一种海上lng储罐的水上运输系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种海上LNG储罐的水上运输系统。所述水上运输系统包括LNG存储模块、动力牵引装置和至少4根缆绳；LNG存储模块包括箱筒基础和设置于箱筒基础之上的沉箱结构；箱筒基础为由顶板和裙板围成的一端开口的空腔结构；空腔结构内设有若干个开口舱；裙板上设有若干个气阀，气阀与开口舱相连通；沉箱结构包括沉箱底板、沉箱侧壁和沉箱顶板，沉箱底板、沉箱侧壁和所述沉箱顶板相连接形成一腔体，腔体用于承载所述LNG储罐；沉箱底板设于所述顶板之上；缆绳的两端分别与LNG存储模块和动力牵引装置相连接。本实用新型一方面可以降低浮运部分本身的重心，另一方面可以减小水平荷载的作用面积，可以很好的规避结构失稳的风险。
【专利说明】一种海上LNG储罐的水上运输系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种海上LNG储罐的水上运输系统，属于液化天然气(LNG)输配【技术领域】。
【背景技术】
[0002]LNG陆上接收终端面临可利用岸线减少、陆域缺乏、环境要求高等问题，发展LNG水上接收终端的工程化建设是解决这些问题的重要途径。LNG水上接收终端按照结构型式的不同，可以分为浮式和固定式两大类。目前的LNG水上接收终端，多为浮式，它利用在LNG运输船上安装气化设施，然后通过海底管线上岸。固定式的接收终端，国内外目前也只有ExxonMobil公司完成了一项LNG海上固定接收终端工程GBS (Gravity BasedStructures), Ing.Paul V Sullivan, Paul Maynard 对 GBS 接收终端和海上接收模块与陆上接收终端进行了对比，从结构的受力、基础型式、施工周期、造价和技术风险等方面进行了分析；Roger D.Leick对GBS型式的LNG海上接收终端进行了介绍，包括HSE、系泊停泊系统、卸料臂、存储模块、管道系统等；Erwin Loots, Bas Buchner对波浪运动进行了研究,基于模型试验和数值模拟的方法，得到了波浪作用对GBS的影响；Bas Buchner等对浅水域中流体作用造成的GBS影响进行了分析，采用模型试验的方法对流体作用进行了模拟。整体来说，关于固定式的接收终端研究成果和工程化实例还较少，没有对LNG模块的运输系统领域的详细研究。
[0003]因工程建设和功能需要，LNG存储系统规模一般都比较大，如LNG储罐、箱涵等，属于大型构件，相应的存储系统构建的下水、拖航和安装构成了运输系统。大型构件一般先在陆地上预制，然后进行水上运输及安装。最常用的是驳船运输系统，包括构件、驳船、吊机及相关设备等，首先将预制好的构件起吊至相匹配的驳船，达到指定地点后，再用吊船进行吊装，GBS接收终端采用的就是此类运输系统；另外一种是自浮运输系统，包括构件、拖轮及相关设备，还系统利用结构自身受到的浮力，首先完成漂浮，然后在拖轮的拖动下，到达指定地点，最后通过注水完成下沉，这种运输系统在桥梁、海上发电等领域得到过应用，但在LNG相关领域，还没有与此类运输系统相关的报导。
[0004]考虑到LNG模块的特殊性，采用驳船运输系统的缺点在于:
[0005](I)对于大型构件，尤其是具有一定高度的构件，驳船运输的稳定性较难保证；
[0006](2)吊装时，LNG存储系统受力模式产生变化，容易使结构产生变形或损伤，可能对存储系统的安装及长期安全运营带来不利影响；
[0007](3)吊船和驳船吊装和运输费用高。
实用新型内容
[0008]本实用新型的目的是提供一种海上LNG储罐的水上运输系统，以克服驳船运输系统稳定性、吊装导致存储系统变形损伤以及运输费用等方面的问题。
[0009]本实用新型所提供的一种海上LNG储罐的水上运输系统，包括LNG存储模块、动力牵引装置和至少4根缆绳；
[0010]所述LNG存储模块包括箱筒基础和设置于所述箱筒基础之上的沉箱结构；
[0011 ] 所述箱筒基础为由顶板和裙板围成的一端开口的空腔结构；所述空腔结构内设有若干个开口舱；所述裙板上设有若干个气阀，所述气阀与所述开口舱相连通；
[0012]所述沉箱结构包括沉箱底板、沉箱侧壁和沉箱顶板，所述沉箱底板、所述沉箱侧壁和所述沉箱顶板相连接形成一腔体，所述腔体用于承载所述LNG储罐；
[0013]所述沉箱底板设于所述顶板之上；
[0014]所述缆绳的两端分别与所述LNG存储模块和所述动力牵引装置相连接。
