することもできる。脱塩水受入設備４は、ポンピングステーションを備えることができる。また、本システムは、海上作業及び淡水化水（ｄｅｓａｌｉｎａｔｅｄ  ｗａｔｅｒ）を別の場所に輸送するための供給基地７を備えていてもよい。脱塩水は、農業又は工業用途のような他の目的に使用することができる。濃縮海水出口３は、テンプレートから管状又は何らかの種類のダクト又は水路により、濃縮海水を淡水化システムから離れた場所に送り、淡水化システムの周囲の塩分の増大を防止する。
【００３８】
また、脱塩水受入設備４は、テンプレートに電力及び双方向データ通信を提供する。データ通信は、海中淡水化テンプレート１の種々の構成要素のステータスに関連する信号、及び海中淡水化テンプレート１の動作パラメータに関連する信号を含んでもよい。
【００３９】
モジュールは、複数のＲＯ−フィルタ・カートリッジを備えた少なくとも１つの淡水化モジュール５と、ＲＯ−フィルタ・カートリッジへの海水の連続供給のための循環ポンプと、淡水化された水を淡水受水設備４へポンプで送る移送ポンプとを備えた１つのポンプモジュールとを含む。淡水化モジュール５を含むモジュールは、例えば海中炭化水素製造施設から周知のスタブ−イン接続（ｓｔａｂ−ｉｎ  ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）を有する海中淡水化テンプレート１に差し込まれる。スタブイン接続は、海中淡水化テンプレート１上の淡水化モジュールゾーン内に淡水化モジュール５を着底させて、淡水化モジュール５を海中淡水化テンプレート１に接続してもよい。
【００４０】
代替的に、これらの接続は、ＲＯＶ（遠隔操作探査機）を使用した接続で代用されてもよい。ＲＯ−フィルタ・カートリッジを有する淡水化モジュールの場合、前記接続には、一般的には、海水用の接続、脱塩水用の接続、濃縮海水用の接続、及びモジュールのステータスに関連する信号を転送するための接続が含まれる。洗浄用薬液用の接続も含まれていてもよい。
【００４１】
ＲＯＶは、一般的には、海中淡水化テンプレート１上へのモジュールの設置及び接続を容易にするために使用される。
【００４２】
濃縮海水を淡水化システムから場所に送るように、海中淡水化テンプレート１と連結した海水排出パイプラインを延長した濃縮海水出口３が設けられる。淡水化モジュール５及びポンプ、制御モジュール及び化学モジュールは、支援船６等を使用して、海底の海中淡水化テンプレート１上に設置される。支援船６は、海底の海中淡水化テンプレート１に降ろすために必要な吊り上げ能力を有するクレーンを備える。支援船が一つの活動でいくつかのモジュールを運ぶ能力を持っている場合、有利である。
【００４３】
海中淡水化システムへの電力は、１又は２以上の海中電力ケーブルを介して、又は燃料、風力、太陽光、又は波力等の現地での海洋発電によって、陸上から供給される。電力用ケーブル及び操業用ケーブルは、一つに束ねて前記接続線に内蔵することも、或いは一緒に敷設することもできる。海中淡水化テンプレート１は、海底の泥や岩屑が淡水化モジュールへの水流に巻き込まれるのを防止するために、海底よりも上方へある程度離れた場所にテンプレートを設置するために、基礎上の架台上に配置されてもよい。
【００４４】
図３に海中淡水化テンプレート１と、海底に設置された淡水化モジュール５等を備えた海中淡水化システムとを示す。移送ポンプモジュール１７ａ内のポンプは、脱塩水を脱塩水受入設備４への水移送線（ｗａｔｅｒ  ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ  ｌｉｎｅ）の形態で送り出す。前記脱塩水は、脱塩水パイプライン２を含む接続線に沿って右向きの矢印で表される。前記接続線に沿って左に向いた矢印は、移送ポンプモジュール１７ａ内のポンプへの電力を表す。濃縮海水は、濃縮海水出口３を有する濃縮海水管を通って排出される。
【００４５】
図４は、海中淡水化テンプレート１と、淡水化モジュール５を含むモジュールとを備えた完全な海中淡水化システムを、支援船６から１回の操作で設置することを含む代替設置方法を示す。設置方法は、例えば、支援船６の許容定格荷重に依存する。ポンプモジュール１７は、脱塩水のための移送ポンプと、淡水化モジュールを通して海水を圧送するための循環ポンプとの両方を備えていてもよい。
【００４６】
