專利名稱：離岸燃料儲存設施的制作方法
技術領域：
本發(fā)明的實施方式提供用于儲存大量燃料或其它石油化工產(chǎn)品的獨立式 (stand-alone)離岸燃料儲存設施。
背景技術：
現(xiàn)如今，石油和石油化工產(chǎn)品儲存在位于港口設施附近的大型鋼罐中。這些罐消耗大片能夠被更加有效利用的土地。由于該場所必須被設計為支撐填充的罐的巨大重量， 因此還要消耗相當多的時間來建造。此外，在地質活躍區(qū)域，假如會發(fā)生地震或其它由地震引起的活動，那么這些罐必須被加強或以其它方式被加固以提供最低的安全裕度?？紤]到可能涉及的各種類型的石油和石油化工產(chǎn)品，罐區(qū)常常是有毒煙氣的源頭，這些有毒煙氣可能逐漸飄入鄰近的居住區(qū)。大量石油和石油化工產(chǎn)品的儲存還造成固有的火災風險。與陸上儲存設施有關的另一個問題是通往這些設施的通道是有限的。為了從這些設施輸送或接收貨物，船舶可能需要排隊等候好幾個小時。不論是對船舶經(jīng)營者還是對設施管理者來說，這都是昂貴且十分低效的。針對上述問題的一種解決方案是將儲存設施離岸設置在鄰近陸地的位置。這需要建造碼頭或其它結構以提供從陸地到該設施的通道。然而，由于它們鄰近海岸線，因此關于煙氣和火的問題仍然存在。此外，這些設施也具有有限的通道?？蛇x地，為了使可能具有25 米吃水深度的大型油船到達該設施，需要昂貴的挖泥(dredge)作業(yè)。

發(fā)明內容
本發(fā)明的一個方面提供了一種獨立式離岸燃料儲存設施，其包括支撐在海床上的脊柱式結構；以及鄰近脊柱式結構被系泊的多個漂浮儲存模塊，漂浮儲存模塊中的每一個能夠儲存至少一種類型的液體。該儲存設施還可包括支撐在海床上的平臺，該平臺能夠支撐多個操作設施。在某些實施方式中，該設施還可包括完全包圍多個漂浮儲存模塊的漂浮防浪提。在可選實施方式中，儲存設施還可包括支撐在海床上并鄰近脊柱式結構被定位的至少一個碼頭。脊柱式結構、平臺和碼頭可通過樁式導管架支撐在海床上。脊柱式結構可由預制鋼筋混凝土和/或預制預應力混凝土制成。在另一個實施方式中，多個漂浮儲存模塊中的每一個可鄰近多個系泊柱被定位， 其中系泊柱附接至海床，從而漂浮儲存模塊相對于彼此并相對于脊柱式結構保持在固定的橫向位置。在另一個實施方式中，多個漂浮儲存模塊中的至少一個包括外部預應力混凝土殼體、內部預應力混凝土殼體、位于內部殼體內的至少一個鋼罐以及多個隔板，該多個隔板在罐中限定出用于儲存液體的多個隔間。漂浮儲存模塊還可包括設置在外部殼體與內部殼體之間的多個混凝土梁格柵。隔間能夠以同心配置布置，從而漂浮儲存模塊在裝填和卸放燃料時能夠保持均勻裝載。在一些實施方式中，隔板可由選自鋼、混凝土以及鋼-混凝土復合材料的材料制成。在可選實施方式中，漂浮儲存模塊中的至少一個可以是油船。在另一個實施方式中，從海床到水面的水深小于100米。該液體可以是選自燃料、石油產(chǎn)品、石油化工產(chǎn)品、液化天然氣以及水的至少一種液體。


通過下面的書面描述，僅通過舉例并結合附圖，本發(fā)明的實施方式將得到更好的理解并對本領域普通技術人員來說是顯而易見的，在附圖中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的離岸燃料儲存設施的立體圖；圖2示出了圖1的離岸燃料儲存設施的俯視平面圖；圖3示出了沿圖2的線Xl-Xl得到的圖1的離岸燃料儲存設施的橫截面?zhèn)纫晥D；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個可選實施方式的離岸燃料儲存設施的立體圖；圖5示出了圖4的離岸燃料儲存設施的俯視平面圖；圖6示出了沿圖5的線Xl-Xl得到的圖4的離岸燃料儲存設施的橫截面?zhèn)纫晥D； 并且圖7示出了能夠用作圖1-6的離岸燃料儲存設施的一部分的漂浮儲存模塊的一個實施方式；圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式的離岸燃料儲存設施的示意圖。
