專利名稱：卸載管路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種管路系統(tǒng)，該管路系統(tǒng)用于^^[低溫流體，如液化天然 氣(LNG)。特別是用于沿著海上終端與陸上，之間的海床輸送流體。
背景技術(shù)：
在大量生產(chǎn)天然氣的地方，用于將氣^^T送到M^市場(chǎng)的常用技術(shù)包括 在氣源Pf逝的沿海位置處使氣艦化，并且然后對(duì)在海上船只上的特別設(shè)計(jì)的儲(chǔ) 罐中的液化天然氣(LNG)進(jìn)行輸送。為形成LNG,天然氣feffi縮并且冷卻至低 溫(例如-160。C)，以增加儲(chǔ)罐中可以承載的量。 一旦船只到達(dá)其目的地，LNG 就被卸載到陸上儲(chǔ)罐中，然后LNG可以從這些陸上{ 按照需要再蒸發(fā)并皿 過(guò)管路等被輸送到最終用戶。如果海床離開海岸深度逐漸改變并且為了通過(guò)將裝 敏卸載設(shè)施設(shè)置為遠(yuǎn)離沿海環(huán)境以獲得健康、安全和/或環(huán)境的優(yōu)勢(shì)，當(dāng)必須在 大型LNG油船的龍骨下方獲得間隙時(shí)，令人希望的是將LNG的輸A^裝載終端 定位為遠(yuǎn)離海岸。 目前已知的深冷流體傳輸系統(tǒng)包括安裝在堤道上的系統(tǒng)或者專門^Z1 在陸上儲(chǔ)罐與海上接斷裝載設(shè)施之間的弓l橋碼頭。在這樣長(zhǎng)的堤道或碼頭上支持 LNG裝載管線是昂貴的。該引橋必須在水表面上方足夠高以防止^1J管線暴露于 水中，并且在某些瞎況下避免干擾水面上現(xiàn)有的海上交通。與麟相關(guān)的成本要 求離岸設(shè)施被定位得鄰近海岸，鄉(xiāng)而可能要 浚新的接入航道和建設(shè)客砂卜的 港口設(shè)施以確保深吃水的LNG運(yùn)輸船只的安^ffl行。除ltLi外可能要審iM^空 轉(zhuǎn)期間使LNG循環(huán)的回流管線并且將其與流動(dòng)系統(tǒng)的主{專輸管線分開絕緣，由 此顯著增加了該傳輸系統(tǒng)的成本、復(fù)雜性和安全考慮。然而，作為由海床支撐的 管路，淹沒(méi)在水中的深冷流鄉(xiāng)送系統(tǒng)允許該接斷裝載站定位在與該海岸頓的 距離處，并且消除了對(duì)于堤道或引橋碼頭的需要以及在原本不要求處理深吃水 LNG船只的區(qū)域中疏浚接入航道和建筑昂i的港口設(shè)施的需要。
在管路中輸送深冷流體的問(wèn)題是當(dāng)船顯流體itA管路時(shí)，它導(dǎo)致了大多 數(shù)管路材料的顯著收縮，由此產(chǎn)生了巨大的熱應(yīng)力。 對(duì)于置于海床上的流體傳輸系統(tǒng)而言，雌的是具有用于LNG的裝敷 卸載的一種絕緣的"管中管"結(jié)構(gòu)，以保持正在被輸送的LNG的f&^，其中在一 個(gè)或多個(gè)產(chǎn)品管與外部承載管之間的環(huán)形空間中是真空的。通過(guò)在碼頭弓斷或堤 道支撐管路系統(tǒng)上的多個(gè)和/或大型膨脹環(huán)可以容納產(chǎn)品管的熱收縮。這些具有多 個(gè)膨脹環(huán)的管路系統(tǒng)基本上仍是基本上線性的，具有多個(gè)直角以將彎曲部分結(jié)合 在該線性產(chǎn)品管中。當(dāng)發(fā)生,變化時(shí)，在系統(tǒng)中具有的多個(gè)主要是線性的管路 本質(zhì)上仍只存在該產(chǎn)品管在長(zhǎng)度上的變化，并且由于為了結(jié)^^些膨脹環(huán)而^ 該產(chǎn)品管定位的這些彎曲熱收縮可產(chǎn)生局部化的應(yīng)力。另外，在海床上鋪設(shè)的海 底'管中管"結(jié)構(gòu)中的這些膨脹環(huán)的性能可能受到淤塞的損害，并且在海底"管中 管"的管路中的這些大的膨脹環(huán)^ 隹于制造和安裝的?？商娲氖?，可以^頓具有 非常低的熱膨脹系數(shù)的一種材料(例如殷鋼(含36%鎳的鋼))來(lái)^該流體承 載內(nèi)管，然而這是相對(duì)昂貴的。 本發(fā)明的目的^t用于海底流體輸送系統(tǒng)的產(chǎn)品管的熱收縮進(jìn)行調(diào)節(jié)。