図５に上方から見た１２個の淡水化テンプレート１を備えた海中淡水化プラントを示す。各淡水化テンプレート１は、９つのモジュールを含み、そのうち、６つは淡水化モジュール５、１つはポンプモジュール１７、１つは回収可能な制御モジュール１８、一つは回収可能な化学薬品注入モジュール２９である。淡水化テンプレート１は淡水化水の分岐管に接続され、前記分岐管は脱塩水を脱塩水受入設備に移送する共通の脱塩水ライン２に接続する。各淡水化モジュール５は、電源ケーブル及び制御ケーブルにも接続される。濃縮海水出口３の排出管は濃縮海水を排出する。各正方形はモジュールを表す。図５は、プラントの大きさを容易に変えることができ、且つ異なる用途に容易に適合できることを示している。ポンプモジュール１７は、脱塩水用の移送ポンプと、淡水化モジュールを通して海水を汲み上げる循環ポンプの両方を含む。
【００４７】
制御モジュール１８は、淡水化システムをチェック及び制御し、上部の制御室と通信し、コマンドを実行するための電子回路及び論理回路を含む。制御モジュール１８は、１本以上のＩ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）用の制御ケーブルをその表面に接続する電気コネクタと、テンプレート上のセンサ及び装置へのＩ／Ｏ用のコネクタとを含む。バルブの開閉等の各制御機能には、専用の制御ループがある。
これは、単純な開ループ制御、又はセンサフィードバックによるより高度な閉ループ制御であり得る。
【００４８】
【表１】
2021535830.tif 000003
【００４９】
上記海中淡水化制御フローチャートは、開ループ制御の設定方法を示す。
【００５０】
制御機能は、通常、人間オペレータによって上部の制御室から開始されるが、代替的に、完全に自動化され、制御システムによって実行され得る。制御モジュール１８では、その設置された深度における静水圧に耐えるように設計された１つの大気圧容器内に全ての電子機器が収容されている。制御モジュール１８は、回収可能、交換可能、及び代替可能である。
【００５１】
洗浄用の化学薬品は、陸上又は支援船上の化学薬品容器から延在する化学薬品ライン１２により供給できる。
場合によっては、ある特定の化学薬品供給が有利であるか、又は必要となる。このような場合、化学薬品注入モジュール２９は、１つ又は複数の化学薬品容器と、洗浄、保守及び消毒の目的で必要とされるポンプ、配管／ダクト、操業及び制御システムとを含む。洗浄、保守、消毒の目的で、化学薬品を注入し、脱塩水の流れと混合する。脱塩モジュールをＲＯ−カートリッジ又はプレフィルタ・アセンブリ（ｐｒｅ−ｆｉｌｔｅｒ  ａｓｓｅｍｂｌｉｅｓ）でバックフラッシュするために、様々なタイプの化学薬品が「定置洗浄法」（ｃｌｅａｎ−ｉｎ−ｐｌａｃｅ  ｓｏｌｕｔｉｏｎ）で使用される。化学薬品注入モジュール２９は、回収可能、交換可能、及び代替可能である。
【００５２】
制御機能は、別個の制御モジュールを省略するために、少なくとも１つのモジュール内に集積されてもよい。
【００５３】
図６は、主に、脱塩水パイプライン２を接続する脱塩水管継手３２と、電力線１４を接続する電力線継手３４と、化学薬品ライン１２を接続する化学的線継手３３と、排出ラインを有する濃縮海水出口３とをそれぞれ含む３つの淡水化テンプレート１を備えた図５の細部に対応する。しかしながら、図６では、別個の回収可能な移送ポンプモジュール１７ａと、別個の回収可能な海水循環ポンプモジュール１７ｂとがある。化学薬品注入モジュール２９は、淡水化システムを洗浄するために設けられている。６つの空白の四角は、淡水化モジュール５を表す。制御システムは、圧力、体積流量、塩分、電力消費、温度等をモニタリングするセンサを含んでもよい。
【００５４】
【表２】
2021535830.tif 000004
【００５５】
上記の海中淡水化フローチャートは、淡水化フィルタ／逆浸透ろ過の下流側に循環ポンプを備えた特定の実施形態における淡水化システムの様々な要素を通って水がどのように流れるかを示している。
【００５６】
移送ポンプを備えた回収可能な移送ポンプモジュール１７ａは、受電設備から供給される電力で作動する。代替的な実施形態では、図５において、ポンプモジュール１７は、その表面に脱塩水を搬送する移送ポンプと、ＲＯ−フィルタを通過する海水の流れを生成する循環ポンプとの両方を含む。スタブ−イン接続には、脱塩水ポンプ用、ポンプ電源用及び信号伝達用の接続が含まる。移送ポンプモジュール１７ａは、脱塩水を受入表面施設に押し出す。移送ポンプは、淡水化モジュールの下流にある淡水を排水することで、ＲＯ−フィルタ・カートリッジに背圧がかかっていないか、非常にわずかであるようにする。移送ポンプモジュール１７ａ内の移送ポンプは、浸透圧よりも高い圧力差をＲＯ−フィルタに与える。
【００５７】
