EP2643631A1 - Rohrleitung zum fördern von verflüssigtem gas - Google Patents

Rohrleitung zum fördern von verflüssigtem gas

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EP2643631A1
EP2643631A1 EP11793697.1A EP11793697A EP2643631A1 EP 2643631 A1 EP2643631 A1 EP 2643631A1 EP 11793697 A EP11793697 A EP 11793697A EP 2643631 A1 EP2643631 A1 EP 2643631A1
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pipe
vibration
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pipe according
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    • F17C2270/0102—Applications for fluid transport or storage on or in the water
    • F17C2270/0105—Ships

Definitions

  • the invention relates to a pipeline for conveying liquefied gas, in particular on so-called LNG tankers, so tankers for the transport of liquefied natural gas.
  • ERDC / CRREL TR-08-14 describes that it is well known to cut off ice on the pipes and fittings with hammers. In order to avoid the damage occurring and the great effort required for this purpose, it has been proposed to surround the components located on the ship deck with plastic plates and to defrost them in some form by vibration. This technology has been found unsatisfactory. The invention is therefore based on the object to prevent the formation of ice on the pipes and to facilitate ice removal.
  • the vibrating tube surrounds the pipe provided with a cold insulation for the transport of liquefied gas at a distance, so that a cavity is formed.
  • the vibration tube itself can ice. It is freed from the ice by the vibration.
  • the only in each case partially formed vibration pipes are connected together according to claim 1 by means of a sliding connection, which may be formed according to claim 3 as a vibrating pipe connector shell.
  • the tube is supported in the region of the sliding connection by means of a bearing on the ground.
  • a reliable vibration transmission from the vibrator to the vibration tube is ensured by the measures according to claim 5.
  • Fig. 4 is a cross section through the pipeline adjacent to a
  • FIG. 7 shows a detail corresponding to VII from FIG. 6,
  • FIG. 8 shows a cross section through the detail VII in FIG. 7 corresponding to the section line VIII-VIII in FIG. 7, FIG.
  • Fig. 9 is a plan view of a pipe with a pipe bend
  • Fig. 10 is a plan view of a pipe with a pipe branch branch
  • Fig. 11 shows a pipe with a fitting in side longitudinal view.
  • a LNG pipe laid on a deck 1 of a ship or other subsoil comprises an LNG pipe 2 with a cold insulation 3 made of insulating material, which generates a heat flow from outside into the pipe 2 should prevent.
  • the abbreviation LNG pipe 2 is used below for a pipe in which liquid Natural gas is promoted.
  • LNG stands for Liquid Natural Gas.
  • the LNG tube 2 sheathed with the cold insulation 3 is in turn surrounded by a protective tube or sheath designed as a vibration tube 4, which - as can be seen, for example, in FIGS.
  • the vibration tubes 4 are formed by half-shells 6, 7 consisting of sheet metal, which are connected to each other by means of a flange connection 8, as can be seen in FIG. 4.
  • the half-shells 6, 7 Since the half-shells 6, 7 have a finite length, they are each connected to one another by means of a pipe-section-shaped vibrating pipe connector shell 9, in which the individual sections of the vibrating pipe 4 formed by interconnected half-shells 6, 7 are sealed in the manner of a sliding bearing are guided, as shown in FIG. 3 can be removed.
  • the vibrating pipe connector shells 9 in turn consist of connector half-shells 9a, 9b, which are interconnected by means of flange connections 9c.
  • a bearing 10 is arranged for the coated with a cold insulation 3 LNG pipe 2, the lower half of the bearing shell 11 and its upper half bearing shell 12 with a
  • Sheet metal jacket 3 surround a covered cold insulation 3 and are connected to each other by means of a flange 10a.
  • the lower bearing half-shell 11 is slidably supported on the deck 1 by means of a bearing shoe 13.
  • the bearing shoe 13 passes through a lower opening 14 in the connector shell 9, where an ice water drain 15 is provided, as shown in FIG. 2 can be removed.
  • the half-shells 6, 7 and the half-rings 16, 17 are - as can be seen in particular from FIG. 7 - connected to one another in a common flange connection 19.
  • the vibrator ring 18 designed as a commercial pneumatic vibrator vibrator 21 is arranged, which is fixedly mounted on a support plate 22, which in turn is in fixed vibration connection with the upper half ring 17 of the vibrator ring s 18. Vibrations of the vibrator 21 are thus transmitted to the vibrator ring 18.
  • the vibrator 21 is surrounded by a vibrator housing 23 as a protective housing.
  • the compressed air supply of the vibrator 21 via a compressed air main line 24, which is arranged in the cavity 5 and is guided through the entire pipeline.
  • a compressed air connection line 25 leads to each vibrator 21.
  • An exhaust air line 26 in turn leads out of the vibrator 21 into the open air.
  • the vibrator ring 18, namely the lower half-ring 16 is supported on the deck 1 via a bearing 28 consisting of rubber buffers 27, the rubber bumps 27 in turn being supported on an underside. support the lower support plate 29 which is attached to the lower half-ring 16 of the vibrator ring 18.
  • a vibration unit 30 is formed, which is substantially the corresponding portion of the vibration tube 4, the vibrator 21 with vibrator ring 18th and the associated details.
  • Such a vibration unit 30 is supported via the vibrator ring 18 and the bearing 28 at its center.
  • a bearing 10 of the LNG pipe 2 is provided on one side of the pipe bend 31.
  • the sheathing of the LNG tube 10 by a corresponding to the pipe bend 31 curved vibration tube 32 is formed at its ends as a respective sliding bearing 33, 34, so as in the area of the vibrating tube connecting shells 9.
  • the arrangement is such that the vibrators 21 with vibrator rings 18 are arranged on the straight-line pipe sections immediately adjacent to the two ends 35, 36 of the curved vibration pipe 32.
  • the LNG pipe 1 has a pipe branch 37, a so-called T-piece, then the corresponding pipe branch vibration pipe 38 at all three ends 39, 40, 41 in principle like a sliding bearing 42, 43, 44 formed. Adjacent to all three ends 39, 40, 41 vibrator rings 18 are arranged with vibrators 21 in the vibrating tube 4 and in the two branching vibrating tubes 4a and 4b.
  • the branch pipe vibration pipe 38 is supported by a bearing 10 in the region of its end 39 adjacent to the LNG pipe 2. If - as shown in FIG.
  • a valve 45 so a valve or a slider is arranged at both ends of the fitting 45 surrounding insulating housing 46 each have a valve-vibration tube 47, 48 are provided , which receive the adjacent vibrating tube 4 in the manner of sliding bearings 49, 50.
  • Both fitting vibration pipes 47, 48 are each supported by means of bearings 10 on the deck 1.
  • vibrator rings 18 Adjacent to the ends 51, 52 of the valve-vibration pipes 47, 48 4 vibrator rings 18 are provided with vibrators 21 on the opening into them vibration pipes, so that the hollow insulating housing 46 can be set in vibration.
  • the insulating housing 46 has a removable cover 53.
  • the vibration tube 4 and possibly the curved vibration tube 32, or possibly the branch pipe 37 and the pipe branch vibrating pipe 38 and possibly the insulating housing 46 are set in vibration by the on ice is removed and removed.

