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TU Berlin

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Forschung

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Montag, 17. Dezember 2007

Im TU-Seegangsbecken wird das Bewegungsverhalten von Spezialtankern für Flüssiggas untersucht

Die Kugeltanks der 2006 gebauten "Arctic Princess"
Die Kugeltanks der 2006 gebauten “Arctic Princess“ haben einen Durchmesser von 42 Metern
Lupe

Erdgas fiel ursprünglich als Nebenprodukt bei der Erdölgewinnung an. Heute ist es als Energieträger von großer und derzeit wachsender Bedeutung. Die größten Mengen werden aus den Erdölfeldern auf hoher See "offshore" gewonnen. Nach wie vor problematisch ist allerdings der Transport des Gases, da Pipelines nur für wenige Offshore-Transportwege einsetzbar sind. Eine Alternative bietet das Schiff. Um jedoch große Mengen an Gas wirtschaftlich befördern zu können, muss man dessen Volumen reduzieren. Dafür wird das Gas (Methan) auf -160 °C abgekühlt, wodurch es sich verflüssigt und gleichzeitig seine Dichte um das 600-Fache steigt. Für den Transport dieses verflüssigten Erdgases, “liquefied natural gas“ (LNG) genannt, sind Spezialtankschiffe erforderlich, die sogenannten LNG-Tanker. Sie müssen, wegen der extrem geringen Temperaturen des verflüssigten Gases, mit speziellen Rohrverbindungen befüllt und entleert werden. Bislang ist dies technisch nur bei geringem Seegang und nur mit Rohren von einem maximalen Innendurchmesser von 10,5 Zoll (etwa 267 mm) möglich. Natürlich ist das ein Engpass, denn große Tanker haben heute Ladekapazitäten bis zu 260000 Kubikmeter.

Das Bundeswirtschaftsministerium fördert daher mit rund acht Millionen Euro das Projekt "Maritime Pipe Loading System 20" (MPLS20) zur Entwicklung eines effizienten, innovativen Offshore-LNG-Verladesystems, einschließlich eines flexiblen Wellrohrs mit größerem Innendurchmesser und der Konstruktion einer Hantierungs- und Kupplungsvorrichtung. Das Fachgebiet Meerestechnik unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Günther Clauss kooperiert in diesem Projekt mit den Firmen Nexans, einem der größten Kabelhersteller, Brugg Rohrsysteme und IMPaC Offshore Engineering. Die TU-Meerestechniker sollen für relevante Einsatzgebiete die Seegangsbedingungen analysieren und mit den ermittelten Daten umfangreiche Simulationen und Modellversuche durchführen. Das auf drei Jahre angelegte Projekt läuft seit Anfang Oktober 2007 und verfügt über ein Budget von rund 516000 Euro.

Untersucht werden unterschiedliche Konfigurationen für die Beladung von LNG-Tankern. Die beteiligten schwimmenden Strukturen liegen dabei in jeweils verschiedenen Abständen nebeneinander (side by side) oder hintereinander (Tandem) im Wasser. Simuliert wird, wie die Tanker sich relativ zueinander bewegen, um die Kräfte bestimmen zu können, die auf die Rohrverbindung wirken. Im großen TU-Seegangsbecken (120 x 8 x 1 Meter) werden anschließend Modellversuche mit Holzmodellen der Tanker im maßstabsgerechten Seegang durchgeführt und analysiert. Mit einem berührungslos arbeitenden sogenannten "Tracking-System" können dabei die Bewegungen der schwimmenden Modelle registriert und somit die Relativbewegungen bestimmt werden. Das Schwappen der Flüssigkeit bei nicht ganz befüllten Tanks im Seegang, die sogenannten Sloshing-Effekte, wird sowohl in Simulationen als auch in Modellversuchen berücksichtigt.

Patricia Pätzold / Quelle: "TU intern", 12/2007

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