浮式可靠泊液化天然气供给站
技术领域
本实用新型涉及液化天然气（liquefied natural gas，LNG）设备领域，尤其涉及一种浮式可靠泊液化天然气供给站。
背景技术
随着世界各国对环境保护的强烈关注，越来越多的国家开始以法律方式强制淘汰传统以煤炭、燃油为主的旧能源。以天然气为主体的新型“清洁能源”的需求开始持续上升，进而，极大地促进了对LNG终端的需求。对于码头等基础设施相对薄弱的地区，采用浮式液化天然气供给站进行天然气供给具有明显的优势
海上液化天然气供给站是天然气产业链中的一个重要设施，它起着对液化天然气（LNG）进行接收、储存、再气化，最终输送到下游用户的核心功能。与陆地LNG接收终端相比，海上天然气供给站具有投资小、建设周期短、对陆地基础设施配置要求低、并可以多次重复利用等优点。
现役的浮式装置在海浪中通常呈现较高的运动幅值和加速度，耐波性不佳，对LNG的卸载、再气化、外输作业具有不利影响。此外，现有浮式液化天然气供给站对其目标海域的气象条件要求较高。这在一定程度上限制了浮式液化天然气供给站在更广阔海域的使用。
此外，为了能够容纳大吨位的LNG船舶靠泊，需要相应加大浮式液化天然气供给站的主尺度。这种情况下，若按照目前主流的制造方式，建造大尺寸的浮式液化天然气供给站，会对其建造设备和建造场地提出更高要求。现有技术下，需要更大空间的建造设备设施和更大的建造场地才能够建造大尺寸的浮式液化天然气供给站。这在一定程度上限制了浮式液化天然气设施工程上的可行性和经济性。
现有的浮式液化天然气供给站，由于其耐波性欠佳，较难适应恶劣风浪环境时大型船舶靠泊，因而难以满足更广泛的LNG终端的需求。
实用新型内容
为了解决现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种浮式可靠泊液化天然气供给站，能够以较小的主体尺度来靠泊大型的LNG运输船舶，并且通过坐底方式，提高靠泊时的整体耐波性能，使之能适用于更广泛的海域。
为实现上述目的，本实用新型提供的浮式可靠泊液化天然气供给站，包括：主船体，其包括：液化天然气储存舱、天然气处理模块和压载水舱；所述液化天然气储存舱设置于所述主船体的内部，所述天然气处理模块与所述液化天然气储存舱连接；所述压载水舱设置于所述主船体的下部。下底座，其包括至少一块底板。拼接固定结构，其包括相互配合的第一拼接件和第二拼接件，所述第一拼接件或所述第二拼接件中的其中至少一个设置在所述主船体的下侧面，所述第一拼接件或所述第二拼接件中的另一个对应地设置在所述底板的至少一侧面；所述主船体与所述下底座之间通过所述拼接固定结构固定连接。
可选的，上述的浮式可靠泊液化天然气供给站，还包括定位系统，其设置于所述主船体或所述下底座的下部，固定所述浮式可靠泊液化天然气供给站。
可选的，上述的浮式可靠泊液化天然气供给站，其中，所述主船体包括两个或以上，每一个所述主船体均分别通过所述拼接固定结构与所述底板的一侧面固定连接。
可选的，上述的浮式可靠泊液化天然气供给站，其中，所述主船体对称地设置在所述下底座的两侧面，通过所述拼接固定结构与所述下底座固定连接。
可选的，上述的浮式可靠泊液化天然气供给站，其中，所述各底板的各侧面均分别设置有所述第一拼接件或所述第二拼接件，所述各底板之间通过所述拼接固定结构固定连接。
可选的，上述的浮式可靠泊液化天然气供给站，其中，所述下底座还包括有支墩或支撑轨，所述支墩或支撑轨设置于所述底板的上表面。
可选的，上述的浮式可靠泊液化天然气供给站，其中，所述第一拼接件和第二拼接件之间焊接固定或卡接固定或通过灌注粘结材料固定连接。
可选的，上述的浮式可靠泊液化天然气供给站，其中，所述定位系统包括系泊系统、动力定位系统、插桩定位系统、直接海床坐底系统中的任一种或其组合。
可选的，上述的浮式可靠泊液化天然气供给站，其中，所述系泊系统包括系泊线缆，所述系泊线缆的一端与海床固定，所述系泊线缆的另一端与所述主船体的下部或所述各底板的下部固定。
可选的，上述的浮式可靠泊液化天然气供给站，其中，所述插桩定位系统包括多个定位桩，所述定位桩的一端与海床固定，所述定位桩的另一端与所述主船体的下部或所述各底板的下部固定。
