[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine schwimmfähige LNG - und/oder LPG-Verladeplattform
zum Sammeln, Prozessieren und Speichern von zugeführtem Erdgas und zur Verladung von
verflüssigtem Erdgas in Form von LNG (Liquefied Natural Gas) und/oder LPG (Liquefied
Petrol Gas) auf Tankschiffe, mit: einem länglichen Rumpf mit Verankerungseinrichtungen
an dessen einem Ende, die so ausgestaltet sind, dass der Rumpf frei drehbar relativ
zu einem Verankerungspunkt am Meeresgrund verankerbar ist, Vertäuungseinrichtungen
zum Vertäuen eines Tankschiffs Seite an Seite an dem Rumpf, einem Flüssiggastransfersystem
mit einer Mehrzahl von Leitungen, die in Leitungskupplungen münden, die zum Anschluss
an standardmäßige Lade/Entlade-Stutzen an Tankschiffen ausgelegt sind.
[0002] Eine derartige Verladeplattform wurde von Shell unter dem Projektnamen "Prelude FLNG"
(Floating Liquefied Natural Gas Facility) vorgestellt. Die Prelude-Plattform hat einen
länglichen Rumpf, der eine Länge von 488 m und eine Breite von 74 m hat. Es sind Verankerungseinrichtungen
an einem Ende des Rumpfes vorgesehen, die so ausgestaltet sind, dass der Rumpf frei
drehbar relativ zu einem Verankerungspunkt am Meeresgrund verankerbar ist; solche
Verankerungseinrichtungen werden auch als "Turret Mooring Systems" bezeichnet. Die
Verladeplattform ist ferner mit Leitungen versehen, die zu verschiedenen in der Umgebung
am Meeresgrund befindlichen Förderanlagen für Erdgas führen. Das zugeleitete Erdgas
wird auf der Verladeplattform verfahrenstechnisch prozessiert und anschließend in
verflüssigtem Zustand in Form von LNG und/oder LPG lieferfertig in Speichern auf der
Verladeplattform gelagert. Das so prozessierte LNG und/oder LPG wird auf Tankschiffe
für Flüssiggas verladen und zu den Verbrauchsorten transportiert. Zum Andocken der
Tankschiffe Seite an Seite sind am Rumpf der Verladeplattform Vertäuungseinrichtungen
vorgesehen. Ferner ist auf der Verladeplattform ein Flüssiggastransfersystem mit einer
Mehrzahl von voneinander unabhängig gehandhabten Leitungen vorgesehen, die jeweils
in eine mit der Leitung verbundene Leitungskupplung münden. Diese Leitungskupplungen
sind zum Anschluss an standardmäßige Lade/Entlade-Stutzen an Tankschiffen ausgelegt.
Das Flüssiggastransfersystem besitzt jeweils einzeln zu handhabende Hebevorrichtungen,
mit denen die Leitungsenden so positioniert werden können, dass die Leitungskupplungen
des Flüssiggastransfersystems unmittelbar vor den standardmäßigen Lade/Entlade-Stutzen
an dem Tankschiff liegen und jeweils einzeln miteinander gekoppelt werden können,
um LNG und/oder LPG aus den Speichern der Verladeplattform in ein angedocktes Tankschiff
fördern zu können. Die Leitungen des Flüssiggastransfersystems werden durch feste
Rohre gebildet, die über Drehgelenke miteinander verbunden sind und sich damit beweglich
an die Position der Lade/Entlade-Stutzen anpassen bzw. ihnen folgen können. Das Flüssiggastransfersystem
ist in Längsrichtung der Verladeplattform an einem festgelegten Ort fest montiert.
Das Tankschiff muss daher so an der Verladeplattform festgemacht werden, dass die
in Längsrichtung des Tankschiffes ebenfalls an einem festen Ort liegenden Lade/Entlade-Stutzen
und die Leitungskupplungen in engen Grenzen in Ausrichtung zueinander sind, so dass
die Leitungskupplungen des Flüssiggastransfersystems mit den Lade/Entlade-Stutzen
des Tankschiffs gekoppelt werden können.