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Abstract

Eine Rohrleitung zum Fördern von verflüssigtem Gas weist ein mit einer Kälte-Dämmung ummanteltes, gegenüber einem Untergrund (1) abgestütztes Rohr (2) auf. Das Rohr (2) ist mit Abstand von einem Vibrations-Rohr (4) umgeben. Auf jedem Vibrations-Rohr (4) ist ein Vibrator (21) angebracht.

Description

Rohrleitung zum Fördern von verflüssigtem Gas
Die Erfindung betrifft eine Rohrleitung zum Fördern von verflüssigtem Gas, und zwar insbesondere auf so genannten LNG-Tankschiffen, also Tankschiffen zum Transport von verflüssigtem Erdgas.
Bisher sind derartige LNG-Tankschiffe nur in Gewässern bei Temperaturen über 0° C bzw. bei leichtem Frost gefahren. In Zukunft wird der Transport von Flüssiggas auch in arktischen Gewässern erfolgen. Dabei entsteht infolge der niedrigen Lufttemperaturen bis zu -50° C verbunden mit einer hohen Luftfeuchtigkeit und der Gischt eine dicke Eisschicht auf den auf einem Schiffsdeck befindlichen Anlagen. Dies ist besonders für LNG- Rohrleitungen von Nachteil. Die Dicke einer Eisschicht auf den Rohrleitungen hat zur Folge, dass die Funktionsfähigkeit von Armaturen und die Festigkeit der Rohrleitungen infolge der Eislast nicht mehr gewährleistet sind.
In dem Bericht des US Army Corps of Engineers Engineer Research and Development Center„Assessment of Superstructure Ice Protection as Ap- plied to Offshore Oil Operation Safety", September 2008,
ERDC/CRREL TR-08-14 ist beschrieben, dass es allgemein bekannt sei, Eis an den Leitungen und Armaturen mit Hämmern abzuschlagen. Zur Vermeidung der dabei auftretenden Schädigungen und des hierfür erforderlichen großen Aufwandes wurde vorgeschlagen, die auf dem Schiffsdeck befindlichen Komponenten mit Plastikplatten zu umgeben und diese in irgendeiner Form durch Vibration zu enteisen. Diese Technologie wurde als nicht zufriedenstellend erkannt. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Eisbildung an den Rohren zu verhindern und eine Eisbeseitigung zu erleichtern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspru- ches 1 gelöst. Das Vibrations-Rohr umgibt das mit einer Kälte-Dämmung versehene zum Transport von Flüssiggas dienende Rohr mit Abstand, so dass ein Hohlraum gebildet wird. Das Vibrationsrohr selber kann vereisen. Es wird durch die Vibration vom Eis befreit. Die nur jeweils abschnittsweise ausgebildeten Vibrations-Rohre werden gemäß Anspruch 1 mittels einer Schiebe- Verbindung miteinander verbunden, die gemäß Anspruch 3 als Vibrationsrohr- Verbinderschale ausgebildet sein kann. Gemäß Anspruch 4 ist das Rohr im Bereich der Schiebe- Verbindung mittels eines Lagers auf dem Untergrund abgestützt. Eine zuverlässige Schwingungsübertragung vom Vibrator auf das Vibrations-Rohr wird durch die Maßnahmen nach Anspruch 5 sichergestellt. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Schwingungserzeugung und -Übertragung ergibt sich aus den Ansprüchen 6 bis 10. Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Es zeigt
Fig. 1 eine LNG-Rohrleitung mit Vibrations-Umhüllung in Seiten-
Längsansicht,
Fig. 2 einen Querschnitt durch die Rohrleitung im Bereich eines
Lagers entsprechend der Schnittlinie II-II in Fig. 1, Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Rohrleitung im Bereich eines
Lagers entsprechend der Schnittlinie III-III in Fig. 2,
Fig. 4 einen Querschnitt durch die Rohrleitung benachbart zu einem
Lager entsprechend der Schnittlinie IV-IV in Fig. 3,
Fig. 5 eine Einzelheit entsprechend V in Fig. 4,
Fig. 6 einen Querschnitt durch die Rohrleitung im Bereich eines