可选的，上述的浮式可靠泊液化天然气供给站，其中，所述浮式可靠泊液化天然气供给站直接坐底于海床，实现定位。
本实用新型和现有方案相比具有如下技术效果:
1.本实用新型所提供的浮式可靠泊液化天然气供给站，包括：主船体，下底座，和定位系统。其底座包括一块底板或由拼接固定结构固定连接的至少两块底板，所述底板还通过该拼接固定结构与所述主船体的下侧面固定连接。由此，本实用新型的浮式可靠泊液化天然气供给站的主船体和下底座可采用模块式的方式组装。本实用新型的主船体和下底座可以分别单独建造，然后以模块方式在海上或陆地实现连接组装。因而本实用新型可以灵活地组成各种形式和尺度的供给站，容纳不同载重量的LNG运输船靠泊。
2.由于本实用新型的主船体、下底座等部件可通过较小的模块化单元拼接设置，因此并不需要为建造大尺寸的浮式液化天然气供给站提供更大的建造场地和专用大型设备。本实用新型能够有效降低大型供给站的制造成本。
3.此外，本实用新型的供给站可通过两者之间的吃水调整，使得LNG船以坐底的方式靠泊于其下底座，使得LNG船与供给站之间结合为一整体。因而，本实用新型的浮式天然气供给站可以获得优良的整体耐波性。此时，在外部海洋风、浪、流等环境作用下，供给站和LNG将实现同步运动，两者之间基本不存在相对位移，提升海上作业安全。并且可通过选择合适的定位系统，如，系泊链和锚、插桩、直接海床坐底等，本装置可以应用于从浅水到深水等各种水深条件的海域，具有较强的普适性，可适用于更广的海域范围。
本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。
附图说明
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本实用新型的实施例一起，用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
图1为根据本实用新型第一实现方式的浮式可靠泊液化天然气供给站的结构示意图；
图2为根据本实用新型第一实现方式的浮式可靠泊液化天然气供给站在中小型LNG船靠泊时的剖面示意图；
图3为根据本实用新型第一实现方式的浮式可靠泊液化天然气供给站在大型LNG船靠泊时的剖面示意图；
图4为根据本实用新型第一实现方式的浮式可靠泊液化天然气供给站在常规型LNG船靠泊时的俯视图；
图5为根据本实用新型第二实现方式的浮式可靠泊液化天然气供给站的结构示意图；
图6为根据本实用新型第二实现方式的浮式可靠泊液化天然气供给站在超大型LNG船靠泊时的剖面示意图；
图7为根据本实用新型第二实现方式的浮式可靠泊液化天然气供给站在超大型LNG船靠泊时的俯视图；
图8为根据本实用新型第三实现方式的浮式可靠泊液化天然气供给站以插桩方式定位的示意图；
图9为根据本实用新型第四实现方式的浮式可靠泊液化天然气供给站以海床坐底方式定位的示意图；
图10为根据本实用新型的浮式可靠泊液化天然气供给站中拼接固定结构的两拼接件之间连接方式的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
参考图1所示，本实用新型提供一种浮式可靠泊液化天然气供给站，属于海上石油天然气生产设施。该装置主要由主船体100、下底座200、定位系统30、靠泊系统等组成。
其中主船体100包括液化天然气（LNG）储存舱及货物围护系统、天然气处理模块101和压载水舱104。其中，天然气处理模块101主要包括：再气化模块、LNG卸载模块、气体外输模块。
所述的下底座200包括由若干底板202组成的支撑结构、支墩或支撑轨。
所述的定位系统30可以采用多种形式，例如：如图1所示的系泊线和锚、如图8所示的插桩、如图9所示直接海床坐底等。
靠泊系统主要包括连接缆绳302、防撞碰垫等。
本实用新型的主要特殊之处在于，主船体和下底座可以分别单独进行模块化的建造，然后以模块方式在海上或陆地进行连接，组合成各种几何形式的供给站。因而其可以灵活地组成各种形式和尺度的供给站，容纳不同载重量的LNG运输船靠泊。此外LNG船以坐底的方式靠泊于供给站的下底座，通过其上的支墩或支撑轨，两者形成一个整体，即，形成一个供给站-LNG船组合体，从而可以获得优良的整体耐波性和作业窗口条件，使供给站能够适用于气象条件更严格的目标海域，提升海上作业安全。本装置无需大型的供给站船体建造场地，具有良好的工程可行性。
