ВЫДВИЖНАЯ НОСОВАЯ ПОГРУЗОЧНАЯ СИСТЕМА И СПОСОБ
RETRACTABLE FOREMOST LOADING SYSTEM AND METHOD

Изобретение относится к носовой погрузочной системе (BLS - bow loading system) судна и соответствующему способу.
Она предназначена для использования при перекачке текучих сред в море между двумя судами, расположенными последовательно.
Текучая среда может представлять собой, например, сжиженный природный газ.
Первое из двух судов, на котором постоянно установлена носовая погрузочная система, может представлять собой судно, выполненное с возможностью приема газа для его транспортировки, такое как танкер или LNG-C («Судно для перевозки сжиженных природных газов» - СПГ-танкер), например, метановоз.
Второе из двух судов может представляет собой добывающее судно, известное под названием LNG-P («Судно для добычи и сжижения природного газа»), LNG-FPSO («Плавучая установка для обработки, хранения и отгрузки сжиженного природного газа») или FLNG («Плавучая установка для сжижения природного газа» - плавучий СПГ-завод), судно для повторного сжижения (FSRU - «Плавучая установка для хранения и регазификации»), GBS («Сооружение гравитационного типа») или, в заключение, платформа.
Носовая погрузочная система, как правило, содержит одну или множество соединительных муфт-клапанов, установленных на носу судна, например, такого как СПГ-танкер, для обеспечения соединения одной или множества жестких или гибких отгрузочных линий, опирающихся на неподвижную или подвижную конструкцию, установленную на втором судне, таком как плавучий СПГ-завод.
Такая система известна, например, из заявки на Европейский патент ЕР2697112.
Носовая погрузочная система, раскрытая в данном документе, почти не защищена от нагрузок при заливании, а также слабо защищена от коррозии.
Настоящее изобретение относится в целом к мерам, обеспечивающим возможность эффективной защиты носовой погрузочной системы от нагрузок при заливании и, кроме того, приводящим к другим преимуществами.
Для этого изобретение относится к носовой погрузочной системе, предназначенной для установки на палубе бака первого судна и содержащей, по меньшей мере, одну трубу для транспортировки текучей среды, имеющую муфту-клапан на первом конце каждой трубы, которая предназначена для соединения с ответным клапаном трубы для транспортировки текучей среды опорной конструкции, установленной на втором судне; неподвижную конструкцию, предназначенную для закрепления на палубе с образованием поднимающейся наклонной опоры; подвижную конструкцию, которая установлена на наклонной опоре неподвижной конструкции с возможностью перемещения и к которой присоединена каждая труба для транспортировки текучей среды для перемещения муфты-клапана каждой трубы из отведенного положения в выдвинутое положение, в котором ответный клапан может быть соединен с муфтой-клапаном, и средства для перемещения подвижной конструкции из отведенного положения в выдвинутое положение.
Такие меры обеспечивают возможность установки носовой погрузочной системы на палубе судна такого типа, которое содержит выступающую часть палубы бака, проходящую от одного борта судна до другого и над палубой, так, чтобы она была полностью или по существу полностью защищена посредством данной выступающей части от нагрузок при заливании в ее отведенном положении. По мере необходимости она может быть перемещена в выдвинутое положение для выполнения операций отгрузки. Благодаря данным мерам носовая погрузочная система также защищена от возможного столкновения.
Более конкретно, в случае аварийной расстыковки возможен быстрый отвод носовой погрузочной системы из положения отгрузки в отведенное положение, обеспечивающий отсутствие риска столкновения с опорной конструкцией системы отгрузки или другим оборудованием. Действительно, наклонная опора обеспечивает возможность одновременных перемещений вниз и назад.
В соответствии с предпочтительными мерами по изобретению, которые могут быть скомбинированы:
- Наклонная опора имеет прямолинейную или криволинейную форму для образования соответственно прямолинейной или криволинейной траектории для подвижной конструкции.