具體地講，本發(fā)明提供一種流^lr送系統(tǒng)，該系^3i將該產(chǎn)品管形成為一條非
線性路徑、M將一個(gè)增加長(zhǎng)度的產(chǎn)品管弓l入到承載管中而在海上與陸上設(shè)施之 間傳輸深冷流體，這樣當(dāng)發(fā)生熱收縮時(shí)，基本上、歸該產(chǎn)品管的齡長(zhǎng)度存在幾 何上和長(zhǎng)度上的變化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)第一方面包括用于輸送^^g流體的一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包 括 一個(gè)承載管；以及位于該承載管之中并且與其熱隔離的至少一個(gè)內(nèi)部的產(chǎn)品 流動(dòng)管；其中該產(chǎn)品管具有的展開長(zhǎng)度大于該承載管，并且以非線性路徑被結(jié)合 在該承載管的離長(zhǎng)度中，這樣使得由于該產(chǎn)品管的離變化而弓胞的該產(chǎn)品管 的熱收縮受到該產(chǎn)品管的彈性幾何變形的調(diào)節(jié)。
該系統(tǒng)可以輸送的特別優(yōu)選的低溫流體是深冷流體，例如具有大約 -160°C的溫度的流體，如LNG。 產(chǎn)品管與承載管相比的額外長(zhǎng)度是通過(guò)該產(chǎn)品管沿該承載管遵循的不 同路徑被容納。在基本相等的溫度下(比如在深冷流體流動(dòng)通過(guò)該產(chǎn)品管之前)， 該產(chǎn)品管具有的長(zhǎng)度大于，載管，并且當(dāng)存在，變化時(shí)，該產(chǎn)品管永遠(yuǎn)不短 于承載管。在深冷流體鄉(xiāng)Si該產(chǎn)品管流動(dòng)之前，該產(chǎn)品管的形狀不同于該承載管 的微，以便當(dāng)該產(chǎn)品管iM;深冷流體的引入而被冷卻時(shí)，熱收縮(并且因此它
Mil該承載管的路徑)主要受到該產(chǎn)品管的幾何變化的調(diào)節(jié)，而不是僅受到i妒
品管長(zhǎng)度減小的調(diào)節(jié)(這發(fā)生在基本線性的管路系統(tǒng)中)。 雌地，該產(chǎn)品管被遍及該承載管的真空戶形色緣。該真空是形鵬該承
載管與產(chǎn)品管之間的環(huán)形空間中。 雌地，該非線性路徑是一錢本戰(zhàn)續(xù)彎曲的路徑。該產(chǎn)品管可以基
本上沿著它的^fe度(基本上沒(méi)有直的部分)3W—條曲線路徑。 —g本上非線性的產(chǎn)品管將導(dǎo)致該產(chǎn)品管長(zhǎng)度上的變化以及幾何變
化以調(diào)節(jié)熱收縮，而不是僅在由于皿變化而經(jīng)受了熱收縮的基本上線性管路系 統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的長(zhǎng)度的變化。具有一條連續(xù)彎曲的產(chǎn)品管在熱收縮過(guò)程中將^^力分 布在旨產(chǎn)品管上，相比之下主要是線性管路的系統(tǒng)則結(jié)合了多個(gè)膨脹環(huán)，其中 的熱收縮可以在為將這些環(huán)包括在產(chǎn)品管中而存在的直角彎曲部分處并且還在它 們可以安裝的多個(gè)中間隔板處產(chǎn)生局部應(yīng)力。,地，在該產(chǎn)品管經(jīng)受，變化之前，該產(chǎn)品管具有一種規(guī)則的形狀， 如一種正弦曲線皿或陡傾角的螺旋形伏。這種皿變化可以由深冷流體鄉(xiāng)S1該 產(chǎn)品管的流動(dòng)所弓胞。