具体而言，在本实用新型的第一种实现方式下，参考图1所示。主船体100的下侧面通过图10或图5虚线框所示的拼接固定结构，具体通过相互配合的第一拼接件5和第二拼接件6，实现主船体与下底座的自由组合。由此可将主船体100与下底座200组成半开放式或者全开放式供给站，能广泛地适用于各种不同主尺度的LNG船。
图1所示的实现方式下，上述的供给站，其主船体100与下底座200的下部还连接有系泊系统301。系泊系统301包括系泊线缆，所述系泊线缆的一端与海床固定，所述系泊线缆的另一端与所述主船体100的下部或所述各底板202的下部固定。系泊系统301将由主船体100与下底座200组成的全开放式浮式供给站固定于海床上，实现供给站的长期系泊。一种典型的实现方式下，上述的主船体100主要包括天然气处理模块101、卸料装置102、液化天然气储存舱103、压载水舱104、气体外输管线105。下底座200主要由支墩/支撑轨201和底座结构202组成。
如图2所示，本实用新型的供给站，在LNG运输船400到达后，通过压载调整，实现LNG运输船400坐底于下底座200；并且通过连接缆绳302对供给站和LNG船进一步辅助连接。随后，通过卸料装置102从LNG船卸载LNG，通过天然气处理模块101实现再气化并通过气体外输管线105对下游用户持续供气，直到LNG船400所运载的LNG全部消耗完毕。此过程中，LNG储存舱103的主要功能是，当上一艘LNG运输船离开，而下一艘LNG船400尚未完全靠泊并开始卸载时，能够使用储存舱103中的LNG继续对用户不间断供气。由于采用坐底靠泊，LNG船400与主船体100及下底座200组成一个整体，相互之间基本不发生相对运动，因此，可以极大地提高整套装置的作业气象窗口和适用海域。
特别的，参考图3所示，由于本实用新型供给站组合为开放结构，因而可以用较小尺度的供给站来容纳大型船舶靠泊。相应地，大型LNG船靠泊供给站后，可以通过两者之间的吃水调整，使LNG船在下底座实现坐底靠泊。此时，LNG船的船底的大部分仍然保持坐底于所述下底座。其连接关系的俯视图如图4所示。因而，在外部海洋风、浪、流等环境作用下，供给站和LNG船依旧能够保持同步运动，两者之间基本不存在相对位移，因此极大地提升了本供给站的可适用海域范围。
值得注意的是，本实用新型所提供的主船体100和下底座200可以分开进行建造，然后进行连接，因此在缺乏大型建造场地时也可以实施。
在本实用新型的第二种实现方式下，参照图5所示，该供给站的目标用户为超大型LNG运输船，因此其主尺度，尤其船宽尺度较大。此时，可采用两组主船体100和下底座200模块，进行左右对接，形成一种半开放形式结构，用于LNG船靠泊。这种方式下，超大型LNG船舶靠泊时坐底方式如图6或图7所示。其他后续作业方式则类似上一实施方式。
在本实用新型的第三种实现方式下，参照图8所示，该供给站的定位方式为插桩定位，可以通过操作机构将插桩或定位桩300插入海床，实现对整个供给站装置的长期定位。这种供给站，其具体作业方式类似上述实施方式，在此不加赘述。
参考图9所示，在本实用新型的第四种实现方式下，供给站还可通过调节压载水舱104，使其整体坐底于海床，实现长期定位。拼接固定结构中，所述第一拼接件5和第二拼接件6可通过焊接或卡接或灌注粘结材料进行连接固定等方式固定，进而使得各底板202以及主船体100连接成一整体。
本实用新型的浮式可靠泊液化天然气供给站，由于采用模块化的设计，因而具备如下可调节的自由度：
主船体、下底座、定位系统、靠泊系统之间界面划分可根据需要自由选择；
供给站与LNG船之间的靠泊装置，如连接缆绳、碰垫等，以及相关操纵机械系统可根据需要自由选择；
主船体、下底座之间的组合方式可根据需要自由选择，以形成不同形式的供给站形式；
主船体、下底座的外形形式、主尺度可根据需要自由选择；
调整供给站和LNG船吃水，实现LNG船坐底靠泊于供给站的方式、原理可以根据需要适当选择；
主船体的延伸甲板结构可根据需要自由选择，主船体甲板延伸结构的形式、几何尺寸可以进一步优化，或者不设置延伸甲板；
