Sehr große schwimmende Struktur – Wikipedia

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Sehr große schwimmende Strukturen ((VLFSs) oder sehr große schwimmende Plattformen (VLFPs) sind künstliche Inseln, die gebaut werden können, um schwimmende Flughäfen, Brücken, Wellenbrecher, Pfeiler und Docks, Lagereinrichtungen (für Öl und Erdgas), Wind- und Solarkraftwerke für militärische Zwecke zu schaffen, um Industrieräume, Notfallbasen und Unterhaltung zu schaffen Einrichtungen (wie Casinos), Erholungsparks, mobile Offshore-Strukturen und sogar zum Wohnen. Derzeit wurden verschiedene Konzepte für den Bau schwimmender Städte oder riesiger Wohnkomplexe vorgeschlagen.[1] Einige Einheiten wurden gebaut und sind derzeit in Betrieb.[2]

Schwimmende Strukturen bieten mehrere Vorteile gegenüber dauerhafteren Strukturen, die sich vom Ufer ins offene Wasser erstrecken können:

  • Sie beschädigen das marine Ökosystem nicht.
  • Sie verursachen keine Schlickablagerung in tiefen Häfen.
  • sie stören die Meeresströmungen nicht;
  • Sie sind einfach zu bauen, da ein Großteil der Bauarbeiten an Land abgeschlossen ist.
  • Installation ist schnell;
  • Sie sind immun gegen seismischen Schock.[3]

Überblick[edit]

VLFS unterscheiden sich von Wasserfahrzeugen darin, dass der nutzbare Bereich die Oberseite anstelle der internen (Halte-) Bereiche ist. Somit wird ein nützliches VLFS einen signifikanten Bereich abdecken. Es kann konstruiert werden, indem die erforderliche Anzahl schwimmender Einheiten zusammengefügt wird. Die Konstruktion der schwimmenden Struktur muss den Sicherheits- und Festigkeitsanforderungen, den Betriebsbedingungen usw. entsprechen. Zum Bau der schwimmenden Struktur können Stahl-, Beton- (vorgespannter oder verstärkter Hybrid) oder Stahl-Beton-Verbundwerkstoffe verwendet werden. Die Bewegung der schwimmenden Struktur aufgrund von Wind- oder Wellenbewegungen muss im Wesentlichen neutralisiert werden, um die Sicherheit von Personen und Einrichtungen in einem VLFS zu gewährleisten und nützliche Aktivitäten zu ermöglichen. VLFS muss sicher am Meeresboden festgemacht sein.[3]

Einstufung[edit]

Aktuelle Designs für VLFS lassen sich in zwei Kategorien einteilen: Halbtauchboot und Ponton.

Das Halbtauch-VLFS hat eine erhöhte Plattform über dem Meeresspiegel unter Verwendung von Säulenrohren; Es ist besser für den Einsatz auf hoher See mit großen Wellen geeignet. Auf offener See, wo die Wellen relativ groß sind, minimiert das Halbtauch-VLFS die Auswirkungen von Wellen, während eine konstante Auftriebskraft aufrechterhalten wird. Halbtauchbohrtypen werden für die Erdölexploration in tiefen Gewässern verwendet. Sie werden durch Säulenrohre, Pfähle oder andere Verspannungssysteme an Ort und Stelle befestigt.

Die pontonartige VLFS-Plattform ruht auf der Wasseroberfläche und ist für den Einsatz in ruhigen Gewässern wie einer Bucht, einer Lagune oder einem Hafen vorgesehen. Sein Grundelement ist eine einfache Kastenstruktur; Es bietet normalerweise hohe Stabilität, niedrige Herstellungskosten und einfache Wartung und Reparatur. Der Pontontyp wird durch seinen Auftrieb auf der Meeresoberfläche unterstützt. Der Pontontyp ist im Vergleich zu anderen Arten von Offshore-Strukturen flexibel, so dass die elastischen Verformungen wichtiger sind als ihre Starrkörperbewegungen. Daher steht die hydroelastische Analyse bei der Entwicklung des VLFS vom Pontontyp an erster Stelle. Zusammen mit der Bewegung der schwimmenden Struktur müssen die Reaktion der Struktur auf Wasserwellen und die Auswirkungen auf die gesamte Fluiddomäne untersucht werden.