具體實施例方式圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的離岸燃料儲存設施的立體圖，該離岸燃料儲存設施由參考標號100籠統(tǒng)指定。圖2示出了離岸燃料儲存設施100的俯視平面圖， 圖3示出了沿線Xl-Xl得到的圖2的離岸燃料儲存設施的橫截面?zhèn)纫晥D。繼續(xù)參照圖1-3，設施100可包括脊柱式(spine)結構110，脊柱式結構110支撐在海床102上并且升高到水面104上方。脊柱式結構110還可包括支撐多個設施和設備的平臺112，該多個設施和設備如參考標號150籠統(tǒng)指定。在一些實施方式中，平臺112也可附接至脊柱式結構110并支撐在海床102上。漂浮防浪提140可位于漂浮儲存模塊400的周圍。便于一個或多個船舶118?？康囊粋€或多個碼頭114可連接至平臺112。設施100 還包括多個漂浮儲存模塊400。在該實施方式中，漂浮模塊400全部垂直于脊柱式結構110 對齊，脊柱式結構110平行于碼頭114。應理解，其它對齊方式也是可能的。脊柱式結構110、平臺112和碼頭114可使用通過示例但不限于多個樁式導管架 120支撐在海床102上。可通過多個系泊柱122使漂浮儲存模塊400和漂浮防浪提140相對于彼此橫向地保持就位。系泊柱122允許漂浮模塊400因潮汐變化和基于所儲存的產(chǎn)品重量的不同漂浮高度而相對于彼此在垂直方向上自由移動。一個或多個系泊臂1 還可附接至一個或多個位于系泊柱122頂部的帽124以在橫向方向限制模塊400。用于將燃料注入和抽出模塊400的多個撓性管塔106可沿著脊柱式結構110定位。多個橡膠碰墊1 可附接至系泊柱122和系泊臂126以吸收當模塊400在風和浪的作用下水平運動時的水平力。
設施100還可包括經(jīng)由過道136連接至平臺112的直升機停機坪134。直升機停機坪134也可通過多個樁式導管架120支撐在海床102上。在可選實施方式中，直升機停機坪134可以是平臺112或脊柱式結構110的一部分。設施100的布局的一個優(yōu)點是，如果漂浮模塊400需要被拖到造船廠或在緊急情況下被部署到其它地方，那么設施100的布局提供了這些漂浮模塊400的簡單拆卸和重新安裝。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的可選實施方式的離岸燃料儲存設施的立體圖，該離岸燃料儲存設施如參考標號200籠統(tǒng)地指定。圖5示出了圖4的離岸燃料儲存設施200的俯視平面圖，同時圖6示出了沿線Xl-Xl得到的圖4的離岸燃料儲存設施200的橫截面?zhèn)纫晥D。繼續(xù)參照圖4-6，設施200可包括脊柱式結構210，脊柱式結構210支撐在海床102 上并且升高到水面104上方。脊柱式結構210還可包括支撐多個設施和設備的平臺212，該多個設施和設備如參考標號250籠統(tǒng)指定。在一些實施方式中，平臺212也可附接至脊柱式結構210并支撐在海床102上。