[0015]上述的水上运输系统中，所述开口舱可为均匀布置。
[0016]上述的水上运输系统中，所述沉箱结构的腔体内设有若干个内支撑，以保证LNG储罐的稳定性；
[0017]所述内支撑可为横向支撑、竖向支撑和/或斜撑。
[0018]上述的水上运输系统中，所述沉箱侧壁可为双层结构，所述双层结构的腔体内设有保温材料。
[0019]上述的水上运输系统中，所述沉箱结构的顶部设有若干个支撑梁，所述沉箱顶板设于所述支撑梁上。
[0020]上述的水上运输系统中，所述顶板与所述沉箱底板可为一体成型。
[0021]上述的水上运输系统中，所述动力牵引装置可为拖轮。
[0022]上述的水上运输系统中，所述缆绳可为钢缆绳；
[0023]所述动力牵引装置上设有卷扬机，可通过所述卷扬机控制所述钢缆绳的长度，可以控制LNG存储模块的方向和角度；时刻注意每根钢缆绳受力情况，确保各缆绳受力与计算相吻合，避免缆绳出现不受力的情况；有必要时，可增加一艘拖轮，协助控制。
[0024]使用本实用新型水上运输系统进行LNG储罐的运输时,步骤如下:
[0025]( I)该水上运输系统的各部分制造(或租赁)完成并就位；
[0026](2)检测航道，保证航道满足该系统中浮运部分(LNG存储模块)的要求；
[0027](3)船坞放水，浮运部分(LNG存储模块)所受浮力大于自重，模块起浮；
[0028](4)按照理论计算的浮运部分(LNG存储模块)开口舱水位情况，结合实际监测结果，及时调整舱内气压，使起浮模块达到动态平衡；
[0029](5)动力牵引装置(拖轮)拖动浮运部分(LNG存储模块)进入航道，严格控制拖轮速度，以免造成模块体系破坏；通过卷扬机调节钢缆绳的长度，可以控制模块浮运的方向和角度；
[0030](6)如有必要，增加一艘拖轮控制模块方向和角度；
[0031](7)水上运输系统牵引至指定位置，通过浮运部分(LNG存储模块)的开口舱向外排气，使浮运部分(LNG存储模块)下沉。
[0032]本实用新型海上LNG储罐的水上运输系统具有如下有益效果:
[0033](I)大型构件本身具有相当的重量，如果使用驳船运输，整个体系的重心偏高，在受到水平力作用时(如风荷载、波浪荷载等)，容易失稳；针对本发明涉及的LNG模块，结构本身为壳单元结构，与海上平台常用的梁、杆及桁架结构相比，受力面积更大，受水平力作用时的稳定性更难保证；本自浮运输系统，一方面可以降低浮运部分本身的重心，另一方面可以减小水平荷载的作用面积，可以很好的规避结构失稳的风险。
[0034](2)本实用新型中的浮运部分，即LNG存储模块，上部结构外壁为混凝土结构，为了保证结构的正常安装及长期安全运营，一般不考虑承受全截面受拉作用，如果采用驳船运输，运至指定位置吊装时，结构的受力体系发生变化，在构件自重作用下会导致混凝土外壁结构全截面受拉，增大了结构开裂的风险；如果采用自浮运输，整个受力体系不会发生大的变化，在拖轮运输过程中的受力点位置，可以通过增强局部结构刚度，保障结构受力的安全。
[0035](3)本实用新型中的动力牵引装置，采用拖轮即可满足要求，灵活方便。
[0036](4)本实用新型自浮运输系统不包括吊装设备，也不包括驳船，大大降低了传统的驳船运输和吊装费用。
【专利附图】
【附图说明】
[0037]图1是本实用新型海上LNG储罐的水上运输系统的结构示意图。
[0038]图2是本实用新型海上LNG储罐的水上运输系统的LNG存储模块的结构示意图(顶面)。
[0039]图3是本实用新型海上LNG储罐的水上运输系统的LNG存储模块的结构示意图(底面)。
[0040]图4是本实用新型海上LNG储罐的水上运输系统的LNG存储模块的剖面图。
[0041]图5是本实用新型海上LNG储罐的水上运输系统拖航及安装完毕后LNG存储模块水位变化示意图。
[0042]图中各标记如下:
[0043]ILNG存储模块、2拖轮、3钢缆绳、4顶板、5裙板、6开口舱、7沉箱底板7、8沉箱侧壁、9沉箱顶板、10LNG储罐、11内支撑、12支撑梁。
【具体实施方式】
[0044]下面结合附图对本实用新型做进一步说明，但本实用新型并不局限于以下实施例。