VLFS-Typen[edit]

VLFS vom Pontontyp sind in der Literatur aufgrund ihres geringen Tiefgangs im Verhältnis zu den Längenabmessungen auch als mattenartiges VLFS bekannt. Sehr große schwimmende Strukturen vom Pontontyp werden oft genannt Mega-Floats. In der Regel ist der Mega-Float eine schwimmende Struktur mit mindestens einer Längenabmessung von mehr als 60 Metern. Horizontal große schwimmende Strukturen können eine Länge von 500 bis 5.000 Metern und eine Länge von 100 bis 1.000 Metern haben Breite (330 bis 3.280 Fuß) mit einer typischen Dicke von 2 bis 10 Metern (6,6 bis 32,8 Fuß).

Anwendungen[edit]

Viele große schwimmende Strukturen wurden konzipiert, einschließlich eines Golfplatzes,[4]

eine Farm,[5] und bewohnbare langfristig lebende Komplexe (Seestreit).

Einige große schwimmende Strukturen, die gebaut wurden, umfassen schwimmende Flughäfen und schwimmende Landeplattformen für die Rückgabe von Raketen.

Schwimmender Flughafen[edit]

EIN Mega-Float Der schwimmende Flughafenprototyp wurde von 1998 bis 1999 in der Bucht von Tokio gebaut.[6] Es war einen Kilometer lang und in erster Linie als Testfahrzeug gedacht, um die Belastungen und Reaktionen solcher Anlagen zu untersuchen.[7] Dieses Projekt wurde als Studienprojekt ersetzt, um genauere Informationen über eine geplante schwimmende Landebahn am internationalen Flughafen Kansai zu erhalten, die nicht gebaut wurde (stattdessen wurde eine künstliche Insel zur Unterstützung der Landebahn gebaut).

Schwimmende Trägerraketen-Betriebsplattform[edit]

In den 2010er Jahren beauftragte SpaceX eine Werft in Louisiana mit dem Bau einer schwimmenden Landeplattform für wiederverwendbare Trägerraketen. Die Plattform hatte eine Landeplatzoberfläche von ungefähr 90 mal 50 Metern (300 Fuß × 160 Fuß) und war in der Lage, mit dieselbetriebenen Azimut-Triebwerken präzise zu positionieren[8] So kann die Plattform ihre Position für die Landung der Trägerrakete halten. Diese Plattform wurde erstmals im Januar 2015 bereitgestellt[9] Als SpaceX einen Flugtest mit kontrolliertem Abstieg versuchte, um die erste Stufe von Falcon 9 Flug 14 auf einer festen Oberfläche zu landen, nachdem sie verwendet wurde, um eine kontrahierte Nutzlast in Richtung Erdumlaufbahn zu heben.[10][11] Die Plattform verwendet GPS-Positionsinformationen, um zu navigieren und ihre genaue Position zu halten.[12] Die Spannweite der Raketenlandestrecke beträgt 18 m (60 ft) und muss nicht nur innerhalb des 52 m (170 ft) breiten Lastkahndecks landen, sondern auch mit Seegang und GPS-Fehlern umgehen. Elon Musk, CEO von SpaceX, zeigte erstmals im November 2014 ein Foto des “autonomen Raumschiff-Drohnenschiffs”. Das Schiff ist so konstruiert, dass es selbst unter Sturmbedingungen eine Position von bis zu 3 Metern (9,8 Fuß) hält.[13]

Am 8. April 2016 landete die erste Stufe der Rakete, mit der das Raumschiff Dragon CRS-8 gestartet wurde, erfolgreich auf dem genannten Drohnenschiff Natürlich liebe ich dich immer noch, die erste erfolgreiche Landung eines Raketenverstärkers auf einer schwimmenden Plattform.[14]