移送ポンプモジュール１７ａは、水中電動モータと、駆動軸／継手によって接続されたポンプとを含む。前記ポンプは、必要な圧力ヘッドを脱塩水に与える。電気モータへの電力は、スタブ−イン接続の代わりに、電力ケーブル終端（図示せず）からの電気ジャンパによって供給されてもよい。このようなジャンパは、ＲＯＶによって接続及び切断することができる。前記ポンプは、流体中の規定された圧力ヘッド及び流量を提供する油圧機械を備えた筐体を含む。前記ポンプは、流体入口及び流体出口を有するテンプレート配管／ダクトに接続される。
【００５８】
移送ポンプモジュール１７ａは、前記ポンプ及びモータの信頼できる動作を保証するための補助的なシステム及び装置、例えば、モータ冷却システム、潤滑システム、バルブ、モニタリング及び制御用の計装を含む。前記ポンプモジュール１７は、回収可能、交換可能、及び代替可能である。前記ポンプモジュールは、淡水化モジュール５の下流側に配置される。
【００５９】
代替的な実施形態では、海水用の循環ポンプは、淡水化モジュールの上流又は淡水化モジュールの上流に配置される。
【００６０】
図７は、ポンプ又は制御モジュールを持たない幾つかの淡水化テンプレート２０に接続される別個のポンピングテンプレート１６を備えた、本発明の淡水化システムの代替的な構成を示す。ポンピングテンプレート１６は、回収可能な化学薬品注入モジュール２９と、回収可能な搬送淡水ポンプモジュール１７ａと、回収可能な海水循環ポンプモジュール１７ｂと、回収可能な制御モジュール１８とを含む。回収可能な海水循環ポンプモジュール１７ｂ及び移送ポンプモジュール１７ａは、互いに異なる回収可能な循環ポンプモジュールに示されているが、図５に示すように同じ循環ポンプモジュール内に配置することができる。後者の場合には、４つのゾーンを有するポンピングテンプレートは、海水循環ポンプ及び移送ポンプの両方をそれぞれ備えた２つのポンプモジュール１７を収容して、脱塩水の製造を停止することなく部品の交換を可能にする冗長性が内蔵された安全装置付きのシステムを提供することができる。淡水化テンプレート２０は、淡水化モジュール５のみを含む。排出管を有する濃縮海水出口３は、上述したように、濃縮海水をシステムから遠ざける。電力用ライン１４、制御ケーブル１９及び脱塩水パイプライン２との接続線は、支援船又は甲板上部の設備の脱塩水受入設備に至る。ポンピングテンプレート１６は、海水入口３と海水循環ポンプ１１との間に流路を与える。入口管８は、前記別個のポンピングテンプレート１６からと、淡水化テンプレート２０への海水用の流路を提供する。海水は、海水入口９から、ポンピングテンプレート１６を通って、海水循環ポンプ１１を通って、ポンピングテンプレート１６を通って、入口管８を通って、淡水化テンプレート２０を通って、淡水化モジュール５内の海水フィルタを通って、ＲＯ−カートリッジを通り過ぎ、部分的にＲＯ−カートリッジを通って、濃縮海水と脱塩水に分離されるように汲み上げられる。それによって、濃縮海水はテンプレートを通って、濃縮海水出口３から流れ出る。脱塩水は、淡水化テンプレート２０、脱塩水パイプライン２との接続線、ポンピングテンプレート１６を通って、移送ポンプモジュール１７ａを通って、ポンピングテンプレート１６を通って、脱塩水パイプライン２を通って、脱塩水受入設備（図７には図示せず）に流れる。
【００６１】
化学薬品注入モジュール２９は、淡水化モジュール５内、特に前記カートリッジの海水側に注入される化学薬品を備えたタンク又は幾つかのタンクを含んでおり、前記カートリッジを通る水の流れを減少させ又は妨げる汚れ、スケーリング等を除去する。クエン酸等の化学物質をカートリッジの脱塩側に注入して、前記カートリッジを逆流方向に洗い流すこともできる。
【００６２】
図７において、別個のポンピングテンプレート１６は、ポンプ又は制御モジュールを伴わない３つの淡水化テンプレート２０に役立つが、より高い又はより少ない数の淡水化テンプレートが明確に役立ってもよい。
【００６３】
図８は、浮遊脱塩水受入設備１０を備えた代替の実施形態における本発明の淡水化システムを示す。脱塩水は、脱塩水パイプライン２を通して浮遊式脱塩水受入設備１０に汲み上げられる。化学薬品ライン１２、電力ケーブル１４及び制御ケーブル１９は、必要な消耗品を淡水化モジュール５により淡水化テンプレート１に搬送する。排出管状の濃縮海水出口３は、濃縮海水を淡水化テンプレート１から遠ざけ、近くに棲息する海洋生物に対して悪影響を及ぼさない場所に前記縮海水を導く。
【００６４】
図９は、図８の実施形態を示す。図９は、点検及びメンテナンスのために、浮遊式脱塩水受入設備１０を使用して淡水化モジュール５等のモジュールを交換できることをより明確にしている。洗浄用薬品は、化学薬品ライン１２を通って搬送される。濃縮海水は、テンプレートから離れた所に、排出管を用いて濃縮海水出口３から排出される。