Vibrators mit Vibrationsringen entsprechend der Schnittlinie
VI- VI in Fig. 1,
Fig. 7 eine Einzelheit entsprechend VII aus Fig. 6, Fig. 8 einen Querschnitt durch die Einzelheit VII in Fig. 7 entsprechend der Schnittlinie VIII- VIII in Fig. 7,
Fig. 9 eine Draufsicht auf eine Rohrleitung mit einem Rohrbogen, Fig. 10 eine Draufsicht auf eine Rohrleitung mit einem Rohrab zweig und
Fig. 11 eine Rohrleitung mit einer Armatur in Seiten-Längsansicht. Wie die Fig. 1 und 2 erkennen lassen, weist eine auf einem Deck 1 eines Schiffes oder einem anderen Untergrund verlegte LNG-Rohrleitung ein LNG-Rohr 2 mit einer Kälte-Dämmung 3 aus Isoliermaterial auf, die einen Wärmefluss von außen in das Rohr 2 unterbinden soll. Die Kurzbezeichnung LNG-Rohr 2 wird nachfolgend für ein Rohr verwendet, in dem flüs- siges Erdgas gefördert wird. LNG steht für Liquid Natural Gas. Das mit der Kälte-Dämmung 3 ummantelte LNG-Rohr 2 ist wiederum mit einem als Vibrations-Rohr 4 ausgebildeten Schutzrohr bzw. Umhüllung umgeben, das - wie beispielsweise Fig. 4 und 6 entnehmbar ist - radialen Abstand zur Kälte-Dämmung 3 aufweist, so dass ein im Wesentlichen ringzylindrischer, lediglich mit Luft gefüllter Hohlraum 5 gebildet wird. Zwischen dem Vibrations-Rohr 4 und dem LNG-Rohr 2 besteht keine körperliche Verbindung. Die Vibrations-Rohre 4 sind durch aus Blech bestehende Halbschalen 6, 7 gebildet, die mittels einer Flanschverbindung 8 miteinander ver- bunden sind, wie Fig. 4 entnehmbar ist.
Da die Halbschalen 6, 7 eine endliche Länge aufweisen, sind sie jeweils mittels einer rohrabschnittsförmigen Vibrationsrohr- Verbinderschale 9 miteinander verbunden, in der die einzelnen, durch miteinander verbünde - ne Halbschalen 6, 7 gebildeten Abschnitte des Vibrations-Rohres 4 nach Art eines Schiebelagers abgedichtet geführt sind, wie Fig. 3 entnehmbar ist. Die Vibrationsrohr- Verbinderschalen 9 bestehen wiederum aus Verbinder- Halbschalen 9a, 9b, die mittels Flanschverbindungen 9c miteinander verbunden sind.
Wie Fig. 3 ebenfalls entnehmbar ist, weisen die in der Verbinderschale 9 geführten Abschnitte des Vibrations-Rohres 4 stirnseitigen Abstand zueinander auf. In diesem Freiraum ist ein Lager 10 für das mit einer Kälte- Dämmung 3 ummantelte LNG-Rohr 2 angeordnet, dessen untere Lager- Halbschale 11 und dessen obere Lager-Halbschale 12 die mit einem
Blechmantel 3 a umhüllte Kälte-Dämmung 3 umgreifen und mittels einer Flanschverbindung 10a miteinander verbunden sind. Die untere Lager- Halbschale 11 wird mittels eines Lager-Schuhs 13 verschiebbar auf dem Deck 1 abgestützt. Der Lager-Schuh 13 durchsetzt eine untere Öffnung 14 in der Verbinderschale 9, wo auch ein Eiswasser- Ablauf 15 vorgesehen ist, wie Fig. 2 entnehmbar ist.
Jeweils etwa mittig zwischen zwei Lagern 10 ist aus einem unteren Halb- ring 16 und einem oberen Halbring 17 bestehender Vibrator-Ring 18 angeordnet, der fest mit den Halbschalen 6, 7 des Vibrationsrohres 4 verbunden ist, wie aus Fig. 6 ersichtlich ist. Die Halbschalen 6, 7 und die Halbringe 16, 17 sind - wie insbesondere aus Fig. 7 ersichtlich ist - in einer gemeinsamen Flanschverbindung 19 miteinander verbunden. Zwischen den Halb- ringen 16, 17 und den Halbschalen 6, 7 besteht vollflächiger körperlicher Kontakt, beispielsweise durch eine Schweiß- Verbindung 20 der aus Metall bestehenden Halbschalen 6, 7 und Halbringen 16, 17 (s. Fig. 8).