[0003] Der Drehbarkeit der Verankerung der Verladeplattform am Meeresboden liegt folgende
Überlegung zugrunde. Eine solche Verankerung erlaubt es, dass sich die Verladeplattform
ohne aktives Zutun zu den anlaufenden Wellen, zum Wind und zur Meeresströmung derart
ausrichtet, dass sie den geringsten Widerstand bietet. Dies ist schematisch in Fig.
1 dargestellt, worin eine Verladeplattform 2 mit einer drehbaren Verankerung 6 von
oben dargestellt ist. In der in Fig. 1 dargestellten Situation sind Wellen, Wind und
Meeresströmung gleich gerichtet, und die Verladeplattform 2 hat sich dann so ausgerichtet,
dass ihre Längsrichtung parallel zur Richtung von Wellen, Wind und Strömung liegt.
In Fig. 2 ist die Situation dargestellt, dass Wellen, Wind und Strömung aus unterschiedlichen
Richtungen auf die Verladeplattform 2 treffen; aufgrund der freien Drehbarkeit um
die Verankerung 6 richtet sich die Verladeplattform 2 dann so aus, dass der Gesamtwiderstand
gegenüber Wellen, Wind und Strömung minimal ist.
[0004] In Fig. 3 ist die Fig. 1 entsprechende Situation mit Wellen, Wind und Strömung aus
gleicher Richtung gezeigt, wobei nun ein Tankschiff 20 an der Verladeplattform 2 vertäut
ist. In diesem Fall weist das System aus Verladeplattform 2 und daran vertäutem Tankschiff
20 eine Asymmetrie auf, die dazu führt, dass ein Drehmoment auf das System aus Verladeplattform
2 und Tankschiff 20 ausgeübt wird, wobei das Drehmoment die von dem Tankschiff abgewandte
Längsseite der Verladeplattform 2 in den einlaufenden Wellengang, Wind und die Meeresströmung
dreht. Der Zustand des niedrigsten Gesamtwiderstands von Verladeplattform 2 mit dem
daran vertäuten Tankschiff 20 wird so in einer Stellung erreicht, in der das Tankschiff
20 auf derjenigen Längsseite der Verladeplattform 2 liegt, die gegenüber einlaufendem
Wellengang, Wind und Strömung leicht abgewandt ist. In Fig. 4 ist eine entsprechende
Situation dargestellt, in der nun Wellen, Wind und Meeresströmung aus unterschiedlichen
Richtungen kommen.
[0005] Tatsächlich ist diese Verdrehung der Verladeplattform 2 auch erwünscht, denn es ergibt
sich dadurch der Effekt, dass das Tankschiff 20 in gewissem Umfang im "Wellenschatten"
der Verladeplattform 2 liegt, d.h. die dem Tankschiff 20 zugewandte Seite der Verladeplattform
2 ist leicht von der Richtung des Wellengangs abgewandt. Unter typischen Bedingungen
von Wellengang, Wind und Strömung neigt sich die Verladeplattform 2 um bis zu 30°
zu dem eingehenden Wellengang. Dadurch wird ein geschützter Bereich im "Wellenschatten"
der Verladeplattform geschaffen, in dem das Tankschiff liegt. Durch die Lage im Wellenschatten
werden Relativbewegungen zwischen Verladeplattform 2 und daran verankertem Tankschiff
20 verringert. Dies ist von großer Bedeutung, um die Belastung auf die Vertäuung und
die Bewegung und Belastung auf das angekoppelte Flüssiggastransfersystem in tolerierbaren
Grenzen zu halten.