【００６５】
図１０は、図８及び図９の実施形態が別個の浮動発電ユニット１３を更に備えることを示す。発電ユニット１３は、波、風、太陽、潮流等から再生可能エネルギーを供給するシステムを含むことができる。或いは、発電ユニット１３は、燃焼エンジン及び発電機を含むことができる。電源供給ラインは、浮体式発電ユニット１３から海底の淡水化システムまで延在している。
【００６６】
図１１は、海中淡水化テンプレート１から離れた場所に海水入口３８を有する入口管８に淡水化テンプレート１の海水入口が接続されている本発明の代替的な実施形態を示す。海中淡水化テンプレート１上の海水入口９に接続された入口管８は、汚染物質、生物学的物質、塩、又は他の望ましくない物質を低濃度で含む、より好ましい品質の海水を淡水化モジュール５に提供するために使用してもよい。濃縮海水出口３は、海水入口３８から離れた場所に配置されており、濃縮海水が海水入口３８に侵入するのを防止する。脱塩水パイプライン２を介して淡水化テンプレート１に接続された剪断ベースの脱塩水受入設備４は、完全な淡水化プラントと比較して必要される設置面積が小さい。
【００６７】
図１２は、図１１の実施形態に対応する代替的な実施形態を示すが、海水入口３８を有する入口管８が海底から高くされており、入口管８が海底に係留された浮遊ブイに固定されている。
【００６８】
図１３は、図１１及び図１２の実施形態に対応する代替的な実施形態を示すが、入口管８は、別個の海水入口を有する別個のフィルタリング・ポンピングステーション２１に接続される。フィルタリング・ポンピングステーション２１は、１つ又は複数の入口フィルタ２２及び上流海水ポンプを備える別個のフィルタリング・ポンピングテンプレート内に１つ又は複数のモジュールを含み、海水を入口側から淡水化モジュールを通して供給する。フィルタリング・ポンピングステーション２１は、海中淡水化テンプレート１から離れた別個の構造又はテンプレート上に海水入口を備えた入口ユニットが設けられる。海水は、淡水化モジュールに入る前に、前ろ過又は前処理のために、フィルタリング・ポンピングステーション２１を通って流れる。フィルタリング・ポンピングステーション２１は、１つ以上の入口モジュール（図示せず）を含む。各入口モジュールには、海水のろ過及び前処理用のフィルタ・アセンブリが含まれる。フィルタ・アセンブリは、異なる特性を有する１つ以上のフィルタを備える。入口モジュールは、回収可能、交換可能、及び代替可能である。フィルタリング・ポンピングステーション２１は、送液ポンプも含む。送液ポンプは淡水化システムの循環ポンプとして作動し、淡水化システムからの濃縮海水の排出を可能にする。送液ポンプは、回収可能かつ交換可能な供給ポンプモジュール内に組み込まれてもよい。
【００６９】
【表３】
2021535830.tif 000005
【００７０】
上記の海水淡水化フローチャートは、海水取入口／海水入口と、前循環フィルタの上流側の循環ポンプと、淡水化フィルタ／逆浸透ろ過を有する特定の実施形態において、淡水化システムの様々な構成要素を通して水がどのように流れるかを示している。
【００７１】
図１４は、濃縮海水出口３及び淡水化モジュール５を有する淡水化テンプレート１の下流に位置し、脱塩水受入設備４の上流に位置する淡水用の移送ポンプモジュール１７ａを備えた別個のポンプモジュールテンプレート１６を備えた図７を用いたソリューションを示す。回収可能な循環ポンプモジュール１７ｂは、淡水化テンプレート１上に配置される。
【００７２】
図１５ａ、１５ｂ、１５ｃは、本発明の淡水化システム用の淡水化モジュール５の詳細を示す。淡水化モジュール５は、淡水化モジュール５の内側に配置された複数のＲＯ−カートリッジ２３を含む。図１５ｂは、モジュールの長さを延ばす１つのカートリッジを示し、図１５ｂは、モジュールの長さを延ばす３つのＲＯ−カートリッジ２３を示す。カートリッジの数及びサイズは、市販のＲＯ−カートリッジ及びモジュールの設計パラメータによって異なる。特注のＲＯ−カートリッジを使用することもできる。周囲の海水用の入口フィルター２２がモジュールの頂部に配置され、入口用格子状部材２６が海水用の入口フィルター２２を保護する。入口フィルタ２２は、ＲＯ−カートリッジが早く目詰まりすることを防止するように設計される。淡水化モジュール５は、外枠２７と、海中モジュールに一般的に使用される上側の吊上連結具２８とを含む。脱塩水出口２４及び濃縮海水出口２５は、モジュールの底部側３７に位置し、テンプレートと接続するように構成される。これらの出口は、淡水化テンプレートの淡水化テンプレートゾーン内のモジュール流体継手にスタブ−イン接合するように設計されたテンプレート継手４７の形状にしてもよい。
