NO863630L - Gasskomprimeringsapparat for gassoverfoeringsroerledninger. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et apparat for å komprimere gass i gassoverføringsrørledninger slik som det nasjonale gass-nett og rørledninger som fører til det nasjonale nettverk og gassfelter i Nordsjøen.

Av praktiske og særlig økonomiske årsaker, er det ønskelig

å overføre gass ved høyt trykk og å opprettholde gasstrykket ved et høyt nivå gjennom hele lengden av rørledningen. Etter hvert som gassen går lengre og lengre fra komprimeringsstedet, faller imidlertid naturligvis trykket og det er derfor nødvendig å på nytt komprimere gassen ved intervaller for videre overfør-ing. Desto nærmere hverandre gjenkomprimeringsstedene er desto mindre er det totale nødvendige kraftforbruk, siden desto hypp-igere gjenkomprimering skjer desto høyere er det totale gjennom-snittlige gasstrykk.

Gjeldende teknologi involverer bruken av store pumpestasjoner

ved forholdsvis lange intervaller. Komprimeringen utføres vanligvis av gassturbindrevne kompressorer. Selv på land forårsaker slike pumpestasjoner problemer fordi de er forholdsvis kostbare, krever en permanent bygning og et stort område som har kjøread-komst. Det er miljømessige problemer ikke bare med utseende av stasjonen, men også med utslippsgassene, fordi gassturbinene krever en kort pipe for å slippe ut avgassene for maksimal virkningsgrad. Høye piper påvirker ufordelaktig virkningsgraden av gassturbinene pga. friksjonen og turbulensen i avgasskanalene. således må avgassene slippes ut forholdsvis nær bakken som aksentuerer miljømessige problemer.

Det foreligger også en uunngåelig støymengde som genereres.

Disse karakteristikker forårsaker enda større problemer i tett-bebygde områder.

De økonomiske problemer og virkningsgradproblemene er enda

større i undersjøiske rørledninger slik som de i Nordsjøen.

Dette fordi hver pumpestasjon krever sin egen plattform og slike plattformer er svært kostbare. For å redusere antallet slike plattformer som er nødvendig i en rørledning, tillates gasstrykket i røret å falle mellom stasjonene i en større grad enn hva som er ønskelig fra et pumpevirkningsgrad synspunkt.

Den foreliggende oppfinnelse søker å tilveiebringe en løsning

på disse problemer.

Ifølge det bredeste aspekt av den foreliggende oppfinnelse, er det tilveiebragt en elektrisk motor og kompressoranordning tilpasset for montering inne i en gassrørledning, hvor motoren har passasjer for at gassen passerer derigjennom eller er slik at den danner i forbindelse med rørledningen et ringrom som definerer en passasje eller passasjer for gassen mellom motoren og rørledningen.

I en foretrukken utførelse som blir beskrevet i det etterfølg-ende , innbefatter motoren en kortslutningsmotor, hvor kompressoren innbefatter en multitrins aksialkompressor plassert opp-strøms av motoren og er anordnet for å bli drevet av denne.

Fortrinnsvis er motor/kompressoranordningen i bruk plassert i

en rørledningslengde for å danne en modul anordnet for fjernbart å bli festet i rørledningen. Modulen kan festes koaksielt i rør-ledningen, men alternativt kan en eller flere moduler plasseres i by-passer i parallell med rørledningen.

En foretrukken utførelse av oppfinnelsen vil nå bli beskrevet gjennom et eksempel med henvisning til de vedlagte tegninger hvor:

Fig. 1 viser en motor/kompressoranordning for innarbeidelse i

en gassrørledning,

fig. 2 viser et sideriss av anordningen ifølge fig. 1 innarbeid-i en undersjøisk modul, og

fig. 3 viser et skjematisk planriss av en undersjøisk stasjon som innehar to av modulene vist i fig. 2, anordnet i parallell med hovedgassrørledningen.

Det vises nå til fig. 1 hvor det er vist en standard gassover-føringsrørledning 1. Diameteren på røret avhenger av stedet av rørledningen i gassoverføringsnettverket og det planlagte gass-volum som skal overføres. Vanligvis med dagens teknologi kan dets diameter være 4 0 tommer, men kan likeledes være mindre enn 10. Denne bestemte anvendelse er ment primært for under-sjøiske steder og derfor har en koplingsboks 2 festet til det ytre av røret 1, hvor koplingsboksen innbefatter et forankrings-punkt 3 for en markeringsbøye. En elektrisk motor 4 er plassert i røret og kraft til å drive motoren tilføres gjennom en driftskabel som passerer inn i koplingsboksen 2 gjennom en trykkpakningsboks 6 for forbindelse til viklingene av den elektriske motor 4. Motoren tilføres gjennom en driftskabel som passerer inn i koplingsboksen 2 gjennom en trykkpakningsboks 6 for forbindelse til viklingene av den elektriske motor 4. Motoren be-står av en kortslutningsmotor som er plassert i hovedsak koaksielt i røret på støttesteg 7 for slik å tilveiebringe en ring-formet passasje 8 mellom det ytre av motoren og rørveggen, gjennom hvilke gass kan passere. Rotoren 13 støttes på lagre 9