- Муфта-клапан каждой трубы для транспортировки текучей среды ориентирована вниз для присоединения взаимодействующего клапана к ней снизу.
- Каждая труба для транспортировки текучей среды образована, по меньшей мере, одной гибкой секцией.
- Каждая труба для транспортировки текучей среды образована множеством жестких секций, соединенных друг с другом посредством герметичных шарнирных соединений.
- Подвижная конструкция образует каретку, катящуюся по неподвижной конструкции.
- Каретка содержит колеса для перекатывания по направляющим неподвижной конструкции, образующей наклонную опору.
- Носовая погрузочная система выполнена с возможностью перемещения ее подвижной конструкции в ее отведенное положение при процедуре аварийной расстыковки со скоростью, превышающей скорость нормального отведения после операции перекачки текучей среды.
- Средства для перемещения подвижной конструкции выполнены с возможностью перемещения подвижной конструкции в ее отведенное положение при процедуре аварийной расстыковки со скоростью, превышающей скорость нормального отведения после операции перекачки текучей среды.
- Подвижная конструкция выполнена с возможностью ее перемещения в ее отведенное положение при процедуре аварийной расстыковки со скоростью, превышающей скорость нормального отведения после операции перекачки текучей среды, за счет использования гравитации.
- Средства для перемещения подвижной конструкции содержат гидравлические, электрические или пневматические исполнительные механизмы.
- Подвижная конструкция содержит, по меньшей мере, одну промежуточную платформу для воздействия на оборудование носовой погрузочной системы.
- Неподвижная конструкция содержит лестницу, проходящую рядом с подвижной конструкцией, по меньшей мере, с ее одной стороны для обеспечения доступа к подвижной конструкции.
Изобретение также относится к судну, содержащему носовую погрузочную систему, определенную выше.
Согласно варианту осуществления носовая погрузочная система установлена на палубе бака судна, и выступающая часть корпуса палубы бака проходит над палубой от одного заднего конца носовой погрузочной системы на одном борту судна до другого заднего конца носовой погрузочной системы на противоположном борту судна и, по меньшей мере, до верхней границы носовой погрузочной системы в ее отведенном положении на, по меньшей мере, части длины выступающей части.
Изобретение также относится к способу перекачки текучей среды посредством носовой погрузочной системы, определенной выше, или судна, в котором при процедуре аварийной расстыковки подвижную конструкцию перемещают в ее отведенное положение со скоростью, превышающей скорость нормального отведения после операции перекачки текучей среды.
Другие признаки и преимущества настоящего изобретения станут очевидными из нижеприведенного описания, которое является неограничивающим и выполнено со ссылкой на сопровождающие схематические чертежи (в разных масштабах).
Фиг. 1 и 2 показывают разные последовательные этапы (соответственно на общем виде и виде сбоку) соединения труб двух судов (СПГ-танкера и плавучего СПГ-завода), которые проиллюстрированы частично и в которых используется носовая погрузочная система согласно изобретению.
Фиг. 3 и 4 представляют собой виды сбоку, показывающие СПГ-танкер по фиг. 1 и 2 при двух положениях носовой погрузочной системы согласно изобретению (отведенном и выдвинутом).
Фиг. 5 и 6 показывают два вида в перспективе части бака судна, имеющего носовую погрузочную систему согласно изобретению.
На фиг. 1 и 2 СПГ-танкер 100 показан рядом с плавучим СПГ-заводом 200. Портальная конструкция 210 прикреплена к плавучему СПГ-заводу 200.
Три шарнирно-соединенные трубы 220 подвешены к портальной конструкции 210.
Каждая шарнирно-соединенная труба 220 образует подвижную трубу для транспортировки текучей среды от плавучего СПГ-завода 200 к СПГ-танкеру 100 и содержит наружный клапан 221.