【００７３】
複数のＲＯ−フィルタ・カートリッジ２３を有する淡水化モジュール５は、１つ（図１５ｂ）又は２つ以上（図１５ｃ）のＲＯ−フィルタ・カートリッジ２３が各導管内で直列に接続される、並列に配置された導管のアセンブリを含む。海水は、プレフィルタ・アセンブリ又は入口フィルタ２２を通って淡水化モジュールに入り、そこで海水が所望の品質に濾過される。次いで、予備濾過された海水がＲＯアセンブリに分配され、そこで個々の導管内のＲＯ−フィルタ・カートリッジ２３のアセンブリに入る。導管の内部では、ＲＯ−フィルタ・カートリッジ２３によって海水が脱塩水部分（浸透）と濃縮海水部分（未透過液）に分離されている。脱塩水部分及び濃縮海水部分は、それぞれ別個の出口２４、２５を通って出て、その収集配管又は多岐管システム（ｍａｎｉｆｏｌｄ  ｓｙｓｔｅｍ）に集められる。淡水化モジュール５は、流体コネクタを介してテンプレートに接続される。
【００７４】
淡水化モジュール５からの脱塩水は、移送ポンプによって集められ、その表面に汲み上げられる。循環ポンプは、十分な海水が連続的に淡水化モジュール５に入り、濃縮された海水がモジュールから出て所望位置に運ばれて海へ排出されるようにする。
【００７５】
水質を改善するプレフィルタ又は入口フィルタ２２は、ＲＯ−フィルタ・カートリッジ２３の上流に配置される。プレフィルタ又は入口フィルタ２２は、１つ又は複数のフィルタ・エレメントを含むアセンブリとして形成される。プレフィルタ・アセンブリの形状、サイズ、材料組成、層数、及び正確な機能性は、その近傍の水の状態、ＲＯ−フィルタ・カートリッジの作動要件、及び淡水化モジュールの必要な変更頻度に左右される。プレフィルタ・アセンブリは、淡水化モジュールの集積部品として示される。
【００７６】
この構造は、別個のプレフィルタ・アセンブリが、異なる位置に位置するフィルタモジュールの一部をなしている図１３の実施形態とは対照的である。代替として、プレフィルタ・アセンブリは、淡水化モジュールと同じテンプレート上に、異なる構造で、異なるテンプレートに、又はそのテンプレート上の別個のユニットとして配置されてもよい。
【００７７】
図１５ｄは、本発明の淡水化モジュール５の実施形態を示し、海中テンプレート流体継手４７内に海水入口３１を備え、循環ポンプから淡水化モジュール内に海水を汲み上げることを可能にする。従って、本実施形態では、淡水化モジュールの最上部に海水入口を含まない。このモジュールは、例えば、外部ユニットが循環ポンプ及び入口プレフィルタを含み、低圧（浸透圧π以下）にて海水を淡水化テンプレート内に汲み上げ、そしてそこから海中テンプレート流体継手４７内の海水入口３１内に汲み上げる、図１３に示される構成に適している。
【００７８】
同様に、図１６は、淡水化モジュールも示す。図１６は、脱塩水及び濃縮海水用のいくつかの出口を有する実施形態を示す。図１６ａはまた、脱塩水をモジュールから汲み出す代わりに海水を淡水化モジュール内に汲み上げることを可能にする頂部キャップ３０を備えた実施形態を示す。設置及び回収を目的として、淡水化モジュールフレームの上部にある規格化された吊上連結具２８により、規格化された吊りフレームを淡水化モジュールに接続することができる。頂部キャップ３０は、頂部キャップ内及びＲＯ−カートリッジ内にろ過された海水を入れることができるように、海水入口接続部３５を備える。
【００７９】
図１６ａは、１つのテンプレート継手４７を示し、図１６ｂは、モジュールの底部側面３７におけるテンプレートのモジュールゾーンのモジュール継手に接続されるように構成された３つの別個のテンプレート継手４７を示す。ポンプモジュールは、同様の継手を有してもよい。
【００８０】
循環ポンプは、淡水化モジュールの上流に配置することもでき、循環ポンプの出口は、海水入口接続部３５と流体接続することができる。
【００８１】