og 10 hvilke tilføres olje fra et reservoar (som vist i fig. 2) ved hjelp av en oljepumpe 11 plassert ved den nedstrøms ende av motoren.

Akselen 12 til den elektriske motor som bærer rotoren 13 har

en forlengelse som er forbundet til en multitrins aksialkompressor 14, hvor kompressoren er montert på et trykklager eller aks-iallager 15 og frontlager 16.

Selvom motoren 4 er vist å være direkte forbundet til kompressoren 14, skal det forstås at en girveksel kan plasseres mellom de to komponenter selvom for installering slik som under Nord-sjøen, er en direkte forbindelse foretrukket under hensyn til

enkelhet og pålitelighet.

Det vises nå til fig. 2 hvor det er vist et sideriss, delvis i snitt, av en modul for innsettelse i en undersjøisk rørledning. Modulen innbefatter en rørseksjon 20 som har ved sine ender flenser 21 ved hvilke rørseksjonen 20 kan boltes til korresponderende flenser 21a av det gjenværende av rørledningen som vist i fig. 3. Rørseksjonen 20 innbefatter en motor/kompressoranordning som vist i fig. 1. 22 er oljetanken, til hvilke som tidligere nevnt tilføres olje gjennom oljerør 23 til lagre av motor/ kompressoranordningen. en avblåsingsventil 24 for kompressoren er festet til rørledningen 20 inntil kompressoren. Inntil hver ende av rørseksjonen 20 er det plassert respektive pakningsboks-løse isoleringsventiler 25 for kompressoren. Som vist til venstre i fig. 2, innbefatter disse ventiler et ventillukkeelement 26, drevet av en elektrisk motor 27 for å lukke rørseksjonen 20.

Det vises nå til fig. 3 hvor det er vist et skjematisk planriss av en undersjøisk kompressorstasjon som innbefatter to av kom-pressormodulene vist i fig. 2, anordnet i parallell. De to moduler er plassert i parallell med hverandre og med en hovedrør-ledning 28. Hovedrørledningen innbefatter en blokkeringsventil 29 som er stengt for å avlede gasstrømning gjennom kompressor-modulene. Hovedrørledningen 28 innbefatter også en isolerende avblåsningsventil 30 som er forbundet til korresponderende av-blåsningsventiler 31 i rørseksjonen 20 av de to moduler gjennom rør 32.

Som nevnt tidligere, er rørseksjonene 20 til modulene forbundet ved deres endeflenser 21 til korresponderende flenser 21a av hovedrørledningen. I denne utførelse er flensene 21a plassert på grenrørseksjoner 73.

Inntil flensene 21a av hver av grenseksjonene 33 er det plassert en pakningsboksløs isoleringsventil 34 for rørledningen.

VedVed korrekt åpning og lukking av isoleringsventilene 25,29

og 34, er det mulig å regulere gasstrømningen selektivt gjennom den ønskede seksjon eller seksjoner av stasjonen. Dersom f.eks. gasstrykket er slik at pumping ikke er nødvendig, ville ventilen 29 bli åpnet og ventilene 25 og 34 lukket. Gassen ville så strømme uavbrutt langs hovedseksjonen 28 av rørledningen. Dersom kun en kompressor trengs for å gi det nødvendige trykkpådrag, var det nødvendig kun å bringe en i drift ved å åpne den korr-ekte av ventilene 25,34 med ventilen 29 lukket.

Isoleringsventilene 25 og 34 blir også brukt under vedlikehold. Med disse ventiler og ventilen 29 lukket, kan modulene koples fra rørledningen ved å frigjøre deres flenser 21 og modulen fjernes uten at vesentlige mengder sjøvann entrer rørledningen eller det indre av modulen. Dette arrangement har den ytterligere fordel at en modul med feil kan enkelt skiftes ut med en annen modul med minimal stengetid.