漂浮防浪提140可位于漂浮儲存模塊400的周圍。便于一個或多個船舶118?？康囊粋€或多個碼頭214可連接至平臺212。設施200還包括多個漂浮儲存模塊400。在該實施方式中，漂浮模塊400全部垂直于脊柱式結構210對齊，該脊柱式結構210平行于碼頭214。應理解，其它對齊方式也是可能的。脊柱式結構210、平臺212和碼頭214可使用通過示例但不限于多個樁式導管架 220支撐在海床102上?？赏ㄟ^多個系泊柱222使漂浮儲存模塊400和漂浮防浪提140相對于彼此橫向地保持就位。系泊柱222允許漂浮模塊400因潮汐變化和基于所儲存的產(chǎn)品重量的不同漂浮高度而相對于彼此在垂直方向上自由移動。一個或多個系泊臂2 還可附接至一個或多個位于系泊柱222頂部的帽224以在橫向方向限制模塊400。多個橡膠碰墊 228可附接至系泊柱222和系泊臂226以吸收當模塊400在風和浪的作用下水平運動時的水平力。用于將燃料注入和抽出模塊400的多個撓性管塔206可沿著脊柱式結構210戰(zhàn)略地布置。設施200還可包括經(jīng)由過道236連接至平臺212的直升機停機坪234。直升機停機坪234也可通過多個樁式導管架220支撐在海床102上。在可選實施方式中，直升機停機坪234可以是平臺212或脊柱式結構210的一部分。設施200的布局的一個優(yōu)點是，由于其使用更短的脊柱式結構210，故其生產(chǎn)更具成本效益。如果漂浮模塊400需要被拖到造船廠或在緊急情況下被部署到其它地方，那么設施200的布局還提供了這些漂浮模塊400的簡單拆卸和重新安裝。在一些實施方式中，脊柱式結構110、210和平臺112、212可由預制鋼筋混凝土制成，預制鋼筋混凝土分別由樁式導管架120、220支撐。在可選實施方式中，脊柱式結構110、 210和平臺112、212可由預制預應力混凝土制成。還可使用其他材料。脊柱式結構110、210 被安裝以具有足夠的干舷，干舷為從正常水面104到脊柱式結構110、210頂部的垂直距離。 應理解，干舷值可根據(jù)潮汐波動而變化。例如，干舷值可在1米到6米之間變化。應理解， 根據(jù)例如可能的天氣條件，還可使用更高或更低的干舷值。脊柱式結構110、210的總體尺寸將取決于形成設施100、200的儲存模塊400的寬度和數(shù)量。脊柱式結構110、210允許車輛和工人靠近漂浮模塊400，漂浮模塊400可由系泊柱122、222系泊在如圖1所示的脊柱式結構110的任一側或如圖4所示的脊柱式結構210的兩側。脊柱式結構110、210還可承載來自發(fā)電廠的電力線、以及來自碼頭114、214的管道以及其它配套基礎設施150、250。漂浮防浪提140形成圍繞漂浮儲存模塊400的周界。防浪提140被設計為保護設施100、200不受大浪影響和船舶碰撞。在一些實施方式中，防浪提140還可充當圍油柵以限制任何溢出的石油化工產(chǎn)品的流動。在一個實施方式中，漂浮防浪提140可由預應力預制混凝土制成?？蛇x地，防浪提140可由鋼制成。舭龍骨(未示出)可附接至漂浮防浪提 140的底邊以減少可能因大浪沖擊防浪提140而導致的滾動。這些漂浮防浪提140可通過例如樁式導管架-系泊柱122、222被系泊。在設施100、200的操作中，漂浮防浪提140的各部分可被拆卸，從而允許漂浮儲存模塊400被拉入(winch)或拖出以用于維護目的、或者用于緊急部署到別處以供給燃料?；跇妒綄Ч芗艿钠脚_112、212為用于操作漂浮燃料儲存設施100、200的配套設施和設備150、250提供空間。