[0006] Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verladeplattform der oben beschriebenen
Art so zu verbessern, dass sie an den Typ des zu vertäuenden und zu befüllenden Tankschiffs
anpassbar ist, so dass die Relativbewegungen zwischen Tankschiff und Verladeplattform
aufgrund von Wellen, Wind und Strömung abhängig vom Tankschifftyp möglichst gering
sein können. Insbesondere soll die Vertäuung und Befüllung des Tankschiffs an der
Verladeplattform in einer solchen Weise möglich sein, dass das Tankschiff abhängig
vom Typ des Tankschiffes in möglichst großem Maße im Wellenschatten der Verladeplattform
liegt, um so eine Konstellation von Verladeplattform und daran vertäutem Tankschiff
zu schaffen, in der die Relativbewegungen zwischen Verladeplattform und Tankschiff
verringert sind.
[0007] Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte
Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Verladeplattform sind in den Unteransprüchen
aufgeführt.
[0008] Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Flüssiggastransfersystem in Längsrichtung
des Rumpfes verfahrbar auf der Verladeplattform gelagert ist, so dass die Positionierung
der Leitungskupplungen des Flüssiggastransfersystems und damit die der Leitungskupplungen
an eine gewünschte Vertäuungsposition eines Tankschiffs in Längsrichtung des Rumpfs
der Verladeplattform anpassbar ist. Mit der gewünschten Vertäuungsposition des Tankschiffs
ergibt sich auch die Lage der Lade/Entlade-Stutzen in Längsrichtung des Rumpfes der
Verladeplattform, auf die die Lage des Flüssiggastransfersystems einstellbar ist,
so dass sich Lade/Entlade-Stutzen und Leitungskupplungen gegenüberliegen, wenn sich
das betroffene Tankschiff in der optimalen Längsposition an der Verladeplattform befindet.
[0009] Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung hat sich herausgestellt, dass die
durch die Schrägstellung der Verladeplattform gegenüber der Richtung des eingehenden
Wellengangs und die dadurch bewirkte Abschirmung des an der Verladeplattform vertäuten
Tankschiffs sich abhängig vom Typ des Tankschiffs, zum Beispiel abhängig von dessen
Länge, Breite, Tiefgang etc., in der Weise optimieren lässt, dass Relativbewegungen
zwischen Tankschiff und Verladeplattform möglichst gering sind, indem das Tankschiff
in einer danach gut geeigneten Längsposition in Längsrichtung der Verladeplattform
daran vertäut wird. Da die Lage der Lade/Entlade-Stutzen an den Tankschiffen in deren
Längsrichtung für ein gegebenes Tankschiff fest vorgegeben und nicht variabel ist,
ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Flüssiggastransfersystem in Längsrichtung
des Rumpfes der Verladeplattform verfahrbar darauf gelagert ist, so dass jedes Tankschiff
eines gegebenen Typs in gewünschter Lage in Längsrichtung an der Verladeplattform
daran vertäut werden kann, um Relativbewegungen zwischen Tankschiff und Verladeplattform
möglichst gering zu halten, und das Flüssiggastransfersystem auf die sich daraus ergebende
Stellung der Lade/Entlade-Stutzen an dem Tankschiff eingestellt werden kann.
[0010] In einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Flüssiggastransfersystem eine verfahrbar
auf der Verladeplattform gelagerte Basis auf, an der eine Trägerstruktur montiert
ist. Die Trägerstruktur hält einen quer verlaufenden Querträgerrahmen, an dem die
Mehrzahl von Leitungen mit den Leitungskupplungen reihenförmig nebeneinander angeordnet
aufgehängt sind.
[0011] In einer vorteilhaften Ausführungsform weisen die Leitungen des Flüssiggastransfersystems
flexible Leitungen in Form von flexiblen Wellrohren oder Schläuchen für tiefgekühlte
Flüssigkeiten auf. Durch die Flexibilität der Leitungen kann sich das Flüssiggastransfersystem
an die sich im Seegang ständig ändernde Lage der Lade/Entlade-Stutzen eines Tankschiffs
anpassen. In einer insoweit weiter bevorzugten Ausführungsform weist die Trägerstruktur
des Flüssiggastransfersystems eine Hebeeinrichtung auf einer verfahrbar auf der Verladeplattform
gelagerten Basis auf. Der Querträgerrahmen wird von der Hebeeinrichtung gehalten,
so dass die vertikale Stellung des Querträgerrahmens und damit die der Leitungskupplungen
relativ zur Verladeplattform eingestellt werden kann.