Auf dem Vibrator-Ring 18 ist ein als handelsüblicher Druckluft- Vibrator ausgebildeter Vibrator 21 angeordnet, der fest auf einer Auflager-Platte 22 angebracht ist, die wiederum in fester Schwingungs Verbindung mit dem oberen Halbring 17 des Vibrator-Ring s 18 steht. Schwingungen des Vibra- tors 21 werden also auf den Vibrator-Ring 18 übertragen. Der Vibrator 21 ist von einem Vibrator-Gehäuse 23 als Schutzgehäuse umgeben. Die Druckluftversorgung des Vibrators 21 erfolgt über eine Druckluft- Hauptleitung 24, die im Hohlraum 5 angeordnet ist und durch die gesamte Rohrleitung geführt wird. Zu jedem Vibrator 21 führt eine Druckluft- Anschlussleitung 25. Aus dem Vibrator 21 führt wiederum eine Abluftlei- tung 26 ins Freie.
Wie Fig. 6 entnehmbar ist, wird der Vibrator-Ring 18, und zwar der untere Halbring 16, über ein aus Gummipuffern 27 bestehendes Lager 28 auf dem Deck 1 abgestützt, wobei die Gummipuffer 27 sich wiederum an einer un- teren Abstützplatte 29 abstützen, die am unteren Halbring 16 des Vibrator- Rings 18 angebracht ist.
Jeweils zwischen einander benachbarten Lagern 10 des LNG-Rohres 2, also zwischen zwei einander benachbarten Vibrationsrohr- Verbinderschalen 9 ist eine Vibrations-Einheit 30 ausgebildet, die im Wesentlichen also den entsprechenden Abschnitt des Vibrations-Rohres 4, den Vibrator 21 mit Vibrator-Ring 18 und die zugehörigen geschilderten Einzelheiten umfasst. Eine solche Vibrations-Einheit 30 ist über den Vibrator- Ring 18 und das Lager 28 in seiner Mitte abgestützt.
Wenn im Verlauf der Rohrleitung ein Rohrbogen 31 vorgesehen ist, dann ist an einer Seite des Rohrbogens 31 ein Lager 10 des LNG-Rohres 2 vorgesehen. Die Umhüllung des LNG-Rohres 10 durch ein entsprechend dem Rohrbogen 31 gekrümmtes Vibrations-Rohr 32 wird an dessen Enden als je ein Schiebelager 33, 34 ausgebildet, also so wie im Bereich der Vibrationsrohr-Verbindungsschalen 9. Wie weiter Fig. 9 entnehmbar ist, erfolgt die Anordnung so, dass die Vibratoren 21 mit Vibrator-Ringen 18 an den gradlinigen Rohrleitungsabschnitten unmittelbar benachbart zu den beiden En- den 35, 36 des gekrümmten Vibrations-Rohres 32 angeordnet sind.
Wenn - entsprechend Fig. 10 - die LNG-Rohrleitung 1 einen Rohrabzweig 37, ein sogenanntes T-Stück, aufweist, dann ist das entsprechende Rohrabzweig-Vibrations-Rohr 38 an allen drei Enden 39, 40, 41 im Grundsatz wie ein Schiebelager 42, 43, 44 ausgebildet. Benachbart zu allen drei Enden 39, 40, 41 sind im Vibrations-Rohr 4 und in den beiden abzweigenden Vibrations-Rohren 4a und 4b Vibrator-Ringe 18 mit Vibratoren 21 angeordnet. Das Rohrabzweig- Vibrations-Rohr 38 ist im Bereich seines dem LNG- Rohr 2 benachbarten Endes 39 über ein Lager 10 abgestützt. Wenn - gemäß Fig. 11 - in dem LNG-Rohr 2 eine Armatur 45, also ein Ventil oder ein Schieber angeordnet ist, sind an beiden Enden eines die Armatur 45 umgebenden Isolier-Gehäuses 46 jeweils ein Armatur- Vibrations-Rohr 47, 48 vorgesehen, die das benachbarte Vibrations-Rohr 4 nach Art von Schiebelagern 49, 50 aufnehmen. Beide Armatur- Vibrations- Rohre 47, 48 sind jeweils mittels Lagern 10 auf dem Deck 1 abgestützt. Benachbart zu den Enden 51, 52 der Armatur- Vibrations-Rohre 47, 48 sind auf den in sie einmündenden Vibrations-Rohren 4 Vibrator-Ringe 18 mit Vibratoren 21 vorgesehen, so dass auch das hohl ausgebildete Isoliergehäuse 46 in Schwingungen versetzt werden kann. Zur Bedienung der Armatur 45 weist das Isoliergehäuse 46 einen abnehmbaren Deckel 53 auf.
Durch Inbetriebsetzung der Vibratoren 21 werden das Vibrations-Rohr 4 und ggf. das gekrümmte Vibrations-Rohr 32, oder ggf. der Rohrabzweig 37 und das Rohr- Abzweig- Vibrationsrohr 38 und ggf. das Isolier-Gehäuse 46 in Schwingungen versetzt, durch die auf ihnen befindliches Eis gelöst und entfernt wird.