繼續(xù)參照圖1-6，配套設施和設備150、250可包括，通過示例但不限于一個或多個公用單元，諸如清洗管道的氮氣罐152和252、儲存海水的一個或多個消防水箱IM和254、泵送海水的一個或多個消防水泵、一個或多個便攜水箱158和258、一個或多個產(chǎn)品泵送站160和沈0、一個或多個機械式油分離器162和沈2、化糞池(未示出)、 水凈化單元(未示出)、閥組(valve manifold) 164和沈4、加熱站(未示出)、一個或多個發(fā)電廠166和沈6、氣體處理廠(未示出)、辦公室、職工宿舍以及操作大量液體終端所需的任何其它公用單元。應理解，圖上所示的配套設施和設備150，250僅通過舉例提供?？砂怪浇Y構110、210和平臺112、212上所需的許多其它設施。設施100、200還應具有調度室170、270，在調度室中，基于互操作一致性規(guī)范 (ICS)的系統(tǒng)可被安裝以便在全自動模式下操作設施100、200。ICS系統(tǒng)可確保使正確的產(chǎn)品從指定碼頭114、214轉移至正確的儲油模塊400。ICS系統(tǒng)還可用來確保使產(chǎn)品從一個儲油模塊400轉移至兼容的儲存模塊400。該系統(tǒng)還可確保在啟動任何泵以提供石油化工產(chǎn)品的轉移之前，所有閥合適地排列。ICS系統(tǒng)還可結合并控制現(xiàn)場設備，諸如雷達液位計、橋秤設備、配料控制器、電動機、泵、打包提供的可編程邏輯控制器(PLC)、變速驅動系統(tǒng) (VSDS)、閉路電視(CCTV)服務器、遠程數(shù)據(jù)輸入面板、遠程顯示面板、智能附加設備和/或其它終端現(xiàn)場設備。樁承碼頭114、214允許油船118訪問設施100、200以裝載和卸載石油化工產(chǎn)品。 應理解，碼頭114、214可具有任何需要的配置以適應船舶118的?？恳约笆突ぎa(chǎn)品的裝載和卸載。圖7是形成圖1-6的設施100、200的一部分的漂浮儲存模塊400的一個實施方式的分解視圖。漂浮儲存模塊400可包括外部預應力混凝土殼體402和位于外部殼體402內的多個混凝土梁格柵(beam grid)404。內部預應力混凝土殼體406隨后可形成于位于外部殼體402內的梁格柵404的頂部。梁格柵404對漂浮儲存模塊400的內部殼體406和外部殼體402進行加強并且使內部殼體406和外部殼體402結合在一起。在可選實施方式中， 混凝土梁格柵404可被替換為混凝土蜂巢。一個或多個鋼罐408可被加入到內部殼體406 中。多個隔板410可被加入到鋼罐408中以限定出多個儲存隔間412。在一些實施方式中， 隔板410可以是鋼、混凝土、鋼-混凝土復合材料、或提供充分的結構剛性以容納各種液體的任何其它材料。蓋板414設置在隔板410頂部，在一個示例實施方式中可由混凝土形成， 但不限于這種材料。
儲存隔間412被設計為儲存各種液體(未示出)，從而使一個隔間412中的液體與相鄰隔間412中的液體隔離。這些液體可包括，通過示例但不限于船用燃料、柴油、汽油、 多種原料石油化工產(chǎn)品諸如苯和乙烯、淡水、海水等等。根據(jù)設施100、200操作者的具體需要，可在隔間412內儲存任何類型的石油、石油化工或燃料產(chǎn)品。海水或淡水可儲存在一個或多個隔間412中，以向漂浮儲存模塊400提供壓載物或作為淡水的離岸儲存設施。此外， 儲存模塊400可適于儲存液化天然氣(LNG)、丙烷或任何其它類型的壓縮氣體產(chǎn)品。圖7所示的隔間412的具體設計僅通過舉例提供。