用于在诸如一客户船的船舶与设施之间进行传输的传输系统的制作方法

文档序号:13743003阅读:146来源:国知局
技术领域本发明涉及流体输送技术领域,尤其涉及在诸如客户船等船舶与设施之间进行液化天然气的传输。

背景技术:
现有技术中,已知的许多系统使得两条船之间在海上进行液化天然气的传输成为可能。例如,文件WO0134460就揭露了一种可在液化天然气开采船与液化天然气运输船之间进行液化天然气传输的系统,该液化天然气传输的系统包括三条平行的柔性管道,其中的两条柔性管道可用于将液化天然气从上述的液化天然气开采船输送至上述的液化天然气运输船,而第三条柔性管道则可用于将天然气从上述的液化天然气运输船输送至上述的液化天然气开采船上,以用于平衡两条船上储罐的顶部气态空间内的压力,从而能够避免上述的液化天然气开采船上储罐内部压力的下降。上述的三条柔性管道均被悬挂在被安装在液化天然气开采船的夹板上且可移动的桅杆上,并且,上述的三条柔性管道在液化天然气运输船上均具有一个自由端,且该自由端上带有用于与收集器连接的通常被称为歧管的部件。上述类型的传输系统并不能满足所有的需求。事实上,当海面不平静时,两条船之间的相对移动会使得上述的柔性管道进行随机移动,进而使得操控它们的操作特别的复杂。而上述困难的操作又会使得在液化天然气运输船上进行的柔性管道与歧管之间连接操作执行时间较长且不稳定。

技术实现要素:
本发明的核心思想是通过提供一种在船舶与设施之间进行流体传输的系统,以使得船舶可简单、快速且安全地与设施之间建立连接。根据一个实施例,本发明提供的一种在轮船与设施之间进行流体传输的系统包括:1.-一桅杆,包括被设计用于固定在供应船舶的一平台上的一近端,以及一远端;2.-至少一流体传输管线,沿所述桅杆延伸;以及3.-至少一管道,悬挂于所述桅杆的所述远端,所述管道首先与所述流体传输管线连接,其次配置有用于与所述设施上的一岐管相配合的一连接部件;其中,所述管道包括:4.-一第一刚性部分和一第二柔性部分,所述第一刚性部分和所述第二柔性部分相继从所述流体传输管线延伸至所述连接部件;以及5.一硬化部件,设置在一硬化伸长位置和一释放缩回位置之间以沿所述管道移动,所述硬化伸长位置用于硬化所述柔性部分,使得所述硬化部件沿所述柔性部分延伸以与向所述刚性部分延伸的所述柔性部分对齐,所述硬化部件在所述释放缩回位置内沿着所述刚性部分延伸以允许所述柔性部分的弯折。根据一个实施例,上述的硬化部件包括能相对于所述柔性部件进行滑动的一支架,沿所述柔性部分,所述支架在所述硬化部件的所述伸长位置处与所述柔性部分的一远端配合,以与向所述刚性部分延伸的所述柔性部分对齐,且所述支架与所述管道的位于所述柔性部分的远端与所述桅杆的所述远端之间的一区域相配合,使得的所述柔性部分以自然长度释放所述支架,进而使得所述柔性部分以自然长度弯曲。因此,首先,当所述硬化部件处于硬化伸长位置时,所述柔性部分保持与所述刚性部分对齐,以便于对其进行操控,其次,当所述硬化部件位于用于释放的位置时,悬挂的管道则有一定的柔韧性,以使得船舶与设施之间能够相对移动。因此,此类型的传输系统能够建快速且安全地在两艘船舶之间建立连接。此类型的传输系统也能用于通过与诸如一液化天然气(LNG)接收站或位于码头的一液化天然气供给驳船这样的设施建立连接来为一船舶提供供给。需要注意的是,基于这种类型的配置,虽然可方便的操控所述悬挂的管道,然而,在操控过程中由于所述管道中充满了液化天然气和/或支撑诸如紧急切断装置的重的部件,管道具有非常重的重量。基于多个实施实施例,这种类型的传输系统可以包括一个或多个下面的技术特征:-所述硬化部件为一刚性鞘,设置在所述硬化伸长位置和所述释放缩回位置之间以沿所述管道滑动,位于所述硬化伸长位置时,所述刚性鞘包裹所述柔性部分,位于所述释放缩回位置时,所述刚性鞘包裹所述刚性部分;-所述硬化部件为一刚性杆,能够在所述第一刚性部分上滑动,且所述刚性杆具有能绕所述柔性部分滑动的至少一箍环;-所述硬化部件包括一扩展端部。