,地，該系統(tǒng)包括位于該承載管內(nèi)部的兩個(gè)或更多個(gè)產(chǎn)品管。這允許 有經(jīng)過(guò)該系統(tǒng)的流體的更大的輸送容量。 該系統(tǒng)可以包括用于支撐該產(chǎn)品管的多個(gè)隔離件。它們可以被定位為使 它們防止該產(chǎn)品管在該承載管內(nèi)變?yōu)檎嬲钡?。雌地，這些隔離件以該產(chǎn)品管 的大約每半個(gè)波長(zhǎng)來(lái)定位，其中它被構(gòu)造為平面波的形狀。 多個(gè)隔板可以被附裝在該承載管和該產(chǎn)品管的兩端上。這些可以在這些 管的每一端部被定位以形成一個(gè)絕緣密封。 該系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括用于調(diào)整經(jīng)過(guò)產(chǎn)品管的流量的多個(gè)閥門，這樣可 以獲得產(chǎn)品流體的再循環(huán)，例如以維持沒(méi)有正在進(jìn)行LNG輸送時(shí)的套管內(nèi)部的 深冷驢。 該系統(tǒng)可以進(jìn)一步包^31該承載管的一個(gè)抽吸口 (tapping)以允許在 該承載管內(nèi)部抽真空。這允許圍繞該產(chǎn)品管或這些產(chǎn)品管形成真空，以防止熱量 織該產(chǎn)品中弓胞它的、M上升。


圖1示出了環(huán)境溫度下在承載管內(nèi)部的一種正弦曲線形狀的產(chǎn)品管；
圖2示出了環(huán)境溫度下在承載管內(nèi)部形成為螺旋形狀的一個(gè)單個(gè)的產(chǎn)
品管；
圖3示出了在承載管內(nèi)具有四條螺旋形狀的產(chǎn)品管的流MiJ送系統(tǒng)的 一個(gè)平面圖4示出了流體輸送系統(tǒng)的陸上終端端部； 圖5示出了流體輸送系統(tǒng)的海上終端端部；以及 圖6示出了流體管路的截面視圖。一
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在參照附圖描述本發(fā)明的i^實(shí)施方案。用于輸送流體(特別是深冷 流體，比如LNG)的一種流體^lT系統(tǒng)具有包括位于一個(gè)承載管2內(nèi)部的一個(gè)產(chǎn) 品管1的一種"管中管"結(jié)構(gòu)。在管中管結(jié)構(gòu)的每一端部， 一個(gè)隔板6的安S成該 承載管周圍形成了一個(gè)絕緣的不透氣的密封。圖1示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案。 圖1的產(chǎn)品管1具有一種正弦曲線的皿，然而該產(chǎn)品可以包括多個(gè)其他類〗以的 有規(guī)貝,重復(fù)形狀。正弦曲線形狀允許產(chǎn)品管的額外長(zhǎng)度被容納到更短的承載管 中。管1可以通過(guò)軸向彎折或塑性變形被預(yù)成型為正弦曲線皿，這樣當(dāng)該產(chǎn)品
管處于環(huán)^^溫度下時(shí)(即，在深冷流體經(jīng)過(guò)流l^r送系統(tǒng)的流動(dòng)之前)，當(dāng)該產(chǎn)品
管和承載管處于基本相等的溫度下時(shí)，該產(chǎn)品管在該承載管的內(nèi)部具有正弦曲線
微。當(dāng)深冷流體(比如LNG)流經(jīng)產(chǎn)品管1時(shí)，LNG使該產(chǎn)品管^4P下來(lái)使 它熱收縮。當(dāng)產(chǎn)品管1冷卻時(shí)它的長(zhǎng)度的減小主要由ffl31在該管中的彎曲部分的 變直的產(chǎn)品管的幾何的變化的調(diào)節(jié)，從而弓1^lil，載管的產(chǎn)品管的路徑變化， 而不^iji熱感應(yīng)材料軸向應(yīng)變。該產(chǎn)品管將在該管的彈性極限內(nèi)變直。如果該 產(chǎn)品管初始是直的，那么展開長(zhǎng)度的減小將由塑性軸向應(yīng)魏調(diào)節(jié)。除了該產(chǎn)品 管的幾何的變化，該產(chǎn)品管還可以具有長(zhǎng)度的變化，然而該產(chǎn)品管的長(zhǎng)度將7JC^ 不會(huì)變得比該承載管的長(zhǎng)度短。存在于支撐隔離件11中的多個(gè)lfW助于產(chǎn)品管1 在冷卻時(shí)CT。這些隔離件和槽被定位，這樣它們不允許在低M^時(shí)該產(chǎn)品管變 為真正直的。當(dāng)產(chǎn)品管返回至環(huán)境溫度時(shí)，比如當(dāng)深冷流體不再流經(jīng)該管時(shí)，對(duì)