罐408中的隔間412可采用多種方式進行配置和布置以提供所需的儲存容量。在一些實施方式中，可以采用同心配置來布置儲存隔間412，從而在對隔間412進行裝填和卸放燃料時，使漂浮儲存模塊400保持均勻裝載。相比鋼殼體，混凝土殼體402、406具有多個優(yōu)點?；炷两Y構能夠以低成本建造。 混凝土是耐火的并且呈現(xiàn)良好的抗疲勞強度?；炷潦菬o腐蝕性的?；炷翚んw402、406 具有更大的慣性以抵抗波浪運動和由設備產(chǎn)生的振動。相比于鋼，混凝土壽命更長并且具有更低的維護成本。在圖7所示的漂浮儲存模塊400的實施方式中，漂浮儲存模塊400可以是約180 米長，約80米寬，約14米深。在可選實施方式中，漂浮儲存模塊400的長度可以在120m至 180m之間變化，寬度在60m至80m之間變化，并且深度在IOm至15m之間變化。應理解，這些尺寸僅通過舉例提供。根據(jù)具體的需要、期望或設計考慮，可以采用任何尺寸(更大或更小)建造漂浮儲存模塊400。使用多個這些模塊400，設施100、200可能能夠儲存幾百萬立方米的燃料。如果需要，可通過增加模塊400的數(shù)量和尺寸來容易地擴大儲存容量?？蓪Ⅳ褒埞?未示出)附接至漂浮模塊400底部的較長邊以減少滾動。單獨的漂浮儲存模塊400可具有它們自己的泵站106、206和位于頂面的閥組。每個模塊400中還可安裝有污水池以接收污油或已經(jīng)被意外污染的雨水。通過污水泵可將接收的污油或污染的雨水轉移至一個或多個沉淀池172、 272，污水泵可安裝在公用單元的污水池處。在設施100、200的可選實施方式中，舊油船可被用來取代漂浮儲存模塊400以儲存大量石油化工產(chǎn)品。圖8示出了這種具有多個油船802的實施方式800的示意圖。應理解，舊油船和漂浮儲存模塊400的組合也可用來為設施100、200提供儲存容量。設施100、200可建造在開闊水域并且起獨立式設施的作用。在優(yōu)選實施方式中， 為了便于樁式導管架支座120、220的安裝，水深應該在30米到100米之間。少于30米深的水可能不能適應大油船。大于100米深的水使得樁式導管架支座的安裝更加困難。建造設施100、200的一種方法從樁式導管架支座120、220的安裝開始。隨后分別將脊柱式結構110和210、平臺112和212、以及碼頭114和214固定至支座120和220。隨后安裝用于向模塊400和防浪提140提供橫向支撐的樁式導管架系泊柱系統(tǒng)122、222。隨后漂浮模塊400被拉入并由拖船引導就位，漂浮模塊400可以例如在鄰近的造船廠同時建造。 隨后可安裝系泊臂1沈、2沈和漂浮防浪提140的端部。隨后可安裝管道、總管(manifold) 和撓性管塔。隨后可建造配套設施150、250。一旦已經(jīng)進行了充分的操作測試，就可啟動燃料儲存設施100、200的操作。在一個優(yōu)選實施方式中，可將設施100、200定向為面朝頂浪， 從而使作用在設施100和200、防浪提140、以及模塊400上的波浪力最小。