[0012] In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Querträgerrahmen des Flüssiggastransfersystems
in seiner Querausdehnung verstellbar ausgestaltet. Dadurch kann in der von dem Querträgerrahmen
gehaltenen reihenförmigen Anordnung von Leitungskupplungen deren Abstand voneinander
individuell eingestellt werden. Auf diese Weise können die Leitungskupplungen des
Flüssiggastransfersystems in ihren Abständen an die der Lade/Entlade-Stutzen des Tankschiffs
angepasst werden. Dazu kann in einer bevorzugten Ausführungsform der Querträgerrahmen
eine Mehrzahl von gegeneinander verschiebbar gelagerten Querträgerrahmenelementen
aufweisen, wobei die Leitungskupplungen mit unterschiedlichen Querträgerrahmenelementen
verbunden sind, so dass durch Auseinanderstellen oder Zusammenziehen der Querträgerrahmenelemente
die Abstände der Leitungskupplungen einstellbar sind.
[0013] Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit
den Zeichnungen beschrieben, in denen:
Fig. 1 bis 4 schematische Ansichten einer Verladeplattform von oben gemäß Stand der
Technik sind,
Fig. 5 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Verladeplattform von oben
ist,
Fig. 6 Maße für die maximalen Relativbewegungen zwischen Verladeplattform und daran
vertäutem Tankschiff als Funktion der Relativposition in Längsrichtung der Verladeplattform
für zwei verschiedene Tankschifftypen in einer typischen Konstellation von Wellengang,
Wind und Strömung zeigt,
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines Flüssiggastransfersystems zeigt,
Fig. 8 eine Seitenansicht des Flüssiggastransfersystems zeigt und
Fig. 9 eine Vorderansicht des Flüssiggastransfersystems zeigt.
[0014] Fig. 5 zeigt schematisch eine Verladeplattform 2 mit einem daran Seite an Seite liegend
vertäuten Tankschiff 20. Die Position des Tankschiffs 20 entlang der Längsrichtung
der Verladeplattform 2 ist so gewählt, dass sich für den konkreten Typ des Tankschiffs
20 eine möglichst gute Abschirmung durch die Verladeplattform 2 und damit möglichst
geringe Relativbewegungen zwischen der Verladeplattform 2 und dem Tankschiff 20 ergeben.
Die konkrete Lage kann durch Berechnungen vorab oder durch Erfahrungswerte mit den
konkreten Tankschifftypen festgelegt werden. Das Flüssiggastransfersystem ist entlang
der Längsrichtung der Verladeplattform auf die sich aus der Vertäuungsposition des
Tankschiffs 20 ergebende Position eingestellt, so dass das Flüssiggastransfersystem
zu den Lade/Entlade-Stutzen ausgerichtet ist.
[0015] Als Beispiel zeigt Fig. 6 die maximalen Relativbewegungen zwischen Verladeplattform
2 und Tankschiff 20 in drei Raumrichtungen x, y und z als Funktion der relativen Längsposition,
wobei die x-Achse in Schiffslängsrichtung, die y-Achse in der horizontalen Ebene senkrecht
zu den Längsrichtungen von Tankschiff und Verladeplattform und die z-Achse in vertikaler
Richtung verläuft. Die Relativbewegungen sind als Funktion des Längsversatzes aufgetragen,
wobei der Längsversatz 0 beträgt, wenn das Tankschiff genau mittig an der Verladeplattform
festgemacht ist, d.h. Mitte des Tankschiffes in Längsrichtung der Mitte der Verladeplattform
gegenüberliegt. Die Relativbewegungen sind so normiert, dass sie bei Längsversatz
0 100% betragen. Als vierte Graphik ist unten rechts die mittlere Relativbewegung
aufgetragen, die durch die Quadratwurzel der Summe der quadrierten Relativbewegungen
erhalten worden ist. Die Kurven sind das Ergebnis einer Simulation, wobei durchschnittliche
Bedingungen mit Wellen, Wind und Meeresströmung aus dergleichen Richtung angenommen
wurden. Dabei sind zwei Tankschifftypen miteinander verglichen, nämlich mit durchzogener
Linie ein relativ langes Tankschiff und mit gestrichelter Linie ein kürzeres Tankschiff,
dessen Länge nur etwa 60% derjenigen des längeren Tankschiffs beträgt. Es ist in der
Graphik mit der gemittelten Relativbewegung unten links zu erkennen, dass sich für
das längere Tankschiff (durchgezogene Linie) ein Längsversatz von etwa -75 m als optimal
für minimale Relativbewegung zeigt, während das kürzere Tankschiff bereits bei einem
geringeren Längsversatz von etwa -50 m minimale Relativbewegungen zeigt.