図１７及び図１８は、それぞれ９個及び１８個のモジュール用の空間を有する淡水化テンプレート１の上面図及び側面図を示す。テンプレートは、淡水化テンプレート１を海底に固定するための４つのサクションアンカー等の海底アンカー部４０を含む。濃縮海水出口継手３２はテンプレートの一端に配置され、脱塩水パイプライン２を淡水化テンプレート１に接続する。電力線継手３４は電力ケーブル１４を、化学線継手３３は化学線１２を、それぞれテンプレートに接続する。テンプレート内の四角形は、モジュール用のソケット又は継手を表し、各四角形に１つのモジュールを取り付けることができる。×印の入った四角形は、専門的な機能のためのソケット付ゾーンを表し、×印の入っていない四角形は、淡水化モジュールゾーン４１を表す。専門的なモジュール用のソケットは、ポンプモジュールゾーン４２、化学薬品注入モジュールゾーン４３及び制御モジュールゾーン４４を含んでもよい。各ゾーンは、モジュール用の接続部を備えた少なくとも１つのモジュール流体継手４６を含む。少なくとも１つ又は複数のポンプモジュールゾーン４２及び１つ又は複数の淡水化モジュールゾーン４１用のモジュール流体継手４６は、流路の接続部を有する。１つ又は複数のポンプモジュールゾーン４２は、電力ケーブル及び制御ケーブル用のモジュール流体（水）継手４６を含む。制御モジュールゾーン４４は、種々のセンサ用の接続部を含んでもよく、また、ポンプモジュール内の電気モータを制御するための制御ハードウェアを含んでもよい。また、制御モジュールは、モジュール接続の完全な遮断を可能にするテンプレート（図示せず）内部のバルブを制御し、脱塩水システムに海水が漏れることなくモジュールの交換を可能にする。また、制御モジュールは、洗浄液を構成部品内に流入させるバルブ、及び淡水化モジュールのバックフラッシュを可能にするバルブを制御して、詰まりを防止する。また、制御モジュールは、圧力センサ及び流量センサを監視して、淡水化モジュールがいつフラッシュされるべきかを特定し、又は塩分センサと通信して、脱塩水回路への海水の望ましくない侵入を識別できる。
【００８２】
前記モジュールは、海底に設置した状態で「所定の位置で洗浄」できる。洗浄液は、洗浄モジュールから、又は表面からの別個の洗浄液の導管から、テンプレートを通じて前記モジュールに送り出される。他のモジュールの動作中は、モジュールを選び出して洗浄できる。
【００８３】
図１７に示すものに加えて、図１８に循環ポンプモジュール用のソケットを示す。循環ポンプモジュールは、濃縮海水出口３から水をポンプで送り出すことによって、海水が淡水化モジュール内のＲＯ−フィルタを強制的に通過させるようにしてもよい。或いは、循環ポンプモジュールは、淡水化モジュール内のＲＯ−フィルタの上流に配置することもできる。バルブを備えたテンプレート配管又はダクト３６は、淡水化テンプレートに模式的に示されており、図中の全てのテンプレートは、モジュールの交換、化学物質によるフラッシング、機能を失ったモジュールからの迂回等の異なる動作モード及び水の流れの状況に対応するためのバルブを備えた何らかの種類のテンプレート配管又はダクト３６を含むことが可能である。バルブを有するテンプレート配管３６は、テンプレート内に一体化されているか、又はテンプレートの外側にある程度又は十分に延在するものであって、模式図は完全ではなく、バルブを有する実際のテンプレート配管を表すことを意図していない。
【００８４】
図１９ａ−ｃは、モジュールフレーム２７を有する水ポンプモジュール１７と、ポンプ及びモータを含む密閉型の電気水ポンプアセンブリを示す。規格化された吊上連結具２８は、モジュールフレーム２７に固定される。海中テンプレート継手４７は、流体継手を備えており、水入口及び水出口のうちの少なくとも１つを含む。海中テンプレート継手４７は、制御の接続部及び電力の接続部を更に含んでもよい。前記接続部は、主に、水ポンプモジュール１７の底部面３７に配置される。前記接続部はテンプレートに合うように構成されており、テンプレートのモジュールゾーンとポンプモジュール１７との間にインタフェースを形成してもよい。水ポンプモジュールは、図１９ａに示すような脱塩水移送ポンプアセンブリ４８を備えた脱塩水移送ポンプモジュール１７ａと、図１９ｂに示すような海水循環ポンプアセンブリ４９を備えた海水循環ポンプモジュール１７ｂと、図１９ｃに示すような淡水移送ポンプと海水循環ポンプモジュール１７ａｂを組み合わせたものとすることができる。後者の場合、水ポンプモジュールは、脱塩水移送ポンプアセンブリ４８と海水循環ポンプアセンブリ４９の両方を含む。
【００８５】
図２０は、本発明のモジュール化された海中海水淡水化システムの模式図であり、水の流れを示す図である。海水の入口は、ＲＯ−カートリッジ２３と共に淡水化モジュール５の上方に下向きの矢印で示されている。淡水化モジュール５からの濃縮海水は、海中淡水化モジュールゾーン４１内のモジュール流体継手４６に接続された海中テンプレート流体継手４７を通って、淡水化テンプレート１を通って、循環ポンプアセンブリ４９を備えた海中循環ポンプモジュール１７ｂを通って流れ、左に指す矢印で示すように、濃縮海水出口継手１５を通って淡水化テンプレート１を離れる。
【００８６】
