一種海上液體儲備庫的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種海上液體儲備庫，固設(shè)于海床上，所述海上液體儲備庫至少包括：罐堤由至少兩個單體組罐排列而成，每個所述單體組罐由一個單元罐或至少兩個單元罐排列而成，所述單元罐至少包括一個儲液艙和一個置換海水壓載艙，所述單體組罐的底部坐落于海床上，至少一部分所述單元罐的頂部高出海水面，所述單體組罐依次排列形成所述罐堤；基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和附屬結(jié)構(gòu)；儲運生產(chǎn)設(shè)施，包括儲液外輸泵和海水卸載泵設(shè)置于各個所述單元罐內(nèi)部或所述單元罐外部水下。本實用新型既能儲存原油、LNG等各種液體，又具有防波堤和碼頭功能。
【專利說明】一種海上液體儲備庫
[0001]相關(guān)申請
[0002]本實用新型申請要求2012年9月29提出的PCT國際申請PCT/CN2012/082451的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容在此引入作為參考。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本實用新型涉及一種固定式海上液體儲運設(shè)施，尤其涉及一種具有防波堤和碼頭功能的大型海上石油和液化天然氣的儲備庫。
【背景技術(shù)】
[0004]石油戰(zhàn)略儲備是各主要石油進口國保證本國能源安全的重要舉措。液體儲備庫，如石油儲備庫、液化天然氣(英文縮寫:LNG)儲運終端大都建造在陸上。世界上只有日本在海上建造了兩個石油儲備庫，均為浮式，儲量分別是500萬方和450萬方。這兩個浮式儲備庫都是由多艘并靠連接在一起的鋼制超大型儲油駁組成，其建造和操作維護費用很高。我國已按計劃分期在陸上建造石油儲備庫，其中一期工程已投運。由于我國進口石油的絕大部分依靠大型油輪海運進口。因此，建設(shè)具有碼頭功能的海上石油儲備庫具有十分重要的意義。為此，國家能源局曾組織有關(guān)單位研究海上石油儲備庫的方案。其中，關(guān)注度比較高的方案是:采用多艘新造的專用大型油駁或二手巨型原油船(英文縮寫:VLCC)，在艙底加固定壓載(如鐵礦砂)，使其在海床坐底的方案。該方案的技術(shù)經(jīng)濟性存在諸多問題，難于采用；其中最主要的問題是海床的基礎(chǔ)處理費用高、油輪每五年一次的塢檢的難度很大。
[0005]為了解決現(xiàn)行水下濕式儲油和干式儲油污染環(huán)境、操作重量變化大等缺點，本 申請人:在先前申請的中國發(fā)明專利“液體儲存、裝卸裝置及以其為基礎(chǔ)的海上鉆井和生產(chǎn)設(shè)施”(中國專利申請?zhí)?200980111045.3)中，披露了一種新型水下儲油流程，即密閉氣壓連通式壓載海水和儲液等質(zhì)量流率置換流程。該流程的儲液艙和海水壓載艙密閉，兩艙液體的上部預充一定壓力的氮氣，氮氣通過兩艙頂部的管道和閥門連通成為同一個壓力系統(tǒng)；兩艙中任何一艙的液體排出，另一艙必有等質(zhì)量的另一種液體流入，以保證儲液在裝卸的過程中系統(tǒng)的操作重量不變。密閉帶壓氮氣的功能一是作為液體上方的覆蓋氣，二是在兩種液體間實現(xiàn)壓力能的傳遞。氮氣在系統(tǒng)裝卸的過程中既不需要補充，也沒有對外排放。流程的等質(zhì)量流率置換通常通過相關(guān)的裝載泵和外輸泵聯(lián)動來實現(xiàn)。該專利申請針對所述流程中的組合式儲液罐空艙容大的特點，罐體采用混凝土建造，既發(fā)揮了混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，又避免了混凝土結(jié)構(gòu)自重大的缺點；同時，對于采用所述流程的海上固定設(shè)施，提出了“小水下重量坐底，依靠樁之類的構(gòu)件抗滑移、抗傾覆，將設(shè)施固定在海床上”的方案。所謂“小水下重量坐底”是指設(shè)施的操作重量等于或大于設(shè)計水位條件下裝置的浮力，從而基本抵消了海水浮力對設(shè)施的不利影響。