[0016] Damit das jeweilige Tankschiff in der günstigsten Relativposition entlang der Länge
der Verladeplattform vertäut und dort beladen werden kann, ist das Flüssiggastransfersystem
30 so ausgestaltet, dass es sich an die Längsposition des zu beladenen Tankschiffs
anpassen kann, indem es entlang der Länge der Verladeplattform so verfahren wird,
dass die Leitungskupplungen des Flüssiggastransfersystems den Lade/Entlade-Stutzen
des jeweiligen Tankschiffs in dem für das jeweilige Tankschiff optimalen Längsversatz
gegenüberliegen und mit diesen verbunden werden können.
[0017] Die Fig. 7 bis 9 zeigen schematische Ansichten des Flüssiggastransfersystems. Das
Flüssiggastransfersystem 30 hat eine Basis 38, die an der Verladeplattform gehalten
ist. Diese Basis 38 ist verfahrbar auf der Verladeplattform gelagert, wobei in Fig.
7 schematisch Schienen 4 gezeigt sind, die in Längsrichtung der Verladeplattform verlaufen.
Das Flüssiggastransfersystem kann einen Antrieb (nicht gezeigt) haben, mit dem die
Basis 38 entlang der Schienen 4 verfahren werden kann.
[0018] Das Flüssiggastransfersystem 30 ist mit vier Leitungen 31 in Form von flexiblen Wellrohren
oder Schläuchen für tiefgekühlte Flüssigkeiten versehen. Die Leitungen 31 sind an
einem Querträgerrahmen 34 aufgehängt. Jede Leitung 31 mündet in eine zugehörige Leitungskupplung
32. Die Leitungskupplungen 32 sind so ausgebildet, dass sie mit standardisierten Lade/Entlade-Stutzen
für Flüssiggase auf Tankschiffen verbindbar sind. Die Leitungen 31 sind in den Fig.
7 und 8 nur bis in den Bereich der Basis 38 dargestellt; tatsächlich verlaufen sie
weiter und sind letztlich mit Speicherbehältern auf der Verladeplattform verbunden.
[0019] Das Flüssiggastransfersystem 30 weist weiter eine Hebeeinrichtung 36, hier in Form
eines Krans, auf. Die Hebeeinrichtung 36 ist an der Basis 38 verankert und trägt über
zwei Kranarme den Querträgerrahmen 34. Die Hebeeinrichtung 36 ist mit Hydraulikzylindern
ausgerüstet, mit denen die Kranarme vertikal angehoben oder abgesenkt werden können,
um so die Lage des Querträgerrahmens 34 und den damit verbundenen Leitungskupplungen
32 variieren zu können.
[0020] In Fig. 10 ist schematisch eine bevorzugte Ausführungsform des Flüssiggastransfersystems
gezeigt, wobei hier der Querträgerrahmen 34 in drei Einstellungen dargestellt ist.
Der Querträgerrahmen 34 ist hier in seiner Querausdehnung verstellbar ausgebildet,
so dass die Abstände zwischen benachbarten Leitungskupplungen 32 einstellbar sind.
In der linken Darstellung ist der Querträgerrahmen 34 mit einer geringen Querausdehnung
dargestellt. In der mittleren Darstellung ist der Querträgerrahmen 34 auf eine mittlere
Querausdehnung eingestellt und in der rechten Darstellung auf eine große Ausdehnung.