Шарнирно-соединенные трубы 220 соединены друг с другом посредством поперечной удерживающей конструкции (не видимой на чертежах). Два охватываемых центрирующих конуса закреплены сверху на данной поперечной удерживающей конструкции (при этом конусы имеют одинаковую ориентацию, и только один виден на фиг. 1 со ссылочной позицией 222).
Два охватывающих центрирующих конуса закреплены снизу на опорной конструкции 110, установленной на палубе бака СПГ-танкера 100 (эти конусы также имеют одинаковую ориентацию, и только один виден со ссылочной позицией 111; см., в частности, фиг. 3 и 4).
Охватываемые центрирующие конусы 222 предназначены для ввода в контактное взаимодействие в показанной конфигурации с соответствующими охватывающими центрирующими конусами 111 (см. фиг. 2).
Отверстие каждого ориентированного вниз, охватывающего центрирующего конуса 111 сцентрировано относительно оси, образующей угол с вертикалью. Вблизи данного конуса 111 имеется муфта-клапан 112, ориентированная параллельно конусу 111.
Третья муфта-клапан расположена между остальными двумя для соединения каждого наружного клапана 221 в целом с муфтой-клапаном 112.
В данном случае видна также только одна муфта-клапан 112 (см., в частности, фиг. 3 и 4).
Трос 113 (см., в частности, фиг. 5), управляемый посредством шкивов 114 с помощью лебедок 115), проходит через каждый охватывающий центрирующий конус 111 для соединения с поперечной удерживающей конструкцией, при этом он выполнен с возможностью соединения с ней посредством системы фиксации.
Эти тросы используются для соединения наружных клапанов 221 шарнирно-соединенных труб 220 с муфтами-клапанами 112 снизу посредством подъема наружных клапанов 221 по направлению к муфтам-клапанам 112.
Также можно видеть лебедку 116, обеспечивающую управление предохранительным тросом 117, проходящим на шкиве 116'. Предохранительный трос 117 постоянно прикреплен к нижней части одной из трех муфт-клапанов СПГ-танкера 100 (центральной муфты-клапана).
Более точно, каждая муфта-клапан 112 образована нижним клапаном и верхним клапаном (не видимыми на фигурах). Кроме того, каждая муфта-клапан 112 предусмотрена с системой аварийного расцепления (ERS - Emergency Release System (системой аварийного расцепления) или PERC - Powered Emergency Release Coupler (муфтой аварийного расцепления с механическим приводом)), посредством которой нижний клапан отсоединяется от верхнего клапана в случае аварийной расстыковки, оставаясь соединенным с наружным клапаном 221 шарнирно соединенной линии. При этом лебедка 116 образует тормоз при размотке предохранительного троса 117, который обеспечивает замедление опускания свободных концов шарнирно-соединенных труб 220.
Эти признаки известны из заявки на Европейский патент ЕР2382124. Следовательно, они не будут описаны с дополнительными подробностями в данном документе. В частности, остальные тросы, используемые для управляемого перемещения шарнирно-соединенных труб 220, а также для соответствующих процедур соединения, разъединения и аварийной расстыковки, не описаны в данном документе, но выполнены так же, как описанные в этой патентной заявке.
В альтернативном варианте, если пикообразный сегмент используется на портальной конструкции 210, как в случае конструкции, описанной в вышеупомянутой патентной заявке ЕР 2697112, тросы и процедуры, предусмотренные в данном случае, являются такими, как описанные в заявке на Европейский патент ЕР 2697112.
Согласно изобретению носовая погрузочная система 110 содержит две основные части, а именно, с одной стороны, неподвижную конструкцию 120, закрепленную на палубе 130 СПГ-танкера 100 и образующую поднимающуюся наклонную опору 121, и, с другой стороны, подвижную конструкцию 140, установленную на наклонной опоре 121 неподвижной конструкции 120 с возможностью перемещения из отведенного положения (или положения хранения), показанного на фиг. 3, в выдвинутое положение, показанное на фиг. 4.