[0006]為了解決LNG在水下儲存的難題，本 申請人:在先前申請的發(fā)明專利“壓載海水與液化天然氣或液化石油氣的等質(zhì)量流率置換流程和多功能海上基地”(專利申請?zhí)?200980134193.7)中，披露了一種新型水下儲存液化天然氣(英文縮寫:LNG)和液化石油氣(英文縮寫:LPG)流程。該流程的儲罐中的海水壓載艙的海水和LNG或LPG儲罐中的LNG或LPG在裝卸過程中實現(xiàn)等質(zhì)量流率置換，以保證系統(tǒng)操作重量不變。流程的等質(zhì)量流率置換通常是通過相關(guān)的裝載泵和外輸泵聯(lián)動來實現(xiàn)的。在裝卸的過程中，LNG或LPG儲罐內(nèi)液體上方的飽和氣體來自或返回多功能基地上部設(shè)施流程的不同位置，海水壓載艙內(nèi)部海水上方的氣體來自或返回多功能基地上部設(shè)施流程上游的不同位置。
[0007]上述兩個發(fā)明申請涉及海上石油天然氣的儲存、裝卸裝置，以及以所述裝置為基礎(chǔ)的、具有鉆井、石油天然氣生產(chǎn)、儲存綜合功能的浮式和固定式設(shè)施；但是，對于既能儲存原油、LNG等液體，又具有防波堤和碼頭功能的大型海上儲備庫，上述兩個發(fā)明申請均未提出可行的解決方案。
[0008]為了解決LNG在水下儲存的難題，挪威人在PCT國際申請的發(fā)明專利“用于儲存和卸載的上部及其方法”(PCT/N02005/000383，2005.10.4)中，描述了一種港口設(shè)備形式的設(shè)備，用于在海上儲存、裝載和卸載石油產(chǎn)品或液化天然氣。該港口設(shè)備(100)包括多個由鋼或混凝土制成的且置于海底(80)的單元(90)，這些單元(90)隔置于海床(80)上、彼此相距一定間距；該間距根據(jù)需要消弱或限制的波浪的相關(guān)參數(shù)、如波長、波高、和周期等來確定。港口設(shè)備(100)因此可以消弱一部分來波，而容許其他的波浪穿過港口設(shè)備(100)。由于LNG船(50)系泊在港口設(shè)備(100)的內(nèi)側(cè)，因此減小了波浪對于LNG船(50)的作用。如上所述，該發(fā)明只能消弱和限制一小部分特定的波浪不能通過港口設(shè)備(100)，減小這部分波浪對于LNG船(50)的作用；但是其余波浪則仍可通過港口設(shè)備(100)并作用于LNG船
(50)上。換言之，該發(fā)明的港口設(shè)備不能起到防波堤或擋浪墻的作用，不能保護LNG船完全不受波浪的直接作用。
實用新型內(nèi)容
[0009]本實用新型的目的是提供一種既能儲存原油、LNG或任何一種工業(yè)液體原料、工業(yè)液體產(chǎn)品等液體，又具有防波堤和碼頭功能的海上液體儲備庫。
[0010]為達到上述目的，本實用新型提出一種海上液體儲備庫，固設(shè)于海床上，所述海上液體儲備庫至少包括:罐堤，由至少兩個單體組罐緊密排列而成，每個所述單體組罐由一個單元罐構(gòu)成或由至少兩個單元罐排列而成，所述單元罐至少包括一個儲液艙和一個置換海水壓載艙，所述單體組罐的底部坐落于海床上，至少一部分所述單元罐的頂部高出海水面，所述的至少兩個單體組罐從底部至頂部形成一個連續(xù)的堤墻，抵擋來自大海一側(cè)的波浪；基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和附屬結(jié)構(gòu)，各個所述單體組罐通過所述基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)固定于海床上，所述附屬結(jié)構(gòu)連接固定在所述單體組罐上；儲運生產(chǎn)設(shè)施，包括儲液外輸泵和海水卸載泵，所述儲液外輸泵和所述海水卸載泵設(shè)置于各個所述單元罐內(nèi)部或所述單元罐外部水下。
[0011]如上所述的海上液體儲備庫，其中，所述基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)為樁式基礎(chǔ)，所述樁式基礎(chǔ)為連接固定于各個所述單體組罐外側(cè)且打入海床的若干根長樁，或連接固定于各個所述單體組罐底部且貫入海床的吸力樁。
[0012]如上所述的海上液體儲備庫，其中，所述基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)為重力式基礎(chǔ)，所述重力式基礎(chǔ)為設(shè)置在所述單體組罐內(nèi)底部的固定壓載；或者所述單元罐還包括設(shè)置于單元罐底部的固定壓載艙，所述重力式基礎(chǔ)為設(shè)置于所述固定壓載艙內(nèi)的固定壓載(如鐵礦砂)；固定壓載的目的是大大增加單體組罐的重量，依靠重量使單體組罐穩(wěn)定地坐落在海床上。[0013]進一步的，作為本發(fā)明一種可選的實施方式，所述基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)為所述樁式基礎(chǔ)和所述重力式基礎(chǔ)的結(jié)合。