相對于現(xiàn)有的基于地面的儲存系統(tǒng)，本發(fā)明的實施方式具有多個優(yōu)點。該設施是可擴展的并且能夠以任何期望的配置進行布置而不用考慮岸上設施所涉及的土地利用問題。由于漂浮儲存模塊可在造船廠中建造，因此能更快、更容易地建造離岸燃料儲存設施。 不需要昂貴的支撐結構來為石油化工產(chǎn)品的重量提供支撐。漂浮儲存模塊內部的隔開的罐允許操作者交易各種各樣的石油產(chǎn)品。在海上的適宜深度的水中，人們可以使用廣闊的海上空間和由海水提供的免費的浮力來便宜地儲存大量燃料。建造為產(chǎn)品提供幾百萬立方米的儲存容量的根據(jù)本發(fā)明實施方式的設施是可能的。燃料的離岸儲存將易燃產(chǎn)品從已生產(chǎn)區(qū)域轉移至孤立的海上空間， 從而所儲存的燃料和石油化工煙氣遠離居住區(qū)和工業(yè)廠房。本領域技術人員應理解，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對具體實施方式
中所示的本發(fā)明進行各種變化和/或修改。因此，本文中的實施方式被認為在所有方面是示意性而非限制性的。
權利要求
1.一種獨立式離岸燃料儲存設施，包括支撐在海床上的脊柱式結構；以及多個漂浮儲存模塊，鄰近所述脊柱式結構被系泊，所述漂浮儲存模塊中的每一個能夠儲存至少一種類型的液體。
2.如權利要求1所述的儲存設施，還包括支撐在所述海床上的平臺，所述平臺能夠支撐多個操作設施。
3.如前述任一項權利要求所述的儲存設施，還包括完全包圍所述多個漂浮儲存模塊的漂浮防浪提。
4.如前述任一項權利要求所述的儲存設施，還包括支撐在所述海床上并鄰近所述脊柱式結構被定位的至少一個碼頭。
5.如權利要求4所述的儲存設施，其中，所述脊柱式結構、所述平臺和所述碼頭通過樁式導管架支撐在所述海床上。
6.如前述任一項權利要求所述的儲存設施，其中，所述脊柱式結構包括預制鋼筋混凝土和預制預應力混凝土中的至少一個。
7.如前述任一項權利要求所述的儲存設施，其中，所述多個漂浮儲存模塊中的每一個鄰近多個系泊柱被定位，所述系泊柱附接至所述海床，從而所述漂浮儲存模塊相對于彼此并相對于所述脊柱式結構保持在固定的橫向位置。
8.如前述任一項權利要求所述的儲存設施，其中，所述多個漂浮儲存模塊中的至少一個包括外部預應力混凝土殼體、內部預應力混凝土殼體、位于所述內部殼體內的至少一個鋼罐、以及多個隔板，所述多個隔板在所述罐中限定出用于儲存所述液體的多個隔間。
9.如權利要求8所述的儲存設施，其中，所述漂浮儲存模塊還包括設置在所述外部殼體與所述內部殼體之間的多個混凝土梁格柵。
10.如權利要求8或9所述的儲存設施，其中，所述隔間以同心配置的方式布置，從而在裝填和卸放燃料時，所述漂浮儲存模塊能夠保持均勻裝載。
11.如權利要求8-10中任一項所述的儲存設施，其中，所述隔板包括選自鋼、混凝土以及鋼-混凝土復合材料的材料。
12.如前述任一項權利要求所述的儲存設施，其中，所述漂浮儲存模塊中的至少一個包括油船。
13.如前述任一項權利要求所述的儲存設施，其中，從所述海床到所述水面的水深小于 100 米。
14.如前述任一項權利要求所述的儲存設施，其中，所述液體是選自燃料、石油產(chǎn)品、石油化工產(chǎn)品、液化天然氣以及水的至少一種液體。
全文摘要
本發(fā)明的實施方式提供一種獨立式離岸燃料儲存設施，其包括支撐在海床上的脊柱式結構；以及鄰近脊柱式結構被系泊的多個漂浮儲存模塊，漂浮儲存模塊中的每一個能夠儲存至少一種類型的石油化工產(chǎn)品。該設施還可包括安置各種配套設施的固定平臺、以及為一個或多個船舶提供停靠空間以裝載和卸載石油和石油化工產(chǎn)品的至少一個碼頭。
文檔編號B63B35/44GK102307780SQ200880130085
公開日2012年1月4日 申請日期2008年4月25日 優(yōu)先權日2008年4月25日
發(fā)明者尹健民, 方玉華, 杜亞祥, 石國偉, 許亞偉, 陳定亮, 陳維隆, 黃守智 申請人:新加坡國立大學, 新加坡海事及港務管理局