这种类型的扩展部分能够方便所述硬化部件展开至其硬化伸长位置处;-所述扩展端部的曲率半径等于或大于所述柔性部分的最小曲率半径,以保护所述柔性部分;-所述系统包括一用于驱动所述硬化部件的装置,所述装置能够在其硬化伸长位置与其释放缩回位置之间移动所述硬化部件;-用于驱动所述硬化部件的所述装置包括一千斤顶,所述千斤顶具有与所述刚性部分连接的第一端部,以及与所述硬化部件连接的一第二端部;-用于驱动所述硬化部件的所述装置包括一螺杆以及一用于驱动所述螺杆旋转的马达,所述螺杆首先通过一枢轴与所述刚性部分相配合,其次则与一部件中的一螺纹孔连接,所述部件与所述硬化部件连接;-用于驱动所述硬化部件的所述装置为一线缆起重设备;-所述管道通过一柔性接头与所述传输管线连接;-所述管道通过一个或多个旋转接头与所述传输管线连接;-所述管道通过一连杆设置于所述桅杆上,以使所述管道能够在一缩回位置与一展开位置之间进行移动,所述管道在所述缩回位置内沿着所述桅杆延伸;-所述系统包括用于驱动所述管道在其缩回位置与其展开位置之间进行移动的一千斤顶;-所述管道上配备有一个紧急切断装置;-所述系统包括沿所述桅杆延展的多个流体传输管线和悬挂于所述桅杆的远端的多个管道,每个所述管道均包括一第一刚性部分、一第二柔性部分,所述第一刚性部分和所述第二柔性部分相继从所述流体传输管线中延伸至所述连接部件,以及能够沿所述管道滑动的一硬化部件,所述硬化部件设置于所述柔性部分的硬化伸长位置与一释放缩回位置之间;-所述桅杆为一个支撑桅杆,包括通过交叉斜撑的横梁装配在一起的立柱,所述立柱均为中空结构且形成多个流体传输管线。根据一个实施例,本发明还提供装配有前述的传输系统的船舶。根据一个实施例,本发明还提供了一种在前述船舶与一客户船舶之间输送流体的方法。附图说明基于提供用于参考说明的附图所示,下面通过针对本发明中多个实施例进行的相关阐述,将会使得技术方案中的其他对象、细节及技术特征更加明显,以便于更好的理解本发明。附图1~4示意了流体传输系统的结构,并图解了利用该传输系统建立船舶与设施之间连接的操控步骤。图5~6示意出了硬化部件分别位于上述硬化延伸位置及用于释放的上述缩回位置上且悬挂于桅杆末端的一个管道的结构。图7示意出了位于所述桅杆末端的一通道上所述衔接结构的详细结构。图8、9和10示意出了配置有用于驱动硬化部件进行上述位移的驱动装置的传输系统的三种实施方式的结构示意图。图11示意出了硬化部件的另一个实施方式的结构。图12示意出了在一燃料驳船与一客户船舶间进行传输操作的结构。图13为悬挂于桅杆末端上一管道的刚性部分上设置有硬化结构的实施方式的详细结构示意图。图14为悬挂于桅杆末端上一管道套设的具有扩展端部的硬化部件的详细结构示意图。图15示意出了通过一个旋转接头与一传输管线连接的一管道的结构。图16示意出了通过三个旋转接头与一传输管线连接的一管道的结构。具体实施方式下面针对诸如可传输流体的传输系统进行阐述,例如在供应商船舶32与客户船舶33之间进行液化天然气(liquidnaturalgas,LNG)的传输,参见图12所示。上述的供应商船舶32可作为负责向其他船舶提供LNG的燃料驳船,而客户船舶33则可视为LNG的运输船。参见图1~4可知,上述的传输系统包括安装在供应商船舶32的夹板2上的一个支撑桅杆1。上述的支撑桅杆1可包括通过复数个横梁6装配在一起的三个支柱3、4、5,且横梁6延展于三个支柱3、4、5之间。上述的三个支柱3、4、5均是中空的,进而可用于形成流体的传输管线。采用支撑桅杆1作为流体传输管线的配置类型的传输系统,可减轻传输系统的重量。上述立柱中的两个立柱3、4均可与供应商船舶32的液化天然气储气罐连接,进而可实现从供应商船舶32向客户船舶33输送液化天然气。而第三个立柱5则可从客户船舶33中抽送气态的天然气至供应商船舶32。