于該產(chǎn)品管而言，保留足夠的不完全的:m是有用的以允許產(chǎn)品管i恢復(fù)至咜原
來(lái)的結(jié)構(gòu)。 設(shè)置隔離件以防止產(chǎn)品管接,載管的內(nèi)表面，由此防止真空絕緣旁邊
的一個(gè)熱短路，以促使在雖的軸向壓縮下有控帝啲^^品管彎曲至選定的波長(zhǎng)， 并且防止管線在低溫度下變?yōu)檎嬲钡?，這樣當(dāng)該產(chǎn)品管線的，返回到常溫時(shí) 發(fā)生倒可所要求的有控審啲彎曲娜狀還原到最初的構(gòu)形。
〖0022]—這些隔離件可以由任何適合的材料制成，比如尼龍，并且出于審隨目的， 可以被附裝在該產(chǎn)品管上或在該承載管上。優(yōu)選地，通過(guò)將產(chǎn)品管連同附裝在該 產(chǎn)品管上的隔離件滑動(dòng)進(jìn)入該承載管的內(nèi)部對(duì)這些管進(jìn)行裝配。這些隔離件的軸向間隔可以是每半個(gè)波^;要求的樹可這樣的其他的間隔，以得到該產(chǎn)品所要求 的形狀。 通過(guò)在管路系統(tǒng)制造過(guò)程中在外部強(qiáng)加的軸向加載下使在該承載管內(nèi)
部的產(chǎn)品管彎曲，M塑性預(yù)成型，或者兩者的組合可以實(shí)現(xiàn)該變形的產(chǎn)品管的 形狀。在環(huán)^^溫度下施加在該產(chǎn)品管上的強(qiáng)加的軸向壓縮力受到該承載管中的相
應(yīng)張力的反作用，并且ffiii端部隔板被傳遞。這個(gè)軸向載荷與假如該產(chǎn)品管是常 規(guī)的直線結(jié)構(gòu)時(shí)由產(chǎn)品管的軸向熱收縮強(qiáng)力啲載荷相比要小得多。 該，形沃的波長(zhǎng)將取決于該承載管的內(nèi)直徑。相對(duì)于在f^a度下沒(méi)有
過(guò)應(yīng)力的承載管，該產(chǎn)品管具有足夠的展開長(zhǎng)度以調(diào)節(jié)該產(chǎn)品管的熱收縮，這樣 在該產(chǎn)品管的fffi結(jié)構(gòu)中存艦夠的剩余變形，以使它當(dāng)它在船顯與環(huán)境鵬之 間經(jīng)受反復(fù)的熱循環(huán)時(shí)恢復(fù)到它原來(lái)的形狀。,擇正弦曲線形狀的產(chǎn)品管的波長(zhǎng)，這樣它將該產(chǎn)品管保持在允許的 曲率^N&內(nèi)，這樣實(shí)現(xiàn)了在室溫下將在該承載管內(nèi)部彎曲的產(chǎn)品管引入所要求 的任何預(yù)加載，并且僅引旭度的應(yīng)力和/鵬變。 用于該產(chǎn)品管的形狀是使得當(dāng)產(chǎn)品管被冷卻時(shí)它將通過(guò)形狀變化而不 題過(guò)熱感應(yīng)材料軸向應(yīng)魏調(diào)節(jié)熱收縮，從而允許多種材料(比如，不辦閃308 或含9%鎳的鋼)被用于在海底LNG的管路中的產(chǎn)品管的制造。 承載管2是充真空的以提供絕緣性，并且是足夠結(jié)實(shí)的以額外調(diào)節(jié)靜水 壓力的外部壓力差。承載管2本身可以被放置在另一個(gè)管中。這個(gè)另外的外部管 可以樹共額外的絕緣性，起到絕緣輔助層的作用，并且^f共一種損害微層。 例如由于該承載管要鋪設(shè)的海床的^^，它可以不是直的。