[0014]如上所述的海上液體儲備庫，其中，所述單體組罐由多個單元罐呈蜂窩狀排列形成矩形、六邊形或燕尾形的輪廓。
[0015]如上所述的海上液體儲備庫，其中，所述罐堤由多個所述單體組罐一個挨一個的呈線狀排列，形成一字形、L形、U形、V形或一側(cè)開口的口字形。
[0016]如上所述的海上液體儲備庫，其中，在相鄰的所述單體組罐之間的接縫由填充物填充。
[0017]如上所述的海上液體儲備庫，其中，所述單體組罐內(nèi)的單元罐為上下式儲液罐或罐中罐式儲液罐。
[0018]如上所述的海上液體儲備庫，其中，所述罐堤朝向大海的一側(cè)為外側(cè)，背向大海的一側(cè)為內(nèi)側(cè)并形成遮蔽水域，在所述遮蔽水域內(nèi)沿所述罐堤的內(nèi)側(cè)另設(shè)有多個單體組罐；在所述罐堤的外側(cè)沿所述罐堤增設(shè)有多個潛沒于水下的單體組罐。
[0019]如上所述的海上液體儲備庫，其中，在所述罐堤的內(nèi)側(cè)設(shè)有附屬結(jié)構(gòu)，所述附屬結(jié)構(gòu)包括運輸船舶系靠泊結(jié)構(gòu)和作業(yè)平臺及通道結(jié)構(gòu)。
[0020]如上所述的海上液體儲備庫，為了增加液體運輸船舶的泊位，可在不同形式的儲備庫的內(nèi)側(cè)(形成遮蔽水域的一側(cè))，增加建造垂直于罐墻的凸堤。
[0021]如上所述的海上液體儲備庫，其中，所述單元罐采用混凝土或鋼材建造。所述混凝土包括鋼筋混凝土、預應`力混凝土、鋼骨混凝土、鋼板混凝土(B1-STEEL)或纖維增強混凝 [0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下特點和優(yōu)點:
[0023]1、與上述“用于儲存和卸載的上部及其方法”(PCT/N02005/000383，2005.10.4)相
t匕，本實用新型的由多個坐底于海床上的單體組罐順序排列構(gòu)成的罐堤結(jié)構(gòu)，具有防波堤功能，使得本發(fā)明既能儲存原油、LNG或任何一種工業(yè)液體原料、工業(yè)液體產(chǎn)品等液體，又具有防波的功效。
[0024]2、本實用新型作業(yè)、維護和運輸?shù)耐ǖ腊惭b在單體組罐的內(nèi)側(cè)罐頂部，高出水面，便于作業(yè)、維護和運輸；液體運輸船舶的系靠泊結(jié)構(gòu)和作業(yè)平臺緊靠通道的外側(cè)，具有碼頭功能。
[0025]3、本實用新型在波浪的作用大大減低的遮蔽水域的海床上另行安裝多個單體組罐，增大了儲備庫的容量；沿罐堤的外側(cè)的海床上可另行安裝多個水下單體組罐，不但增大了儲備庫的容量，而且具有消浪的作用。
[0026]4、與現(xiàn)有的海上浮式石油儲備庫相比，本實用新型海上石油儲備庫具有造價低、操作費低、系統(tǒng)可靠高、安全環(huán)保和使用壽命長等優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]在此描述的附圖僅用于解釋目的，而不意圖以任何方式來限制本實用新型公開的范圍。另外，圖中的各部件的形狀和比例尺寸等僅為示意性的，用于幫助對本實用新型的理解，并不是具體限定本實用新型各部件的形狀和比例尺寸。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型的教導下，可以根據(jù)具體情況選擇各種可能的形狀和比例尺寸來實施本發(fā)明。[0028]圖1為現(xiàn)有技術(shù)“用于儲存和卸載的上部及其方法”的平面示意圖；
[0029]圖2為本實用新型海上液體儲備庫呈一側(cè)開口的口字形的平面示意圖；
[0030]圖3為圖2的A-A剖面的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖4為圖2的A-A剖面的另一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖5為本實用新型的多個矩形單體組罐和罐中罐式儲液罐(臥式)組合的平面示意圖；
[0033]圖6為圖5的B-B剖面示意圖；
[0034]圖7為本實用新型的六邊形和燕尾形單體組罐組合的平面示意圖。
[0035]附圖標記說明:
[0036]現(xiàn)有技術(shù):
[0037]30-底座；40_底座；50_LNG船；60_停泊護板；80_海底；90_單元；100_港口設(shè)備。
[0038]本實用新型