上述的第三立柱5与供应商船舶32上用于液化天然气的设施便捷的连接。可通过在供应商船舶32的船体上和/或在客户船舶33的船体上设置多个泵,来生成传送天然气所必须的压力。在另外一个实施例中,一个单独的立柱3可用于与供应商船舶32上一个液化天然气储气罐连通,而为了从供应商船舶32向客户船舶33传送液化天然气,可使用一个单独的立柱4来抽送客户船舶33中气态的天然气至供应商船舶32。此种情况下,第三立柱5可用于向客户船舶33提供其他流体,例如针对LNG输油管路具有惰化特性的氮,或者诸如柴油或燃油(fueloil)等的其他燃料。在另外一个实施例中,当供应商船舶32上的液化天然气存储罐为C类型的储罐(例如圆筒形储罐,可用于在一定压力的条件下存储天然气)时,可通过在供应商船舶32的存储罐中维持高于客户船舶33的存储罐中的压力,来使得液化天然气能够被输送至上述的客户船舶33上。在此种情况下,可无需利用泵来抽送上述的流体。另外,也无需从客户船舶33向供应商船舶32抽送气态的气体。上述的每个立柱3、4、5依次分别与悬挂在上述的桅杆1的远端上的管道7、8、9一一对应连接。在上述管道7、8、9的自由端均包括一个连接部件10,该连接部件10可用于与客户船舶33上的岐管配合使用,以使得上述的供应商船舶32与客户船舶33连通。桅杆1以铰接的方式安装在供应商船舶32的夹板2上,以便于将管道7、8、9导向客户船舶33上的岐管。为了实现上述的目的,上述的桅杆1要在图1所示出的缩回位置(即原始的停放夹板时的位置)向图2~4所示的翘起位置(即一端翘起以离开夹板开始转向工作位置过程中桅杆1所处的不同位置)转变时要首先能够围绕垂直,其次还要能够围绕水平轴旋转。为了实现上述的技术效果,上述的桅杆1上安装有能够围绕垂直轴转动的转盘11。另外,为了使得桅杆1能够实现在缩回位置向翘起位置转变时产生的位移,本申请的传输系统配置了一个驱动式千斤顶12,该驱动式千斤顶12的一端铰接至上述的转盘11上,另一端则铰接在桅杆1上交叉斜撑的横梁6上。作为一个实施例,上述的桅杆1上还包括有一个梯子13,以方便操作员攀爬至桅杆1的顶部。图5~6详细示出了悬挂在桅杆1的远端(即顶部或末端)上的管道7、8、9的结构;上述的管道7、8、9均包括从桅杆1的立柱3、4、5至连接部件10之间连续的部分,即第一段(刚性部分14)和第二段(柔性部分15)。另外,上述的管道7、8、9均配置有硬化部件,该硬化部件可为套设于管道7、8、9上并能沿其在图5中所示的硬化伸长位置与图6中所示的用于释放的缩回位置之间进行滑动的刚性鞘16。上述的刚性鞘16沿柔性部分15在其缩回位置与硬化伸长位置之间进行滑动。举例来说,上述类型的刚性鞘16可采用不锈钢或其他能够确保刚性鞘16具有足够刚性的材质。在图5中所示的上述硬化伸长位置处,上述的刚性鞘16包裹上述的柔性部分15并一直支撑该柔性部分15至其末端区域,即该刚性鞘16能够限制管道7、8、9的变形,进而使得上述的柔性部分15与刚性部分14的延伸方向保持一致。在上述用于释放的缩回位置处,参见图6所示,上述的刚性鞘16覆盖在管道7、8、9的刚性部分14上,不再被上述的刚性鞘16所包裹的上述的柔性部分15则恢复因自身重力而导致的自然弯曲状态。换言之,通过将上述的刚性鞘16从管道的硬化伸长位置置回用于释放的缩回位置,以将上述的柔性部分15予以释放,进而使得上述的柔性部分15基于自然长度呈现上述的弯曲状态。上述类型的配置使得系统能够方便的进行连接操作。事实上,在驶近客户船舶33进行上述管道7、8、9的连接操作过程中,硬化部件是位于硬化伸长位置处的,即上述的柔性部分15被硬化部件所支撑。另外,由于上述的管道7、8、9在其整体长度上均呈现刚性状态,进而不会产生显著及不可预知的变形,这样操作工操作上述管道时就不会在管道上留下抓痕及握痕。随后,当上述的管道7、8、9被定位于临近客户船舶33上用于连接的岐管附近的位置时,上述的硬化部件均滑离用于释放的缩回位置,以与客户船舶33上带有歧管的连接部件10相配合。