1 載管的 這種不完全的餓將影響所需要的偏心度的大小，以在環(huán)境鵬帝隨割牛時(shí)實(shí)現(xiàn)該產(chǎn)品管所希望的初始彎曲，并且當(dāng)產(chǎn)品管線從低溫度恢復(fù)至諷境條件時(shí)以實(shí)現(xiàn)該彎曲的皿的恢復(fù)。 該產(chǎn)品管線的任意正弦曲線"波紋度"可以在水平的或垂直的平面中或以任意角度位于二者之間中。該定向被 擇以調(diào)節(jié)該承載管的不完全的直度，該不完全的M取決于它是否在平面上或高度上偏離得更多。 在本發(fā)明的一個(gè)替代的實(shí)施方案中，產(chǎn)品管1在環(huán)搶溫度下可以具有預(yù)成型螺旋式結(jié)構(gòu)，如圖2中所示。流體傳輸系統(tǒng)包含一個(gè)產(chǎn)品管l，該產(chǎn)品管被預(yù)成型為包含，載管2內(nèi)部的真空之中的一種陡傾角螺旋狀。螺旋狀產(chǎn)品管1在由端部隔板6固定到承載管2上之前可以被 頁(yè)壓縮為像一個(gè)彈簧，這樣當(dāng)產(chǎn)品管1冷卻到深冷皿時(shí)，它的展開長(zhǎng)度的減小受到產(chǎn)品管螺旋的彈性拉伸的調(diào)節(jié)，如同一個(gè)常規(guī)的彈簧。 該承載管可以承載多于一個(gè)的螺旋狀產(chǎn)品管。多個(gè)產(chǎn)品管可以在多頭螺旋中交錯(cuò)。圖3示出了在承載管2中安置了四個(gè)產(chǎn)品管1的一種結(jié)構(gòu)。隔離件11有助于防止旨產(chǎn)品管接觸該承載管的內(nèi)表面，并且有助于防止這些管在船，下變?yōu)檎嬲钡摹ｋm然該多個(gè)產(chǎn)品管的系統(tǒng)使用了位于該承載管中的四個(gè)產(chǎn)品管來(lái)鄉(xiāng)'j說(shuō)明，但是可以艦樹可絲數(shù)目的管。 該螺旋產(chǎn)品管育,以常規(guī)方式ffl^逢焊來(lái)制造，但是額外地拉出一個(gè)偏移，該偏移與形成該縫的板的多個(gè)匹配邊緣平行并且在這些匹配職之間，從而在該產(chǎn)品管中弓l入一個(gè)直定的陡傾角螺旋。 用于在該承載管內(nèi)部制造這些螺旋產(chǎn)品管的一種替代方法是，將它們作為預(yù)制的一個(gè)束從遠(yuǎn)端插入到該承載管中，這些螺旋產(chǎn)品管是直的并且與承載管相比^il長(zhǎng)的，具有已經(jīng)被固定到這些產(chǎn)品管上的隔離環(huán)，并且然后用隔板組件將這些端部固定的產(chǎn)品管的遠(yuǎn)端該承載管上進(jìn)行端部固定。在承載管的近端處，每個(gè)產(chǎn)品管的自由端在直徑小于承載管直徑的一個(gè)圓周中是扭曲的，同時(shí)每個(gè)產(chǎn)品管被允許關(guān)于它自身的軸線旋轉(zhuǎn)，這樣使得這些產(chǎn)品管纏繞成交錯(cuò)螺旋形。一旦形成了一個(gè)螺旋形狀，這些產(chǎn)品管可以被固定到隔板的近端上，該近端防止這些產(chǎn)品管圍繞它們的局部單獨(dú)軸向中心線展開。這些產(chǎn)品管然后通過(guò)將隔板推向
在承載管上的它的匹配凸id^ff頁(yè)壓縮，以還在適度絕緣下將該隔板固定妾iJ^:載管上之前Mf共額外的熱收縮能力。該承載管然后反作用到張力的軸向預(yù)壓縮加載以及在產(chǎn)品管中試圖圍繞該承載管中心線展開的扭力性的軸向旋轉(zhuǎn)力矩。當(dāng)這些產(chǎn)品管被充入LNG時(shí)，該軸向預(yù)壓縮加載將變?yōu)楫?dāng)這些產(chǎn)品管線縮短時(shí)的張力而^^c載管置于壓縮狀態(tài)。預(yù)期因?yàn)檫@些產(chǎn)品管是以此方式被圍繞扭曲并壓縮成交錯(cuò)彈簧的結(jié)構(gòu)，在隔離件與承載管內(nèi)部之間將積累摩擦力。