Entsprechend der Einstellung von teleskopartig ausstellbaren Rahmenquerträgerelementen
kann so der Abstand der daran befestigten Leitungskupplungen 32 variiert und an verschiedene
Anordnungen von Lade/Entlade-Stutzen auf Tankschiffen angepasst werden.
1. Schwimmfähige LNG- und/oder LPG-Verladeplattform (2) zum Sammeln, Prozessieren und
Speichern von zugeführtem Erdgas und zur Verladung von verflüssigtem Erdgas in Form
von LNG und/oder LPG auf Tankschiffe, mit:
einem länglichen Rumpf mit Verankerungseinrichtungen (6) an dessen einem Ende, die
so ausgestaltet sind, dass der Rumpf frei drehbar relativ zu einem Verankerungspunkt
am Meeresgrund verankerbar ist,
Vertäuungseinrichtungen zum Vertäuen eines Tankschiffs Seite an Seite an dem Rumpf,
einem Flüssiggastransfersystem (30) mit einer Mehrzahl von Leitungen (31), die in
Leitungskupplungen (32) münden, die zum Anschluss an standardmäßige Lade/Entlade-Stutzen
an Tankschiffen ausgelegt sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Flüssiggastransfersystem (30) in Längsrichtung des Rumpfes verfahrbar auf der
Verladeplattform (2) gelagert ist, so dass die Lage der Leitungskupplungen (32) des
Flüssiggastransfersystems (30) an eine gewünschte Vertäuungsposition eines Tankschiffs
in Längsrichtung des Rumpfes der Verladeplattform anpassbar ist.
2. Schwimmfähige LNG- und/oder LPG-Verladeplattform (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Flüssiggastransfersystem eine in Längsrichtung der Verladeplattform verfahrbare
Basis (38) aufweist, auf der eine Trägerstruktur montiert ist, die einen quer verlaufenden
Querträgerrahmen (34) trägt, an dem die Mehrzahl von Leitungen (31) mit den Leitungskupplungen
(32) reihenförmig nebeneinander aufgehängt sind.
3. Schwimmfähige LNG- und/oder LPG-Verladeplattform (2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungen (31) des Flüssiggastransfersystems (30) flexible Leitungen in Form
von flexiblen Wellrohren oder Schläuchen für tiefgekühlte Flüssigkeiten aufweisen.
4. Schwimmfähige LNG- und/oder LPG-Verladeplattform (2) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerstruktur des Flüssiggastransfersystems eine Hebeeinrichtung (36) aufweist,
die in der verfahrbar auf der Verladeplattform gelagerten Basis gehalten ist und an
dem Querträgerrahmen (34) ansetzt, um so die vertikale Stellung des Querträgerrahmens
(34) und damit der Leitungskupplungen (32) relativ zur Verladeplattform einstellen
zu können.
5. Schwimmfähige LNG- und/oder LPG-Verladeplattform (2) nach einem der Ansprüche 2 bis
4, dadurch gekennzeichnet, dass der Querträgerrahmen (34) des Flüssiggastransfersystems (30) in seiner Querausdehnung
verstellbar ausgestaltet ist, um so den Abstand benachbarter Leitunskupplungen (32)
in der von dem Querträgerrahmen (34) gehaltenen reihenförmigen Anordnung von Leitungskupplungen
einstellbar zu machen.
6. Schwimmfähige LNG- und/oder LPG-Verladeplattform (2) nach einem der Ansprüche 2 bis
5, dadurch gekennzeichnet, dass der Querträgerrahmen (34) eine Mehrzahl von gegeneinander verschiebbar aneinander
gelagerten Querträgerrahmenelementen aufweist und dass die Leitungskupplungen (32)
mit unterschiedlichen Querträgerrahmenelementen verbunden sind, so dass durch Auseinanderstellen
oder Zusammenziehen der Querträgerrahmenelemente die Abstände der Leitungskupplungen
(32) einstellbar sind.