而在传送上述液化天然气的过程中,上述的硬化部件则又均保持在用于释放的缩回位置处;这样,通过利用柔性部分15的柔韧特性,使得管道7、8、9具有一定的柔韧性,进而使得在客户船舶33与供应商船舶32间可允许一定的相对运动。上述管道7、8、9的刚性部分14和柔性部分15均由低温管道构成,例如双层的不锈钢管道,且在该不锈钢管道的层与层之间的中间区域填充有隔热材料。一个具体的实施例中,上述的隔热材料可设置为局部真空,以用于提升管道的隔热特性。另外,在柔性部分15的内层及外层均设置为波浪状,以用于确保柔性部分15的柔韧性。参见图6所示,上述的管道7、8、9上均设置有一个可用于断开及中断液化天然气传输的紧急切断装置17。上述类型的紧急切断装置一般被称为紧急拉断阀(EmergencyReleaseCoupling,简称ERC)。基于这种情况下,上述的紧急切断装置17可设置在刚性部分14与柔性部分15之间的位置处。在另外一个非限定的实施例中,上述的紧急切断装置17可设置于上述柔性部分15的自由端,以构成用于与客户船舶33上歧管连接的连接部件10。在图13所示的一个实施例中,上述悬挂的管道7、8、9均还包括一个外部固定件34;该外部固定件34包括沿刚性部分14延伸的杆子,且该杆子具有固定在刚性部分14上的第一端,该第一端固定在刚性部分14上临近用于与柔性部分15连接的区域中,以及第二端;非限定的,上述的第二端固定在上述桅杆1的远端。在这种情况下,上述的刚性鞘16设置有一个纵向槽36,以通过该刚性鞘16将上述的杆子固定在刚性部分上。一个上述类型的外部固定部件34可进一步的增强刚性部分14的硬度。事实上,为了避免阻碍硬化部件向管道的缩回位置移动,就需要使得刚性部分14保持在自然直的状态。在另一个实施例中,上述的刚性鞘16可配备一个可伸缩的外部固定部件,其一端部固定在上述刚性鞘16上,另一端部则固定在桅杆1的远端。另外,如图14所示的一个具体实施方式中,上述的硬化部件例如刚性鞘16的自由端可包括扩展部分37;一个上述类型的扩展部分37能够使得硬化部件较容易向硬化伸长位置调动。上述的纵向槽36的曲率半径等于或大于柔性部分15的最小曲率半径,以避免上述柔性部分15过度弯曲。另外,上述扩展部分37的尾端的周长与连接部件10的周长大致相同,这样就能够使得上述的扩展部分37在输送系统位于初始位置且刚性鞘16位于硬化伸长位置时有助于支撑连接部件10。在图11所示的一个实施例方式中,上述的硬化部件包括一个刚性杆18,该刚性杆18设置在刚性部分14上用于支撑滑动的一个滑轨19上。上述刚性杆18支撑一个或多个环绕柔性部分15的箍环20,进而可确保柔性部分15与刚性杆18之间的连接。上述刚性杆18在硬化伸长位置与用于释放的缩回位置之间沿柔性部分15延伸,且在上述的硬化伸长位置处刚性杆18沿柔性部分15延伸,以使得柔性部分在刚性部分14的延伸处具有刚性,而在上述的缩回位置处刚性杆18则被收缩至上述的滑轨19中,即不再支撑上述的柔性部分15。在另一个非限定的实施例中,上述的硬化部件为一个伸缩部件,例如一个伸缩鞘。一个管道7、8、9设置这种类型的伸缩鞘的实施例中,需要柔性部分15的长度要长于刚性部分14的长度。另外,参见图1~4可知,上述管道7、8、9均通过一个柔性弯管21分别连接至桅杆1的立柱3、4、5上。此外,上述管道7、8、9均铰接在桅杆1的远端,并位于在可伸缩的初始位置与朝向客户船舶33方向的一个部署位置之间,在上述的初始位置处管道7、8、9大致沿桅杆1延伸。图3、4和7示意出了位于可伸缩的初始位置的管道7、9,而管道8则位于部署位置。图7主要示意出了管道8在桅杆1上结合处详细的衔接结构。上述的衔接结构包括伸展在管道7、8、9两边上的两组各两个连接杆22a、22b、23a、23b。