淡水化モジュール５からの脱塩水は、海中淡水化モジュールゾーン４１内のモジュール流体継手４６に接続された海中テンプレート流体継手４７を通って流れ、淡水化テンプレート１、移送ポンプアセンブリ４８を備えた海中移送ポンプモジュール１７ａを通って、矢印で右に示すように、脱塩水ライン継手３２を通って淡水化テンプレート１を離れる。
【００８７】
淡水化モジュール５、循環ポンプモジュール１７ｂ及び移送ポンプモジュール１７ａは、淡水化テンプレート上のそれぞれのモジュールゾーン４１、４５、４２に設置される。各ゾーンはモジュール流体継手４６を含み、各部はテンプレート流体継手４７を含む。
【００８８】
淡水化テンプレート１は、サクションアンカー、杭等の海底アンカー部４０を含む。
【００８９】
図２１は、淡水化テンプレート１が回収可能であり、海底アンカー部４０に固定された常置海底基礎５０上に位置する代替的な実施形態を示す。常置海底基礎５０には、メンテナンス及び点検、修理を必要とする配管又はその他の機能は含まれない。常置海底基礎５０上のテンプレート保持フレーム６１は、常置海底基礎５０上の淡水化テンプレート１を局所化する。回収可能な淡水化テンプレート１は、点検及び修理のために回収可能であるが、常置海底基礎５０は、淡水化テンプレート１が配置された後もその位置を維持することを確実にする。
【００９０】
ジャンパ６２及び６３は、淡水化モジュールゾーン４１内の淡水化モジュール５、循環ポンプモジュールゾーン４５内の循環ポンプアセンブリ４９を備えた循環ポンプモジュール１７ｂ、及び移送ポンプモジュールゾーン４２内の移送ポンプアセンブリ４８を備えた移送ポンプモジュール１７ａを接続しており、すべての接続が淡水化テンプレート１で構成される必要がないことを示す。
【００９１】
図２２は、淡水化モジュールゾーン４１を備えた淡水化テンプレート１が回収可能であり、淡水化テンプレートゾーンを備えた別個の基部テンプレート５５の上部に位置する、更に別の実施形態を示す。基部テンプレート５５は、配管（図示せず）を含み、回収可能であり、海底アンカー部４０に固定された常置海底基礎５０上に配置されている。テンプレート接続部６４は、淡水化テンプレート１と基部テンプレート５５との間のインタフェース及び接続を構成する。脱塩水出口継手３２及び濃縮海水出口継手１５は、基部テンプレート５５上に配置され、基部テンプレート５５上／内の配管は、基部テンプレート及び淡水化テンプレート１に接続する。基部テンプレート５５上の淡水化テンプレート保持フレーム６７は、基部テンプレート５５上の淡水化テンプレート１を設置する。
【００９２】
同様に、ポンプモジュールゾーン４５、４２内にそれぞれ設置された循環ポンプモジュール１７ｂ及び移送ポンプモジュール１７ａを有するポンピングテンプレート６８が、ポンピングテンプレートゾーンを有する基部テンプレート５５上に設置される。テンプレート接続部５４は、ポンピングテンプレート５４と基部テンプレート５５との間のインタフェース及び接続を構成する。常置海底基礎５０上のテンプレート保持フレーム６１は、常置海底基礎５０上の基部テンプレート５５を設置する。基部テンプレート５５上のポンピングテンプレート保持フレーム６７は、ポンピングテンプレート６８を基部テンプレート５５上に設置する。
【００９３】
図２３は、常置海底基礎５０上に配置された淡水化テンプレート１を備えた海中淡水化システムの模式図である。淡水化テンプレート１とモジュール５、１７ａ、１７ｂとの間のすべての流体接続は、海中テンプレート流体継手４７及びモジュール流体継手４６を通る。電源及び制御用の追加の継手も、テンプレート及びモジュールに接続される。常置海底基礎５０上のテンプレート保持フレーム６１は、テンプレート１を適所に保持する。
【００９４】
明らかに、全ての構成要素は、意図された深度で確実に動作できるように、圧力定格での海中での使用を意図して設計されている。一般的に３００ｍ超の深さは約３０ｂａｒの静水圧になるので、世界中の一般的な海水の浸透圧πを超えるのに十分である。
【００９５】
脱塩水製造システムから離れた場所に、濃縮した海水を均一に海中に散布することは、環境に優しい排出手段を提供するために重要である。排出手段は、複数の排出口又は分散装置を有する排出管に接続された濃縮海水排出口、又は濃縮海水を分配するために複数の排出口を有する排出管及び管のネットワーク（図示せず）を含む。このような排出手段は、濃縮海水の環境への影響を制限し、或いは低減する。
【００９６】
排出ユニット（図示せず）は、テンプレート上に事前に配置された排出モジュールを備えており、排水の制御及び十分な分散を容易にすることができる。排出ユニットは、脱塩水テンプレートに接続される。排出モジュールは、回収可能かつ交換可能である。