Цель этого перемещения из отведенного положения в выдвинутое положение состоит в переводе муфт-клапанов 112 в положение для соединения с наружными клапанами 221 шарнирно-соединенных труб 220.
Для этого каждая муфта-клапан 112 установлена на первом конце каждой из трех труб 118 для транспортировки текучей среды, и каждая из этих труб для транспортировки текучей среды соединена с подвижной конструкцией 140 с возможностью передачи движения подвижной конструкции 140 муфтам-клапанам.
В данном случае соединение осуществляется посредством фиксаторов 141 (см. фиг. 3 и 4), соединенных как с металлическими балками, образующими подвижную конструкцию 140, так и с каждой муфтой-клапаном 112. В других вариантах осуществления труба для транспортировки текучей среды может быть соединена с подвижной конструкцией посредством одной из жестких секций, которые образуют трубу и которые соединены друг с другом посредством герметичных шарнирных соединений аналогично соединению секций шарнирно-соединенных труб 220.
Само собой разумеется, могут быть реализованы другие способы фиксации, например, использование хомутов для фиксации муфт-клапанов относительно балок подвижной конструкции, в частности, когда используются трубчатые балки.
Благодаря герметичным шарнирным соединениям каждая труба для транспортировки текучей среды образует ломаную линию, которая может удлиняться при переводе из сложенного положения в развернутое положение.
На конце, противоположном по отношению к концу, несущему муфту-клапан 112, каждая труба 118 для транспортировки текучей среды соединена посредством герметичного шарнирного соединения с другой трубой 119, установленной на палубе 130 СПГ-танкера, для перекачки текучей среды, поступающей из плавучего СПГ-завода, в резервуары СПГ-танкера.
Подвижная конструкция 140, образованная из комплекта металлических балок, приваренных друг к другу, образует в данном случае каретку, катящуюся по неподвижной конструкции 120. Для этого она содержит колеса для перекатывания по направляющим 122 неподвижной конструкции 120. Эти направляющие 122 приварены к неподвижной конструкции 120, которая также образована из комплекта металлических балок, приваренных друг к другу.
На практике каретка вставлена между двумя боковыми частями неподвижной конструкции 120. Каждая из данных боковых частей содержит одну направляющую 122, которая образует наклонную опору 121 вместе с другой направляющей второй части.
В представленном варианте осуществления наклонная опора имеет прямолинейную форму для образования прямолинейной траектории для подвижной конструкции. Эта траектория показана пунктиром на фиг. 4.
Как также можно видеть на данной фигуре, в качестве варианта наклонная опора может иметь криволинейную форму для образования криволинейной траектории для подвижной конструкции.
Для перемещения подвижной конструкции 140 из отведенного положения в выдвинутое положение, а также из выдвинутого положения в отведенное положение носовая погрузочная система 110 также содержит средства для перемещения этой подвижной конструкции 140.
Для этого средства перемещения содержат в представленном варианте осуществления два гидравлических подъемника 150, каждый из которых прикреплен посредством вилок 151 к неподвижной конструкции 120, палубе 130 СПГ-танкера 100 и к подвижной конструкции (см., в частности, фиг. 3 и 4).
Эти подъемники 150 также выполнены в данном случае с возможностью перемещения подвижной конструкции 140 в ее отведенное положение при процедуре аварийной расстыковки со скоростью, превышающей скорость нормального отведения после операции отгрузки текучей среды.
Следовательно, на практике подъемники по настоящему изобретению представляют собой подъемники двойного действия. В качестве варианта могут быть использованы подъемники одинарного действия, и при этом отвод подвижной конструкции 140 в ее отведенное положение при процедуре аварийной расстыковки может быть обеспечен со скоростью, превышающей скорость нормального отведения после операции отгрузки текучей среды, посредством использования только гравитации. В еще одном варианте осуществления гравитация также может быть использована вместе с подъемником двойного действия.