[0039]1-儲備庫；2_罐堤；3_儲運生產(chǎn)設(shè)施；4_作業(yè)、維護和運輸?shù)耐ǖ澜Y(jié)構(gòu)；5_運輸船舶系靠泊結(jié)構(gòu)和作業(yè)平臺；6_液體運輸船；7_水面；8_單體組罐的長樁；9_單體組罐；10_作業(yè)平臺長樁；11_海床平面；12_單元罐；13_接縫填充物；14_置換海水壓載艙；15-儲液艙；16-罐中罐式儲液罐(臥式)；17-重力式基礎(chǔ)固定壓載；18-抗滑樁。
【具體實施方式】
[0040]結(jié)合附圖和本實用新型【具體實施方式】的描述，能夠更加清楚地了解本實用新型的細節(jié)。但是，在此描述的本實用新型的【具體實施方式】，僅用于解釋本實用新型的目的，而不能以任何方式理解成是對本實用新型的限制。在本實用新型的教導下，技術(shù)人員可以構(gòu)想基于本實用新型的任意可能的變形，這些都應被視為屬于本實用新型的范圍。
[0041]本實用新型提出一種海上液體儲備庫，固設(shè)于海床上，所述海上液體儲備庫至少包括:罐堤，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和附屬結(jié)構(gòu)，儲運生產(chǎn)設(shè)施。其中:罐堤由至少兩個單體組罐排列而成，每個所述單體組罐由一個單元罐或至少兩個排列而成，單元罐至少包括一個儲液艙和一個置換海水壓載艙，單體組罐的底部坐落于海床上，其中至少一部分單元罐的頂部高出海水面，單體組罐依次緊密排列形成從底部到頂部連續(xù)的罐堤的“堤墻”，抵擋來自大海一側(cè)的波浪，使得本發(fā)明具有防波堤的功能，克服了現(xiàn)有技術(shù)PCT/N02005/000383的缺點?；A(chǔ)結(jié)構(gòu)和附屬結(jié)構(gòu)，各個單體組罐通過基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)固定于海床上，單體組罐所承受的環(huán)境載荷和操作載荷通過基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)傳遞至海床基礎(chǔ)?；A(chǔ)結(jié)構(gòu)包括樁式基礎(chǔ)、重力式基礎(chǔ)和樁式加重力式基礎(chǔ)。采用樁式基礎(chǔ)的單體組罐的操作重量等于或略大于罐體在設(shè)計水位時的浮力，即采用小水下重量坐底，此時樁式基礎(chǔ)主要功能是抵抗風、波浪和海流作用于所述單體組罐的水平力、抗滑移和抗傾覆；重力式基礎(chǔ)除上述樁式基礎(chǔ)的功能外，還需要承受重力載荷。樁式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)包括長樁和吸力樁。附屬結(jié)構(gòu)連接固定在單體組罐上用于船舶的系靠泊作業(yè)，使得本發(fā)明具有碼頭的功能。儲運生產(chǎn)設(shè)施，包括聯(lián)動的儲液外輸泵和海水壓載泵、聯(lián)動的儲液裝載泵和海水卸載泵，從而實現(xiàn)了儲液和壓載海上等質(zhì)量流率置換，以保證儲備庫在儲液裝卸作業(yè)的過程中單體組罐的操作重量不變。為此，儲液外輸泵和置換壓載海水裝載泵須等質(zhì)量流率同步運轉(zhuǎn)(聯(lián)動)，儲液輸入泵和置換壓載海水卸載泵亦須等質(zhì)量流率同步運轉(zhuǎn)(聯(lián)動)。聯(lián)動的泵組可通過調(diào)速等技術(shù)措施，以保證任何一種液體流入單體組罐，必有等質(zhì)量的另一種液體從單體組罐流出。儲運生產(chǎn)設(shè)施還包括其他工藝設(shè)施和公用設(shè)施。儲液外輸泵和海水卸載泵設(shè)置于各個單元罐內(nèi)部或單元罐外部水下，儲運生產(chǎn)設(shè)施的其它設(shè)備設(shè)置在所述的單體組罐的頂部。
[0042]本實用新型所述的儲液為原油、LNG、或任何一種工業(yè)液體原料、工業(yè)液體產(chǎn)品。因此，本實用新型液體儲備庫既能儲存原油、LNG等液體，又具有防波和碼頭的功效。