【００９７】
図面を参照して上述した淡水化システムは、陸上のコントロールセンター、又は沖合の水上艦の遠距離から監視、制御、及び運用される。コントロールセンターの位置は限定されず、例えばインターネットを介して淡水化システムの陸上コントロールセンターに接続してもよい。コントロールセンターは海洋データと計装用ケーブルを介して海中システムに接続されている。全てのポンプ、電気機器及び計装は、通常、データ及び計装ケーブルを介して、又は衛星及び浮遊ブイを介して、監視及び制御される。浮体式ブイと衛星間の通信は、例えば、海中機器に接続された海面上のアンテナ／送信受信ユニットを介して行うことができる。
【００９８】
電気機器及び計装は、淡水化システムを操作する船舶から監視及び制御されてもよい。
【００９９】
支援船は、陸上供給基地と海中淡水化システムの位置との間を行き交うようにしてもよい。陸上貯蔵供給基地は、海中淡水化システムの近くに配置し、船積み用に準備された予備の淡水化モジュール及びポンプモジュールをおいておくようにしてもよい。淡水化モジュールは、定期的に、又は特定のモジュールに問題がある都度、交換される。支援船は、陸上供給基地から海中淡水化システムの位置まで１つ又は複数の新規の／修理済の淡水化モジュールを運び、１つ又は複数の淡水化モジュールを淡水化テンプレート上に降ろすことができる。次いで、新規の／修理済の淡水化モジュールは、海中テンプレート上に設置され、回収された淡水化モジュールと取り換える。この作業は、選択された全ての海中モジュールが、取替え用の淡水化モジュールと置換されるまで継続してもよい。ポンプ、制御、化学薬品注入モジュールの交換も同様に行う。海中ポンプモジュール、化学薬品注入モジュール及び制御モジュールは、交換用のポンプモジュール、化学薬品注入モジュール部又は制御モジュールが下降し、海中テンプレート上に設置されて回収されたポンプ又は制御モジュールに取り換えられる前に、支援船上で持ち上げられて移動される。回収されたモジュールはすべて、点検修理のために陸上の供給基地に運ばれる。
【０１００】
本発明の上述の実施形態は、特定のモジュール及び位置とともに説明される。しかしながら、種々のソリューションを本発明のシステム内で組み合わせられることが意図されている。例えば、受水設備から化学薬品を搬送するラインを用いるソリューション、又は海底で化学薬品を収容する１つ又は複数のタンクを収容するモジュールを用いるソリューションは、いずれかの実施形態と組み合わせることができる。同様に、全ての実施形態は、循環ポンプを特定の目的用のモジュール内に、又は循環ポンプと移送ポンプの両方を備えた組み合わせのポンプモジュール内に含んでもよい。全ての実施形態は、浮遊脱塩水受入施設として、又は陸上の受入施設として利用することができ、全ての実施形態は、遠隔にある海水入口等を利用することができる。モジュールゾーン又はテンプレートゾーンを持つ各種テンプレートも同様に利用される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５ａ】
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【図１５ｂ】
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【図１５ｃ】
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【図１５ｄ】
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【図１６ａ】
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【図１６ｂ】
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【図１６ｃ】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９ａ】
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【図１９ｂ】
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【図１９ｃ】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【国際調査報告】
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