這些摩擦力將是累積性的，這樣使得可能發(fā)生一種情況，其中在近端隔板處的纟勒卩的扭矩和壓縮正在導(dǎo)致在直接近端隔fet后的產(chǎn)品管中出現(xiàn)最大可允許的應(yīng)力，但是使得在產(chǎn)品管與承載管之間引發(fā)的相)^移動(dòng)沿著該承載管的長(zhǎng)度向下減小直到到達(dá)一，點(diǎn)，皿該錨點(diǎn)，在產(chǎn)品管與承載管之間不存在軸向相對(duì)移動(dòng)，以及另一，點(diǎn)，超過(guò)該另一賴點(diǎn)，這些產(chǎn)品管不存在相對(duì)于該承載管內(nèi)部的環(huán)圓周移動(dòng)。這種"鎖定應(yīng)力"的發(fā)生將暫日t^礙這些產(chǎn)品管進(jìn)一步地纏繞和壓縮成為一個(gè)彈簧。然而，在齡LNG管線以多公里長(zhǎng)度進(jìn)^f(j造的情況下，并且假定在一個(gè)陸上滾社允許^t^:度被^iS海中，這個(gè)滾艦將允許齡LNG管路圍繞它的長(zhǎng)軸線旋轉(zhuǎn)。滾動(dòng)該管同時(shí)扭曲并M縮這些產(chǎn)品管的過(guò)程柳醉地隨著它們的形成將這些摩擦錨點(diǎn)"解鎖"，并且允許正被弓l入到近端處的這些產(chǎn)品管中的螺旋式形狀以沿著該承載管的整個(gè)長(zhǎng)度向下安全移動(dòng)到遠(yuǎn)端。在從鋪管駁船到海床上的LNG管線的安裝發(fā)生時(shí)，為了防止該管線滾動(dòng)，M允許該承載管灌入海水可以M^、摩擦錨點(diǎn)的形成，這樣使得適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)的產(chǎn)品管在該套管中變得中性地有浮力，因此防止了相對(duì)產(chǎn)品管旋轉(zhuǎn)和壓縮的任何磨擦力的形成。在這種情況下，將需要隨后使該套管排水并千燥的適當(dāng)設(shè)施。 雖然對(duì)產(chǎn)品管具有一種正弦曲線或螺旋形狀的流動(dòng)系統(tǒng)f寺別進(jìn)行了舉例說(shuō)明，.但是可以使用該產(chǎn)品管的其他形狀，其中該產(chǎn)品管的長(zhǎng)度在環(huán)境鵬下大于該承載管的長(zhǎng)度，以允許當(dāng)該產(chǎn)品管冷卻至艦皿時(shí)的熱收縮。
該承載管和產(chǎn)品管的每個(gè)端部被固定到一個(gè)隔板安排上。圖4和圖5更詳細(xì)地描述了用于陸上和海上端部的多種隔板安排。 圖4示出了用于流體傳輸系統(tǒng)的一種陸上終端安排。位于承載管2中的產(chǎn)品管1在一個(gè)隔板6處終止，該隔板與承載管2形成一個(gè)絕緣不透氣的密^寸。焊接到承載管2上的凸緣3被連接到一個(gè)陸上端部終端凸緣5上。這可以通il任何常規(guī)的連接^ff實(shí)現(xiàn)，比如一種螺母和螺栓安排4。 一種合適的絕緣材料7、 8被用于防止熱流動(dòng)M載管2、凸緣3、 5和螺栓4進(jìn)入隔板6和產(chǎn)品管1、以及其內(nèi)部的處于f驢度下的流體。提供了不透氣的密封，以便，載管2的環(huán)9的內(nèi)部維持一個(gè)真空。，地，該密封還是不3t7jC的，以防ih7KiSA該承載管。可以設(shè)置JSA承載管2中的一個(gè)抽吸口安排10以能夠iSA環(huán)形區(qū)9，以允許利用一個(gè)外部真空泵來(lái)實(shí)I賊載管2內(nèi)部的真空?？商娲氖牵摮槲诎才趴梢员辉O(shè)置為進(jìn)入該隔板中。產(chǎn)品管1被焊接到隔板6上，以形成一個(gè)結(jié)構(gòu)性的和不it^i的密封。為了清晰，圖4僅示出了在該承載管中的一個(gè)產(chǎn)品管，然而，可以4頓多個(gè)產(chǎn)品管線，這些產(chǎn)品管線將^P在該隔板處終止。從該隔 —步 3￡海岸處，流體(比如LNG)禾胸常規(guī)安術(shù)皮輸送到陸上存儲(chǔ)設(shè)施，并且利用常規(guī)絕緣材料13被保持在深冷驢。 圖5示出了該系統(tǒng)的海上終端的一個(gè)實(shí)施方案。另一個(gè)隔板6與承載管2在如以i^t于流動(dòng)管線系統(tǒng)的陸上端部所說(shuō)明的方式在這些管的海Jl^端處形成了一個(gè)絕緣不透氣的密封。