Как также можно видеть на некоторых из чертежей, передняя часть подвижной конструкции 140 также снабжена буфером 142 из резиновых амортизаторов удара для защиты охватывающих центрирующих конусов 111 и муфт-клапанов 112.
Как следует более конкретно из фиг. 5 и 6, благодаря изобретению носовая погрузочная система 110 в ее отведенном положении, предусмотренном во время плавания или достигнутом после последовательности аварийных операций, может быть полностью защищена посредством выступающей части 161 корпуса 160 палубы бака СПГ-танкера для гарантирования лучшей защиты оборудования на ней от нагрузок при заливании и от коррозии в результате него, а также от потенциальных столкновений. Также следует отметить, что эта выступающая часть 161 полностью видна на фиг. 5 и 6 и только частично проиллюстрирована на фиг. 1-4.
На практике выступающая часть 161 корпуса 160 палубы бака проходит над палубой 130 от заднего конца носовой погрузочной системы 110 на одном борту судна (то есть конца носовой погрузочной системы 110, противоположного концу, предусмотренному с муфтами-клапанами 112) до другого заднего конца носовой погрузочной системы 110 на противоположном борту судна. Эта выступающая часть также проходит над верхней границей носовой погрузочной системы 110 в ее отведенном положении, по меньшей мере, на части длины этой выступающей части 161. В представленном варианте осуществления носовая погрузочная система расположена под верхней границей выступающей части 161 на бортах судна, но выступает немного над верхней границей выступающей части 161 на носу судна вследствие выреза 162, который образован в выступающей части 161 корпуса и в котором закрывающая панель 163 установлена в данном случае с возможностью смещения. Следовательно, на практике носовая погрузочная система также расположена ниже верхней границы выступающей части на носу судна, когда панель находится в ее закрытом положении, в котором она закрывает вырез 162. Этот вырез 162 выполнен в настоящем изобретении для обеспечения возможности прохождения подвижной конструкции 140 носовой погрузочной системы в начале ее перемещения из отведенного положения в выдвинутое положение. Он проходит на приблизительно 1/5 от высоты выступающей части и фактически на всей ширине носа.
В зависимости от расположения носовой погрузочной системы в других вариантах осуществления можно обойтись без выреза.
Также следует отметить, что в выдвинутом положении носовая погрузочная система 110 по представленному варианту осуществления расположена над выступающей частью 161 корпуса палубы бака и за ней по направлению к плавучему СПГ-заводу. Кроме того, выступающая часть 161 показана только частично на фиг. 1, 2, 3 и 4 для иллюстрации остальных элементов носовой погрузочной системы 110.
Как также можно видеть на фиг. 5, подвижная конструкция также содержит промежуточную платформу 143 для обеспечения доступа к оборудованию носовой погрузочной системы 110, при этом указанная платформа расположена на уровне верхней границы выступающей части 161 корпуса 160 палубы при выдвинутом положении носовой погрузочной системы 110.
Благодаря подвижной конструкции 140 доступ к оборудованию носовой погрузочной системы 100 возможен посредством данной платформы 143, а также с палубы СПГ-танкера.
Для доступа к промежуточной платформе 143, а также к другим частям подвижной конструкции 140 неподвижная конструкция содержит, как также показано на фиг. 5, лестницы 123, которые проходят вдоль обеих сторон подвижной конструкции 140.
Функционирование носовой погрузочной системы согласно изобретению таково:
Во время плавания и фазы приближения к плавучему СПГ-заводу носовая погрузочная система 110 находится в отведенном положении (фиг. 3). В этом положении вся носовая погрузочная система полностью защищена посредством неподвижного средства защиты от заливания (посредством выступающей части 161). Как только СПГ-танкер окажется и будет сориентирован в надлежащем положении относительно плавучего СПГ-завода при его стабилизации близко к теоретической заданной точке, носовую погрузочную систему выдвигают и фиксируют в полностью выдвинутом положении (фиг. 4). После этого могут выполняться соединение отгрузочных линий 220 с соединительными муфтами-клапанами 112 в носовой погрузочной системе и отгрузка.