[0045]如图1所示，本实用新型所提供的海上LNG储罐的水上运输系统包括LNG存储模块1、拖轮2和6根钢缆绳3 ;如图2-图4所示，本发明中的LNG存储模块I包括箱筒基础和设置于该箱筒基础之上的沉箱结构；该箱筒基础为由顶板4和裙板5围成的一端开口的空腔结构，顶板4由钢筋混凝土制成，裙板5由钢板制成。在该空腔结构内设有多个均匀布置的开口舱6,且在裙板5上设有多个气阀(图中未不),气阀与开口舱6相连通，以便于向开口舱6内充气或放气。该沉箱结构包括沉箱底板7、沉箱侧壁8和沉箱顶板9，其中沉箱底板7、沉箱侧壁8和沉箱顶板9相连接形成一个腔体，该腔体用于承载LNG储罐10。其中的沉箱侧壁8为双层结构，在双层结构的腔体内设有保温材料。在沉箱结构的腔体内设有多个内支撑11，这些内支撑11为横向支撑、竖向支撑与斜撑的组合，以保证LNG储罐10的稳定性。沉箱顶板9设于顶板4之上。本发明中，钢缆绳3的两端分别与LNG存储模块I和拖轮2相连接，以为LNG存储模块I提供动力。
[0046]本实用新型的水上运输系统，为了增强沉箱的牢固性，在沉箱结构的顶部设有多个支撑梁12，将沉箱顶板9设于支撑梁12上，支撑梁12可采用工字钢制成。
[0047]本实用新型的水上运输系统，为了降低成本以及易于建造，可将顶板4与沉箱底板7可为一体成型。
[0048]本实用新型海上LNG储罐的水上运输系统的使用过程如下:
[0049](I)LNG存储模块I预制完成后，船坞放水，在此过程中，根据理论计算的结果，严密监测模块起浮时的基础各个开口舱6的水位，监测各舱气压；通过排气或充气，调整舱压，进而达到控制每个舱内水位的目的。
[0050](2)将拖轮2与LNG存储模块I通过相关设备连接，即可为浮运部分提供牵引力，从而达到运输的目的，但浮运部分在预制及运输过程中，受力模式发生变化，必须严密监测由此引起的结构变形，必要时，可以向储罐内注水，以抵制浮力引起的模块底部过大隆起。
[0051](3)在运输过程中，为增强浮运部分漂浮的平衡性，可以增加外侧各开口舱6的气压，降低舱内水位，增大外侧舱体浮力。采用多个隔舱的方法，可以增强基础的强度及整体稳定性，减小基础和储te的变形，也有利于保持1?块起浮后的稳定性。[0052](4)在运输过程中，通过卷扬机调节钢缆绳的长度，可以控制模块浮运的方向和角度；时刻注意每根钢缆绳受力情况，确保各缆绳受力与计算相吻合，避免缆绳出现不受力的情况；有必要时，可增加一艘拖轮，协助控制。
[0053](5)到达指定位置后，通过开口舱6向外排气，使LNG存储模块I下沉，在此过程中，严格控制下沉速度，使模块均匀下沉，以免造成过大倾斜。
[0054]本实用新型海上LNG储罐的水上运输系统拖航及安装完毕后LNG存储模块水位变化示意图如图5所示。
【权利要求】
1.一种海上LNG储罐的水上运输系统,其特征在于:所述水上运输系统包括LNG存储模块、动力牵引装置和至少4根缆绳； 所述LNG存储模块包括箱筒基础和设置于所述箱筒基础之上的沉箱结构； 所述箱筒基础为由顶板和裙板围成的一端开口的空腔结构；所述空腔结构内设有若干个开口舱；所述裙板上设有若干个气阀，所述气阀与所述开口舱相连通； 所述沉箱结构包括沉箱底板、沉箱侧壁和沉箱顶板，所述沉箱底板、所述沉箱侧壁和所述沉箱顶板相连接形成一腔体，所述腔体用于承载所述LNG储罐； 所述沉箱底板设于所述顶板之上； 所述缆绳的两端分别与所述LNG存储模块和所述动力牵引装置相连接。
2.根据权利要求1所述的水上运输系统，其特征在于:所述开口舱为均匀布置。
3.根据权利要求1或2所述的水上运输系统，其特征在于:所述沉箱结构的腔体内设有若干个内支撑； 所述内支撑为横向支撑、竖向支撑和/或斜撑。
4.根据权利要求3所述的水上运输系统，其特征在于:所述沉箱侧壁为双层结构，所述双层结构的腔体内设有保温材料。
5.根据权利要求4所述的水上运输系统，其特征在于:所述沉箱结构的顶部设有若干个支撑梁，所述沉箱顶板设于所述支撑梁上。
6.根据权利要求5所述的水上运输系统，其特征在于:所述顶板与所述沉箱底板为一体成型。
7.根据权利要求6所述的水上运输系统，其特征在于:所述动力牵引装置为拖轮。
8.根据权利要求7所述的水上运输系统，其特征在于:所述缆绳为钢缆绳； 所述动力牵引装置上设有卷扬机，通过所述卷扬机控制所述钢缆绳的长度。
【文档编号】B63B35/00GK203740103SQ201320844545
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2013年12月19日 优先权日:2013年12月19日
【发明者】彭延建, 肖立, 陈 峰, 毕晓星, 屈长龙, 张超 申请人:中国海洋石油总公司, 中海石油气电集团有限责任公司