主船体与下底座的连接系统可根据需要自由选择，如，选择其连接方式、连接件、连接材料等；
主船体与下底座之间在陆地和/或海上连接的施工方法、工艺流程可根据需要自由选择；
供给站之中，LNG舱室的几何形式、尺寸以及布置位置可根据需要自由选择；
供给站之中，LNG货物围护系统的方式可根据需要自由选择；
供给站之中，LNG卸载、储存、再气化、外输等功能的设置、增减可根据需要自由选择；
供给站之中，LNG卸载、储存、再气化、外输等子系统的内部设计可根据需要自由选择；
供给站之中，压载功能的设置、增减可根据需要自由选择；
供给站之中，压载水舱的舱室，其几何形式、尺寸以及布置位置可根据需要自由选择；
供给站之中，压载物可根据需要自由选择；
支墩/支撑轨的构造形式、主体材料、布置方式、间距、数量可根据需要自由选择；
定位系统可以采用系泊方式，系泊系统的布置、系泊线组成、系泊线主体材料、中间接头、终端接头、系泊系统在海床上的锚固方式、锚固设备、系泊系统的操纵机械系统可根据需要自由选择；
定位系统可以采用为插桩，插桩或定位桩的布置、结构尺寸、主体材料、插桩操纵机械系统、插桩实现原理等可根据需要自由选择；
供给站装置整体可以直接坐底于海床，其海床坐底的实现原理、操纵机械系统、必要的船底局部加强、海床基础预处理条件等均可根据需要自由选择；
定位系统可根据需要自由选择为其他定位方式，如动力定位系统；
供给站和LNG船之间水面的连接方式及操纵机构可根据需要自由选择；
供给站可根据需要自由选择以具备自航功能。
由此，本实用新型的优点如下：
主船体和下底座可以方便地组合成多种不同几何形式的供给站，如半开式或全开式，从而可以使用小尺度的供给站来容纳大型LNG运输船靠泊。
模块化设计可以显著降低对建造场地规模、设施的要求，能够就近利用目标海域周边的现有建造设施来制造，为其工程化应用提供更大的灵活性和更广泛的适用性，并降低工程建设周期和成本。采用模块化方法，对主船体和下底座进行分别设计制造，通过其自由组合，可以灵便地实现多种浮式供给站形式，如半开放式、全开放式等，从而使得整套装置能够适应各种尺度的LNG船靠泊，实现大型LNG船靠泊小尺度的供给站。采用模块化建造方法，还可以实现在较小的建造场地制造。
本实用新型的浮式可靠泊液化天然气供给站为LNG船舶提供了一种优良的靠泊方式，LNG船可以直接坐底于供给站的下底座的支墩/支撑轨上，形成一个供给站-LNG船组合结构，从而显著提升整体的耐波性能和作业气象窗口，使本装置能够适用于更广泛的海域。LNG船的坐底式靠泊方式，极大降低了供给站和LNG船之间的相对运动，相比传统的旁靠作业方式，本装置的作业气象窗口至少提高40%～50%。此外，当采用插桩或海床坐底方式时，其作业窗口会更加广泛。
通过合理的选择定位系统形式，如系泊链和锚、插桩、直接海床坐底等，本装置可以应用于从浅水到深水等各种水深条件的海域，具有较强的普适性。通过对定位系统的优化设计，本装置能够适应从浅水到深水的多种水深作业条件，进一步拓展了其适用海域。例如，在浅水海域，可以直接坐底于海床；在中等水深海域，可以通过插桩定位；在深海可以采用系泊定位。
本装置可以采用延伸甲板结构形式，因此，可以在不增加船体主尺度的情况下，获得较大甲板面积，以提供足够的操作空间。
整套供给站装置投资小、建设周期短、不需要大型陆地码头基础配套设施，并可以在不同的海域环境流动作业，从而具有良好的全寿命期经济性。
支墩/支撑轨的构造形式能够降低LNG船在坐底靠泊时的局部载荷，从而使得大载重量的LNG船能够以坐底方式靠泊供给站。
供给站中液舱的优化设计，可以应用多种LNG货物围护系统，特别是可以采用C型罐储存LNG，从而实现总成本优化。
整套装置功能齐全，具有LNG船靠泊、LNG卸载、储存、再气化、外输等全部功能，可以实现独立运营。
LNG卸载、再气化、外输等工艺模块可以采用紧凑型设计，进一步降低对主船体甲板面积和主尺度的需求，从而降低整套装置的成本。
整套装置可以采用开放式总布置设计，显著提高了LNG靠泊和离开的安全性。
本领域普通技术人员可以理解：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