Claims

Patentansprüche
1. Rohrleitung zum Fördern von verflüssigtem Gas,
mit einem mit einer Kälte-Dämmung (3) ummantelten, gegenüber einem Untergrund abgestützten Rohr (2),
mit das Rohr (2) mit Abstand umgebenden Vibrations-Rohren (4) und
mit einem an jedem Vibrations-Rohr (4) angebrachten Vibrator (21).
2. Rohrleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass einander benachbarte Vibrations-Rohre (4) mittels einer Schiebe- Verbindung miteinander verbunden sind.
3. Rohrleitung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
dass die Schiebe- Verbindung als Vibrationsrohr- Verbinderschale (9) ausgebildet ist.
4. Rohrleitung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
dass das Rohr (2) mit Kälte-Dämmung (3) mittels eines eine Öffnung
(14) der Schiebe-Verbindung durchsetzenden Lagers (10) auf dem Untergrund abgestützt ist.
5. Rohrleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn- zeichnet,
dass jeder Vibrator (21) mittels eines Vibrator- Rings (18) auf dem Vibrations-Rohr (4) angebracht ist.
6. Rohrleitung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
dass der Vibrator-Ring (18) das Vibrations-Rohr (4) in Schwingungsü- bertragungs-Verbindung umschließt.
7. Rohrleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
dass das Vibrations-Rohr (4) auf dem Untergrund mittels eines Dämpfungs-Lagers (28) abgestützt ist.
8. Rohrleitung nach Anspruch 5 und 7, dadurch gekennzeichnet,
dass der Vibrator-Ring (18) auf dem Dämpfungs-Lager (28) abgestützt ist.
9. Rohrleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn- zeichnet,
dass der Vibrator (21) als Druckluft- Vibrator ausgebildet ist.
10. Rohrleitung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
dass eine Druckluft-Hauptleitung (24) zur Versorgung des Vibrators (21) im Hohlraum (5) zwischen dem Rohr (2) mit Kälte-Dämmung (3) und dem Vibrations-Rohr (4) angeordnet ist.
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