絕緣材料16、 12防ih^載管2到隔板6和產(chǎn)品管23、 24、 25、 26的熱傳輸。隔板6可以被連接到一個(gè)絕緣的深冷油船連接終端14上。從該隔鵬一步離岸處，LNG禾擁常規(guī)安祠成該LNG油輪內(nèi)部以及卸載臺(tái)架處被f呆持在深冷皿下。 當(dāng)在單個(gè)承載管內(nèi)部存在多個(gè)產(chǎn)品管時(shí)，并且在LNG實(shí)際上未通過(guò)這些產(chǎn)品管被卸載，載的一段時(shí)間內(nèi)(比如在多個(gè)LNG油船到&t間的時(shí)間)，
m在該流體輸運(yùn)系統(tǒng)的海上和陸上終端處^頓多個(gè)閥門安排，m沿著一個(gè)或
多個(gè)產(chǎn)品管連續(xù)循環(huán)LNG并且然后M31其他管返回，可以維持承載管的真空絕緣環(huán)形區(qū)內(nèi)的深7令溫度。圖5中示出的是用于承載管的闊門安排的一個(gè)實(shí)例，該 實(shí)例包括在LNG管線的海上終端處的四個(gè)產(chǎn)品管。Mii使閥門17和19關(guān)閉以 及分流閥21打開以將LNG從產(chǎn)品管23導(dǎo)入到產(chǎn)品管26中，可以粒一個(gè)單一 流動(dòng)循環(huán)來(lái)使LNG從海上設(shè)施經(jīng)過(guò)產(chǎn)品管23流出并且然后經(jīng)過(guò)產(chǎn)品管路26返 回。通過(guò)產(chǎn)品管24從陸上終端出來(lái)并且iiil產(chǎn)品管25返回可以建立第二個(gè)LNG 循環(huán)，此處閥門18和20是關(guān)閉的并且分流閥22是打開的。然而， 一旦油船到達(dá)， iiil關(guān)閉分流閥21、 22并且打開閥門17、 18、 19、 20，所有的產(chǎn)品管可以豐細(xì) 于流體的快速卸載以給出一個(gè)短的油船輪次。 當(dāng)LNG被保持在海上油輪端部處時(shí)，利用將流體從一個(gè)產(chǎn)品管足紛流 到在這些管路的陸上終端處的另一個(gè)產(chǎn)品管路(與用于海上端部戶，的閥門安排 相似)的一個(gè)閥門安排，可以^5:流動(dòng)循環(huán)以使LNG M^些產(chǎn)品管路循環(huán)出 來(lái)并腿回。 圖6示出了一個(gè)完整的LNG管路的截面視圖。位于承載管2中的每個(gè) 螺旋狀的產(chǎn)品管1由多個(gè)隔離件支撐，比如沿著管1的長(zhǎng)度在適當(dāng)位置處附裝其 中的隔離環(huán)11。隔離件11之間的距離將取決于流體輸送系統(tǒng)被安置的條件，這 樣它們支撐該承載管內(nèi)部的產(chǎn)品管線、防ihl^這些產(chǎn)品管與承載管之間的真空 絕緣的熱短路、并且當(dāng)LNG被引A^些管中使它們冷卻到深冷皿并且經(jīng)受熱 收縮日微助該承載管內(nèi)部的產(chǎn)品管的倒可軸向移動(dòng)?？梢?^管路上應(yīng)用一個(gè) 源1±加重層15，以提供海床上的管路在環(huán)境海7K流動(dòng)下的穩(wěn)定性和機(jī)械保護(hù)。 沿著該管路的全部或部分長(zhǎng)度挖溝也可以為該管路組#$1供保護(hù)。 旨LNG管路可以被支撐在一^^坡上從海上的油船終端下海床上并 且沿著從陸上終端到海床上的一個(gè)逐漸傾斜的槽溝從海岸向下。該流體ilf送系統(tǒng) 可用于從油輪到陸上終端卸載流體，或者可以被用于對(duì)來(lái)自陸上設(shè)施的流體進(jìn)行 輸送以將該流體裝載到油輪上。
LNG管路可以被制作在鋪管馬娜上，或者完全在陸上制造并且然后利 用常規(guī)海床管線拖拽安裝技術(shù)被拖拉到位置上?？商娲?，將LNG管路制成多 個(gè)部分，每^分被拖拉到位置并且結(jié)合到一起以形成一個(gè)完整的管線。 雖然參考深冷流體(特別是LNG)的傳輸對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是 本系,用于輸送弓l起產(chǎn)品管的，變化的其他多種流體。