[0043]請參考圖2，為本實用新型海上液體儲備庫呈一側(cè)開口的口字形的平面示意圖。如圖所示，口字形液體儲備庫的開口朝向岸邊，開口為液體運輸船舶出入的“大門”，口字形內(nèi)部的遮蔽水域形成了液體裝卸碼頭的港池。單體組罐9海床坐底，通過基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(長樁8)固定在海床11上。在一個實施例中，如圖3、6所示，單體組罐中兩側(cè)的單元罐12罐頂位于水面以下，中間單元罐12罐頂高出水面，以擋住來自大海外側(cè)的波浪?；A(chǔ)結(jié)構(gòu)為長樁8，也可采用吸力樁，或采用重力式基礎(chǔ)、即通過向單體組罐底部或向單體組罐底部專門設(shè)置的固定壓載艙內(nèi)加固定壓載(如鐵礦砂)形成重力基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，或采用樁基和重力基礎(chǔ)相結(jié)合的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。儲運生產(chǎn)設(shè)施3的大部分設(shè)備在水面以上，安裝在單體組罐中部的罐頂。儲運生產(chǎn)設(shè)施3的儲液外輸泵和海水卸載泵設(shè)置于各個單元罐內(nèi)部或單元罐外部水下。作業(yè)、維護和運輸?shù)耐ǖ?安裝在單體組罐9的內(nèi)側(cè)罐頂部，高出水面7。液體運輸船舶6的系靠泊結(jié)構(gòu)和作業(yè)平臺5緊靠通道4的外側(cè)，可直接安裝并依附在罐堤2的側(cè)壁上，也可獨立設(shè)置、緊靠罐堤2的側(cè)壁，具有獨立的基礎(chǔ)，如圖3所示長樁10。在另一個實施例中，如圖4所示，單體組罐9的單元罐12全部罐頂標高相同、且頂部高出水面，作業(yè)、維護和運輸?shù)耐ǖ?安裝在單體組罐頂部的內(nèi)側(cè)。與圖3中的單體組罐相比，圖4所示的單體組罐的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)形式簡單，缺點是水線面面積較大、海面水位變化所引發(fā)的罐體浮力變動較大、基礎(chǔ)所承受的垂向力變動較大。在本發(fā)明中，單體組罐9可以采用罐頂標高相同的單元罐12，也可以采用罐頂標高不相同的單元罐12，只要至少一部分單元罐的頂部高出海水面形成罐堤，實現(xiàn)防波功效即可。
[0044]在本實用新型中，罐堤2可以呈一側(cè)開口的口字形，還可以由于多個單體組罐9排列形成一字形、L形、U形或V形，或者根據(jù)碼頭防波堤所需的其它形狀，形成不同形狀的海上液體儲備庫。其中，L形直角內(nèi)為遮蔽水域，長邊迎浪；U形和V形頂角迎浪，內(nèi)側(cè)為遮蔽水域。為了增加液體運輸船舶的泊位，可在不同形式的儲備庫的內(nèi)側(cè)(形成遮蔽水域的一側(cè))，增加建造垂直于罐墻的凸堤；凸堤也可采用單體組罐排列成罐墻的結(jié)構(gòu)。對于靠岸建設(shè)的大型碼頭，本實用新型一字形、L形罐堤可作為該碼頭的防波堤、與之形成配套，防波堤內(nèi)側(cè)則作為油碼頭。在不靠岸邊的開闊水域，本實用新型U形、V形或一側(cè)開口的口字形罐堤也可獨立建造，其內(nèi)側(cè)的遮蔽水域則為本裝置油碼頭的港池。
[0045]在本實用新型中，如圖5、6、7所示，單體組罐9由一個單元罐構(gòu)成或由由至少兩個單元罐12組成，多個單元罐12呈蜂窩狀排列成矩形(如圖5所示)、六邊形或燕尾形(如圖7所示)的輪廓。其中，如圖5所示，為多個(圖示為3個，代表多個)蜂窩狀矩形單體組罐9順序排列形成的罐堤2。如圖7所示，為一個蜂窩狀六邊形單體組罐9和多個(圖示為2個，代表多個)蜂窩狀燕尾形單體組罐9順序排列形成的罐堤2。本實用新型的單體組罐9、組成單體組罐的單元罐12優(yōu)選為對稱結(jié)構(gòu)，其目的在于必須保證儲液在裝卸的過程中重心在水平面的投影的位置不變。本實用新型的單體組罐12、組成單體組罐的置換海水壓載艙14和儲液艙15均優(yōu)選為圓筒形容器。[0046]罐堤2中相鄰的兩個單體組罐9之間沒有剛性構(gòu)件連接，以盡可能避免或減小單體組罐之間出現(xiàn)力和位移的傳遞。換言之，整個罐堤不是一個剛性的整體。罐堤2的各個單體組罐9安裝完成后，在相鄰的單體組罐9之間的連接縫隙內(nèi)現(xiàn)場填充填充物13。該填充物13可以是橡膠、塑料或者是少量不具有強結(jié)合力的水泥或其它適宜的材料，只要能夠起到填縫且不具有剛性連接功能即可。在現(xiàn)場填充時，填充物13從單體組罐9的頂部開始填充直達海床止。