В случае процедуры аварийной расстыковки отгрузочные линии отсоединяют, и отвод носовой погрузочной системы инициируют и выполняют достаточно быстро для обеспечения значительного зазора по отношению к опорной конструкции (портальной конструкции 210) для отгрузочных линий, установленной на плавучем СПГ-заводе, когда СПГ-танкер находится под ней.
Благодаря изобретению:
1. Носовая погрузочная система может быть перемещена из положения хранения в положение отгрузки вдоль траектории, которая может быть прямолинейной или криволинейной.
2. В случае аварийной расстыковки осуществляют быстрый отвод носовой погрузочной системы из положения отгрузки в положение хранения при обеспечении отсутствия риска столкновения с опорной конструкцией системы отгрузки или другим оборудованием. Отвод может быть активным при использовании исполнительных механизмов для управления перемещением носовой погрузочной системы или пассивным при использовании гравитации.
Выдвижная носовая погрузочная система обеспечивает при полностью отведенном положении значительный зазор (см. ''Δ'' на фиг. 2) относительно неподвижной или подвижной конструкции на плавучем СПГ-заводе, которая служит опорой для одной или множества жестких или гибких отгрузочных линий:
- на фазе приближения перед каким-либо соединением носовая погрузочная система находится в полностью отведенном положении и защищена средством защиты от заливания (вышеупомянутой выступающей частью);
- во время отгрузки в случае аварийной расстыковки, требующейся вследствие ненормальных условий, выполняется быстрый отвод носовой погрузочной системы, который гарантирует то, что носовая погрузочная система быстро окажется в полностью отведенном положении, в котором она защищена средством защиты от заливания.
3. При отведенном положении (положении хранения) с палубы СПГ-танкера обеспечивается доступ ко всему оборудованию носовой погрузочной системы, что создает возможность более легкого и безопасного выполнения операций технического обслуживания и текущего ремонта.
С палубы СПГ-танкера возможен доступ к любому оборудованию в носовой погрузочной системе для выполнения любой операции технического обслуживания и текущего ремонта, когда носовая погрузочная система находится в полностью отведенном положении. Кроме того, операция технического обслуживания и текущего ремонта может быть выполнена во время фаз плавания СПГ-танкера в условиях, безопасных для операторов: над палубой СПГ-танкера и при защите посредством средства защиты от заливания.
4. Носовая погрузочная система в отведенном положении, предусмотренном во время плавания или достигнутом после последовательности аварийных операций, полностью защищена посредством корпуса (выступающей части) палубы бака СПГ-танкера и под его верхней границей, что гарантирует лучшую защиту оборудования носовой погрузочной системы от коррозии, нагрузок при заливании и потенциального столкновения.
5. Высота носовой погрузочной системы в полностью отведенном положении значительно меньше ее высоты в полностью выдвинутом положении, предназначенном для выполнения операций отгрузки, что обеспечивает возможность лучшей видимости во время плавания СПГ-танкера.
Изобретение не ограничено данными вариантами осуществления и охватывает все варианты в пределах знаний специалиста в данной области техники, которые находятся в пределах объема формулы изобретения.
В частности, первый и второй модули могут быть соединены вместе с возможностью смещения посредством направляющих, имеющих ответные формы, или могут удерживаться вместе посредством колес, расположенных между направляющими поверхностями U-образных направляющих.
Кроме того, каждая труба для транспортировки текучей среды, образованная множеством жестких секций, соединенных друг с другом посредством герметичных шарнирных соединений, может быть заменена трубой для транспортировки текучей среды, образованной, по меньшей мере, одной гибкой секцией.
Кроме того, средства для перемещения подвижной конструкции могут быть образованы электрическими или пневматическими исполнительными механизмами вместо гидравлических исполнительных механизмов.