每组连接杆均包括一端部延伸固定至桅杆1上的第一连杆22a、22b,以及一端部固定在管道7、8、9上刚性部分14上的第二连杆23a、23b。另外,每组中的第一连杆22a、22b以及第二连杆23a、23b的另一端均环绕一个衔接轴相互铰接。另外,系统中每个管道7、8、9上均设置一个驱动式千斤顶24,且该驱动式千斤顶24包括一个铰接至桅杆1远端的第一端部,以及铰接至第二连杆23a、23b上或者管道7、8、9的刚性部分14上的第二端部。一种在桅杆1的管道7、8、9上采用上述配置的衔接结构,当上述部件均处于其可伸缩的初始位置时,首先能够方便的操纵管道7、8、9,其次还能减小供应商船舶32上设置的上述部件的尺寸。在另一实施例中,参见图15所示,上述的管道7、8、9均可各自通过一个作为旋转连接部件的旋转接头38分别与桅杆1的立柱3、4、5连接。一个上述类型的转接头能够确保在固定的立柱3、4、5与悬挂在桅杆1上的管道7、8、9之间可旋转且无泄漏的链接,且该转接头相对于上述的立柱3、4、5是可移动的。上述的旋转接头38具有一个水平放置的旋转轴A。当传输系统仅包括一个旋转接头38时,作为一个实施例,该旋转接头38的旋转轴A可通过一衬垫与管道8上的衔接轴同轴,该衔接轴设置于上述第一连接杆22a、22b与第二连接杆23a、23b之间。在图16所示的一个具体实施方式中,上述管道7、8、9各自通过三个旋转接头38a、38b、38c分别与立柱3、4、5连接,上述的三个旋转接头38a、38b、38c分别配置有水平放置且相互平行的旋转轴A1、A2、A3。上述的旋转轴A1、A2、A3之间通过刚性管39a、39b连接。通过上述类型的旋转关节的配置,就无需使得上述旋转接头38a、38b、38c的旋转轴A1、A2、A3作为桅杆1上的管道7、8、9的旋转轴。图8、9和10示意出了的导引装置处于不同状态的结构,即硬化部件(例如刚性鞘16)处于缩回位置与释放位置之间时的结构。在图8所示出的一个实施方式中,上述的导引装置包括一个千斤顶25,其一端部铰接在刚性部分14上,另一端部则固定在上述刚性鞘16上。在图9所示出的一个实施方式中,上述导引装置包括螺杆26,该螺杆26第一端部可旋转的、非滑动的与第一部件27连接协作,以与刚性部分14成型为一体;而上述螺杆26的第二端部可旋转的、非滑动的与第二部件28连接协作,以并与刚性部分14成型为一体。上述的第二部件28卡接与上述刚性鞘16中的凹槽中以通过刚性鞘16固定于刚性部分14上。一个马达(未示出),固定设置于刚性部分14上,以用于驱动螺杆26旋转。与刚性鞘16成为一体的部件29具有螺纹孔,以用于通过旋转上述螺杆26将其固定在上述刚性鞘16中。在图10所示的一个具体实施方式中,上述引导装置为一个线缆起重设备。基于上述情况,上述引导装置包括一个由刚性部分14支撑的绞盘31,上述绞盘包括缠绕有缆绳30的一个圆柱体。上述线缆30的一个端部固定于上述硬化部件上。从而,上述绞盘31可用于提升上述硬化部件至用于释放的位置。在另一个非限定的实施例中,上述绞盘31还可设置于临近桅杆1底部的附近,并且使用一个设置于管道7、8、9上刚性部分14的改向滚轮。在另一个实施方式中,还可利用包括管道7、8、9的柔性部分14所支撑的一滚轮和上述硬化部件所支撑的第二滚轮的滑轮组传动装置。需要注意的是,当基于上述类型的线缆系统被用于作为硬化部件的驱动时,该硬化部件能够基于其自身重力返回至刚性位置。尽管本发明中已经描述了诸多实施例,显然的,并不局限于这些,本发明所包括的所有技术特征及其组合,均应在本发明保护的范围内。上述的“含有”、“包含”或“包括”及其结合均不排除有不同于权利要求中所记载的其他部件或步骤。除非特别说明,用于部件或步骤前的数量词“一”均不排除有多个这种部件或步骤。在权利要求项中,在括号中任何编号均不能理解为对于这些权要的限制。
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