[0047]如圖6所示，在本實用新型的一個可選的實施例中，單體組罐9可以為上下式儲液罐，即組成單體組罐的單元罐12為立式圓筒形容器，內(nèi)部上下一分為二形成兩個容器，一個為置換海水壓載艙14，另一個為儲液艙15，即所謂“上下罐”。由上下罐構(gòu)成的單體組罐9兩側(cè)單元罐的罐頂位于水面以下，中部罐頂高出水面,多個單體組罐9順序排列形成罐堤2。當然,上下罐也可以采用全部罐頂標高相同并高出水面的結(jié)構(gòu)，以形成罐堤2。單元罐9除采用“上下罐”外，還可采用其它形式，如儲油艙在海水壓載艙內(nèi)部的罐中罐式儲液罐，包括立式和如圖6所示中的臥式“罐中罐”16。圖6中為臥式罐中罐與上下罐配合使用，也可以采用立式罐中罐與上下罐配合使用，或者也可以單獨使用立式罐中罐構(gòu)成罐堤2。不論單元罐和單體組罐采用何種結(jié)構(gòu)形式，它們的優(yōu)選形式都是對稱結(jié)構(gòu)，以保證在任何一種操作狀態(tài)下它的重心在水平面的投影的位置始終保持不變，此為已有技術(shù)，在此不再累述。
[0048]如圖3和圖4所不，固定單體組iiS 9的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)米用粧基，即基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)為固定連接于各個單體組罐9外側(cè)的若干根長樁8，或固定連接于各個單體組罐9底部的吸力樁。單體組罐9通過樁基，即長樁8或吸力樁固定在海床上，使單體組罐9坐底于海床平面11上。本實用新型采用樁基的單體組罐，其操作重量等于或略大于設(shè)計水位下的浮力，即采用小水下重量坐底。采用樁基固定的優(yōu)點是海床表層處理簡單，對于淺表層地基承載力要求較低，易于撤除和搬遷；缺點是需要配置長樁或吸力樁，在海上現(xiàn)場樁的貫入及其與罐體的連接固定有一定的難度。
[0049]作為本實用新型另一種可選的實施方式，固定單體組罐9的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)還可采用重力式基礎(chǔ)。重力式基礎(chǔ)可通過向單元罐12內(nèi)的底部加固定壓載17 (如鐵礦砂)而形成，如圖6所示。此外，還可在單元罐12底部設(shè)置專門的固定壓載艙，以便固定壓載17加入。固定壓載的目的是大大增加單體組罐的重量，依靠重量使單體組罐穩(wěn)定地坐落在海床上。同定壓載通常是單體組罐9在海上現(xiàn)場就位安裝后再加入。單體組罐9采用重力式基礎(chǔ)固定的優(yōu)點是，海上現(xiàn)場就位安裝時加固定壓載的作業(yè)比較簡單，缺點是是海床處理工作量大、對于地基承載力要求較高、難于撤除和搬遷。
[0050]另外，本實用新型也可采用樁基和重力式基礎(chǔ)相結(jié)合的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，如圖6所示，采用固定壓載17與抗滑樁18配合，固定臥式“罐中罐”罐體。在實際工程中，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的選擇需要根據(jù)工程項目的具體條件，通過技術(shù)和經(jīng)濟的比較確定。
[0051]本實用新型的罐堤2朝向大海的一側(cè)為外側(cè)，背向大海的一側(cè)為內(nèi)側(cè)并形成遮蔽水域。在遮蔽水域內(nèi)沿罐堤2的內(nèi)側(cè)另設(shè)有多個單體組罐9 ;在罐堤2的外側(cè)沿罐堤2的外側(cè)增設(shè)有多個潛沒于水下的單體組罐9。具體地講，為了增大儲備庫的容量，可根據(jù)需要采取如下措施:1、在波浪的作用大大減低的遮蔽水域的海床上另行安裝多個單體組罐，它們可以高出水面，也可以潛沒在水下。由于遮蔽水域的波浪的作用大大減低，該些單體組罐所承受的波浪水平力和垂向力將相應大大減小，基礎(chǔ)所承受的荷載也大大降低，基礎(chǔ)工程比較簡單。2、沿罐堤2的外側(cè)的海床上可另行安裝多個水下單體組罐。由于處于水下，水下單體組罐所受波浪載荷將小于水面組罐。外側(cè)的水下組罐對于罐堤2具有消浪的作用。圖5顯示罐墻2外側(cè)另行安裝了臥式“罐中罐”型水下單體組罐16，它實際上是4根雙層管組成的竹排式結(jié)構(gòu)；每個雙層管為一個單元罐，內(nèi)管為儲油艙15,外管為海水壓載艙14,海水壓載艙外底部為固定壓載17 (參見圖6)。
[0052]本實用新型還具有其他的附屬結(jié)構(gòu)。例如，運輸船舶系靠泊結(jié)構(gòu)和作業(yè)平臺5，作業(yè)、維護和運輸?shù)耐ǖ澜Y(jié)構(gòu)4。如圖3所示，運輸船舶系靠泊結(jié)構(gòu)和作業(yè)平臺5位于罐堤2的內(nèi)側(cè)。系靠泊結(jié)構(gòu)和作業(yè)平臺5可安裝并依附在罐堤體上，也可獨立設(shè)置、緊靠罐堤，具有獨立的基礎(chǔ)(即作業(yè)平臺長樁10)。非獨立設(shè)置的系靠泊結(jié)構(gòu)和作業(yè)平臺5通常依托單體組罐9直接安裝在罐體上，由單體組罐9的基礎(chǔ)為其提供支撐，必要時也可加設(shè)輔助的長樁基礎(chǔ)。作業(yè)、維護和運輸?shù)耐ǖ澜Y(jié)構(gòu)4位于罐堤2的內(nèi)側(cè)。通道結(jié)構(gòu)2可以和作業(yè)平臺5形成一個整體結(jié)構(gòu)，也可以獨立設(shè)置在罐堤2的頂部。