權(quán)利要求
1.一種用于輸送低溫流體的系統(tǒng)，包括一條承載管；以及位于該承載管內(nèi)并且與其熱隔離的至少一個(gè)內(nèi)部的產(chǎn)品流動(dòng)管；其中該產(chǎn)品管具有的長(zhǎng)度大于該承載管，并且它通過(guò)跟隨一條非線性路徑被結(jié)合在該承載管的全部長(zhǎng)度之中，這樣使得由于該產(chǎn)品管在溫度上的變化而引起的該產(chǎn)品管的熱收縮受到該產(chǎn)品管的彈性幾何變形的調(diào)節(jié)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中該產(chǎn)品管被遍及該承載管的真空 所絕緣。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中該非線性路徑是一條基本上連續(xù) 彎曲的路徑。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中在該產(chǎn)品管經(jīng)受溫 度變化之前，該產(chǎn)品管具有一種正弦曲線的形狀。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中在該產(chǎn)品管經(jīng)受溫 度變化之前，該產(chǎn)品管具有一種螺旋的形狀。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，包括位于該承載管內(nèi)部 的兩個(gè)或更多個(gè)產(chǎn)品管。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中該承載管包括用于 支撐該產(chǎn)品管的至少一個(gè)隔離件。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中多個(gè)隔離件以該產(chǎn)品管的大約每 半個(gè)波長(zhǎng)來(lái)定位。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，包括附裝在該承載管和 產(chǎn)品管的每個(gè)端部的一個(gè)隔板。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于調(diào)節(jié)通 過(guò)該產(chǎn)品管的流動(dòng)的至少一個(gè)閥門。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括通過(guò)該承 載管的一個(gè)抽吸口，以允許在該承載管內(nèi)部形成一個(gè)真空。
全文摘要
一種用于輸送低溫流體的系統(tǒng)，包括一個(gè)承載管(2)；以及位于該承載管(2)之內(nèi)并且與其熱隔離的至少一個(gè)內(nèi)部的產(chǎn)品流動(dòng)管(1)；其中該產(chǎn)品管(1)具有大于承載管(2)的長(zhǎng)度，并且通過(guò)跟隨一條非線性路徑被結(jié)合在該承載管(2)的整個(gè)長(zhǎng)度中，這樣使得由于產(chǎn)品管(1)在溫度上的變化而引起的產(chǎn)品管(1)的熱收縮受到產(chǎn)品管(1)的彈性幾何變形的調(diào)節(jié)。
文檔編號(hào)F16L9/18GK101680593SQ200880014682
公開日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2008年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月3日
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