Selv om denne utførelse beskriver en modul for bruk til rørled-ninger i Nordsjøen, har den foreliggende oppfinnelse også særlig fordeler i landbaserte operasjoner, som nevnt tidligere, har anordningen av ikke hyppige, store gassturbin-pumpeanlegg ulemp-er mens pumpestasjoner som innehar foreliggende oppfinnelse ikke krever store områder siden de kan anordnes i en liten grøft, f.eks. plassert på offentlig område langs veier. Det er således enorme kostnadsbesparelser både i den reduserte nødvendige in-frastruktur og også i forøket virkningsgrad for gassoverføring siden modulene kan plasseres lettere, mer presist hvor de trengs. Dersom den nødvendige kraft ikke kan tilveiebringes av en enkelt motor, så kan et antall motorer forbindes i serie. Videre kan hver modul innbefatte mer enn en motor/kompressoranordning.

Selvom oppfinnelsen er blitt beskrevet idet den har en elektrisk motor som driver en kompressor skal det forstås at oppfinnelsen også er appliserbar til et reversert arrangement i hvilket en impeller driver en elektrisk generator. En slik installasjon vil være særlig nyttig hvor en reduksjon av gasstrykket er nødvendig slik som oppstår når et grenrør forbindes til en hovedoverførings-linje. Hensiktsmessig under slike omstendigheter innarbeides en reduksjonsventil i rørledningen, men dette involverer en kost-nadsbelastning siden, ettersom gass reduseres i trykk, den natur-lige inneholder mindre energi og differansen i energinivået er tap. Ved bruk av foreliggende oppfinnelse oppnås trykkreduksjon-en i det minste delvist ved å drive impelleren og omdannes til nyttig elektrisk energi av generatoren hvilke kan enten føres tilbake til det nasjonale nettverk eller brukes for nærliggende formål. Den foreliggende oppfinnelse har den fordel at motoren og kompressoren kan plasseres i standard dimensjonerte rørled-ningssystem som ikke bare unngår kostnadene av å tilvirke spes-ialdimensjonerte rør, men også letter dets innarbeidelse i både nye og eksisterende rørledninger.

Selv om modulen beskrevet anovender boltede flenser for å feste den i rørledningen skal det forstås at andre metoder kan brukes.

F.eks. for undersjøiske steder kan sveisede skjøter brukes, men mange typer for forbindelse/tetning kan anvendes.

Claims (11)

1. Elektrisk motor og kompressoranordning tilpasset for montering inne i en gassrørledningen, karakterisert v e d at motoren har passasjer for at gassen kan passere gjennom eller er slik at den former i forbindelse med rørledningen et ringrom som definerer en passasje eller passasjer for gassen mellom motoren og rørledningen.

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at motoren innbefatter en kortslutningsmotor, at kompressoren innbefatter en multitrinns aksialkompressor plassert oppstrøms av motoren og er tilpasset for å bli drevet av denne.

3. Elektrisk generator og pumpeanordning tilpasset for montering inne i en gassrørledningen, karakterisert v e d at generatoren har passasjer for gass til å passere derigjennom eller er slik at den danner i forbindelse med rørled-ningen et ringrom som definerer en passasje eller passasjer for gassen mellom generatoren og rørledningen.

4. Anordning ifølge krav 1,2 eller 3, karakterisert ved at motoren og kompressoren, eller generatoren og pumpen, innbefatter oljesmurte lagre tilført olje fra et olje-reservoar.

5. Modul tilpasset for innsettelse i en rørledning, karakterisert ved at den innbefatter en anordning ifølge krav 1,2 eller 3 eller 4, plassert i en rørledningssek-sjon tilpasset for feste i en rørledning.

6. Modul ifølge krav 5, karakterisert ved at den innbefatter innretninger for fjernbart å feste modulen til rørledningen.

7. Modul ifølge krav 5 eller 6, karakterisert ved at den er tilpasset for å bli festet koaksielt i nevnte rørledning.

8. Anordning innbefattende et antall av modulene ifølge kravene 5 eller 6, karakterisert ved at modul-antallet innbefatter by-passer arrangert i parallell med rørled-ningen .

9. Anordning ifølge krav 8, karakterisert ved at hver modul innbefatter isoleringsventiler opererbare til å avtette modulens indre, at ytterligere isoleringsventiler er plassert i hver by-pass og opererbare til å stenge adkomst til rørledningen.

10. Anordning ifølge krav 9, karakterisert ved at isoleringsventilene innbefatter elektrisk drevne pakningsboks-løse ventiler.

11. Anordning ifølge krav 8,9 eller 10, karakterisert ved at avledningsventilinnretninger er plassert i en rørledningsdel i parallell med nevnte moduler og er operer-bar til å lukke nevnte rørledningsdel for å avlede gasstrømning gjennom nevnte moduler.