[0053]本實用新型的儲運生產(chǎn)設(shè)施3，其中多數(shù)設(shè)備安裝在單體罐罐體的頂部，少數(shù)設(shè)備，如儲液外輸泵、海水卸載泵等可設(shè)置在單元罐12罐體內(nèi)部或單元罐12罐體外部水下。儲運生產(chǎn)設(shè)施3包括但不限于:儲備庫液體儲運流程所需的設(shè)備，如各種泵、加熱換熱設(shè)備、LNG汽化或再冷凝設(shè)備和相應的管線閥門等；公用系統(tǒng)、儀電系統(tǒng)、空氣和氮氣系統(tǒng)、安全環(huán)保監(jiān)測和控制系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、作業(yè)和維護所需的配套設(shè)施等。附屬設(shè)施為儲備庫液體接收、儲存和外運所必須的生產(chǎn)運行、支持保障和安全環(huán)保的設(shè)施。
[0054]本實用新型的單體組罐9可采用混凝土或鋼材建造，推薦優(yōu)先采用混凝土建造。所述混凝土包括鋼筋混凝土、預應力混凝土、鋼骨混凝土、鋼板混凝土(B1-STEEL)或纖維增強混凝土，等等?；炷羻卧薜膬σ号摽筛鶕?jù)儲液的種類的不同采用相應的內(nèi)襯結(jié)構(gòu)。例如，儲存LNG的儲液艙的罐壁從外到內(nèi)通常為:1、混凝土外壁，2、16MnR鋼罐壁，3、低溫隔熱材料，如注氮氣正壓珠光砂等，4、耐超低溫的鋼材，如耐低溫的奧氏體不銹鋼0Crl8Ni9制成的內(nèi)罐壁。內(nèi)外筒之間的支撐采用耐低溫且隔熱性能較好的環(huán)氧玻璃鋼與0Crl8Ni9鋼板組合結(jié)構(gòu)。再如，儲存LPG的儲液艙的罐壁從外到內(nèi)通常為:混凝土外壁、16MnR鋼罐壁。海水壓載艙和原油儲油艙通常無需內(nèi)襯，海水和原油可直接接觸鋼筋混凝土艙壁。鋼筋混凝土單體組罐可在船塢內(nèi)或在碼頭場地的滑道上建造。
[0055]如果單體組罐自重過大，在船塢內(nèi)建造后無法整體漂浮，則單體組罐須采用干濕兩步法建造:先在塢內(nèi)建造島體的下段(干式建造)，完成后下段漂浮出塢，拖航至較深的遮蔽水域，在漂浮狀態(tài)下繼續(xù)完成后續(xù)的全部島體建造(濕式建造)。如果單體組罐自重不大，能夠在塢內(nèi)整體漂浮，則整個單體組罐可塢內(nèi)建造、即干式一步法建造。儲運生產(chǎn)設(shè)施和島體的附屬結(jié)構(gòu)應盡可能在島體建造時一并安裝在島體上，以減少海上現(xiàn)場安裝的工作量。單體組罐連同其上的設(shè)施及附屬結(jié)構(gòu)建造完成后，濕拖至海上現(xiàn)場，準備后續(xù)的海上安裝作業(yè)。
[0056]單體組罐9的全部或部分也可在碼頭場地的滑道上建造，整體或部分建造完成后，牽引滑移至下水駁上，再直接拖航至現(xiàn)場完成安裝；或拖航至遮蔽水域，單體組罐9下水后在漂浮狀態(tài)下完成的其余部分的建造，再濕拖至現(xiàn)場完成安裝。單體組罐9在碼頭場地是采用干式一步法建造，還是采用干濕兩步法建造，需要根據(jù)單體組罐的重量和尺度、碼頭場地滑道的承載力和下水駁的噸位來決定。[0057]采用吸力樁基礎(chǔ)的單體組罐通常將基礎(chǔ)和罐體分開建造，基礎(chǔ)和罐體在海上回接、固定成為一個整體。基礎(chǔ)可采用多個吸力樁筒通過垂直豎板相連接組成的“基盤”，采用濕式氣浮拖航運至海上現(xiàn)場。如果基礎(chǔ)采用長樁，通常在罐體建造完成時將樁預先臨時固定在樁靴或套筒中，樁隨罐體一起運至現(xiàn)場。
[0058]吸力樁基礎(chǔ)的單體組罐的海上安裝的主要步驟:海床平整，基礎(chǔ)就位，基礎(chǔ)貫入，罐體注水下沉與基礎(chǔ)對接、固定。
[0059]長樁基礎(chǔ)的單體組罐的海上安裝可采用打樁或罐體重力壓樁貫入兩種方法。兩種方法在海床平整后的主要安裝步驟不同。打樁法:罐體就位、海水壓載坐底，長樁打入。壓樁步驟為:1、罐體漂浮就位；2、下放長樁靠自重入泥；3、將長樁與罐體臨時固定；4、罐體內(nèi)加海水靠罐體重量壓樁；5、罐底至海床后解除樁與罐體的固定約束；6、排水使罐體上??；
7、重復步驟3和4至樁的入泥深度滿足要求。充水下壓時應注意單體組罐罐體的重心的平面位置和各個樁的土抗力的差異，以便決定向不同單元罐充水的多少。
[0060]采用重力式基礎(chǔ)的單體組罐的海上安裝的主要步驟:海床地基開挖至設(shè)計深度，分層建造混凝土基礎(chǔ)(從下到上通常為大石塊層、小石塊層、碎石和砂層)，罐體注水下沉坐落在海床基礎(chǔ)上，向單體組罐內(nèi)或固定壓載艙內(nèi)加入固定壓載，如鐵礦砂。
[0061]針對上述各實施方式的詳細解釋，其目的僅在于對本實用新型進行解釋，以便于能夠更好地理解本發(fā)明，但是，這些描述不能以任何理由解釋成是對本實用新型的限制，特別是，在不同的實施方式中描述的各個特征也可以相互任意組合，從而組成其他實施方式，除了有明確相反的描述，這些特征應被理解為能夠應用于任何一個實施方式中，而并不僅局限于所描述的實施方式。
【權(quán)利要求】
1.一種海上液體儲備庫，固設(shè)于海床上，其特征在于，所述海上液體儲備庫至少包括: 罐堤，由至少兩個單體組罐緊密排列而成，每個所述單體組罐由一個單元罐構(gòu)成或由至少兩個單元罐排列而成，所述單元罐至少包括一個儲液艙和一個置換海水壓載艙，所述單體組罐的底部坐落于海床上，至少一部分所述單元罐的頂部高出海水面，從所述單體組罐的底部至頂部形成連續(xù)的“堤墻”，抵擋來自大海一側(cè)的波浪； 基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和附屬結(jié)構(gòu)，各個所述單體組罐通過所述基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)固定于海床上，所述附屬結(jié)構(gòu)連接固定在所述單體組罐上； 儲運生產(chǎn)設(shè)施，包括儲液外輸泵和海水卸載泵，所述儲液外輸泵和所述海水卸載泵設(shè)置于各個所述單元罐內(nèi)部或所述單元罐外部水下。
2.如權(quán)利要求1所述的海上液體儲備庫，其特征在于，所述基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)為樁式基礎(chǔ)，所述樁式基礎(chǔ)為連接固定于各個所述單體組罐外側(cè)且打入海床的若干根長樁，或連接固定于各個所述單體組罐底部且貫入海床的吸力樁。
3.如權(quán)利要求1所述的海上液體儲備庫，其特征在于，所述基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)為重力式基礎(chǔ)，所述重力式基礎(chǔ)為設(shè)置在所述單體組罐內(nèi)底部的固定壓載；或者所述單元罐還包括設(shè)置于單元罐底部的固定壓載艙，所述重力式基礎(chǔ)為設(shè)置于所述固定壓載艙內(nèi)的固定壓載；固定壓載的增加了單體組罐的重量，依靠重量使單體組罐穩(wěn)定地坐落在海床上。
4.如權(quán)利要求1所述的海上液體儲備庫，其特征在于，所述單體組罐由多個單元罐呈蜂窩狀排列形成矩形、六邊形或燕尾形的輪廓。
5.如權(quán)利要求1所述的海上液體儲備庫，其特征在于，所述罐堤由多個所述單體組罐一個挨一個的呈線狀排列，形成一字形、L形、U形、V形或一側(cè)開口的口字形。
6.如權(quán)利要求5所述的海上液體儲備庫，其特征在于，在相鄰的所述單體組罐之間的接縫處填充有填充物。
7.如權(quán)利要求1所述的海上液體儲備庫，其特征在于，所述單體組罐內(nèi)的單元罐為上下式儲液te或te中te式儲液te。
8.如權(quán)利要求1所述的海上液體儲備庫，其特征在于，所述罐堤朝向大海的一側(cè)為外偵牝背向大海的一側(cè)為內(nèi)側(cè)并形成遮蔽水域，在所述遮蔽水域內(nèi)沿所述罐堤的內(nèi)側(cè)另設(shè)有多個單體組罐；在所述罐堤的外側(cè)沿所述罐堤增設(shè)有多個潛沒于水下的單體組罐。
9.如權(quán)利要求8所述的海上液體儲備庫，其特征在于，在所述罐堤的內(nèi)側(cè)設(shè)有所述附屬結(jié)構(gòu)，所述附屬結(jié)構(gòu)包括運輸船舶系靠泊結(jié)構(gòu)和作業(yè)平臺及通道結(jié)構(gòu)。
10.如權(quán)利要求1所述的海上液體儲備庫，其特征在于，所述單元罐采用混凝土或鋼材建造。
【文檔編號】E04H7/04GK203475911SQ201320521852
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月29日
【發(fā)明者】吳植融 申請人:吳植融