Ab 2018[update]Blue Origin beabsichtigt, die Booster der ersten Stufe von New Glenn wiederverwendbar zu machen und die auf dem Atlantik gestarteten Booster über ein Schiff, das als schwimmende bewegliche Landeplattform fungiert, wiederherzustellen. Das hydrodynamisch stabilisierte Schiff erhöht die Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Erholung in rauer See.[15]

Schwimmende LNG-Produktionsanlage[edit]

Die schwimmende LNG-Anlage von Shell wurde gebaut, um Offshore-Erdgas für Transport und Lagerung zu flüssigem Erdgas zu verarbeiten und zu verflüssigen.[16][17] Das Shell-Projekt sollte 2016 mit der Gasaufbereitung beginnen.[18] Im Dezember 2018 gab Shell bekannt, dass die Bohrlöcher geöffnet wurden und die Anlage bereit war, die erste Produktionsphase zu beginnen.[19] Im Juni 2019 erreichte das Unternehmen einen bedeutenden Meilenstein und versandte seine erste Flüssigerdgasfracht an Kunden in Asien.[17]

Siehe auch[edit]

Verweise[edit]

  1. ^ “Schwimmende DeltaSync-Stadt”. Deltasync.nl. Abgerufen 27. Oktober 2014.
  2. ^ Japan baute den Mega-Float (eine schwimmende Landebahn in der Bucht von Tokio); Japan hat auch schwimmende Treibstofflager auf den Inseln Shirashima und Kamigoto sowie schwimmende Fähranleger im Hafen von Ujina (Hiroshima). Derzeit werden mehrere sehr lange schwimmende Brücken verwendet. Drei befinden sich in der Nähe von Seattle, Washington, USA. Die schwimmende Brücke von Dubai über den Dubai Creek ist 300 Meter lang. Singapur baute die weltweit größte schwimmende Leistungsstufe in der Marina Bay und installiert derzeit ein schwimmendes Mega-Kraftstofflager vor Pulau Sebarok. Südkorea installiert derzeit drei schwimmende Inseln am Han-Fluss, die für Kongresszentren genutzt werden sollen, und ein weiteres Projekt in Seoul wird als Hotel / Kongresszentrum / Zollstandort / Kai fungieren. Science Direct, Sehr große schwimmende Strukturen, p. 63
  3. ^ ein b Wang, CM; Tay, ZY (2011). “Sehr große schwimmende Strukturen: Anwendungen, Forschung und Entwicklung”. Procedia Engineering. 14: 62–72. doi:10.1016 / j.proeng.2011.07.007.
  4. ^ Kiniry, Laura. “9 der seltsamsten schwimmenden Strukturen der Welt: schwimmender Golfplatz”. Abgerufen 28. Oktober 2014.
  5. ^ Kiniry, Laura. “9 der seltsamsten schwimmenden Strukturen der Welt: schwimmende Farm”. Abgerufen 28. Oktober 2014.
  6. ^ Sehr große schwimmende Struktur – Mega-Float, fertiggestellt 1999. New Atlantis 2002, abgerufen am 1. Oktober 2011
  7. ^ Zu den in Mega-Float untersuchten Bereichen gehören das hydroelastische Verhalten des Geräts, das Ansprechverhalten und die Haltbarkeit des Festmachersystems, das Verbindungssystem und seine Schweißverbindungen, das Korrosionsschutzsystem, die Auswirkungen des Geräts auf die umgebenden Meereswellen, die auf die nahe gelegene Küste einwirken, und die Auswirkung der Einheit auf die vorherrschenden Strömungen, die Wasserqualität und die marinen Ökosysteme der Bucht.
  8. ^ “SpaceX kündigt Raumschiff an, das von Thrustmasters Triebwerken positioniert wurde”. Schubmeister. 22. November 2014. Archiviert von das Original am 7. Dezember 2014. Abgerufen 23. November 2014.
  9. ^ Bergin, Chris (17. Dezember 2014). “SpaceX bestätigt CRS-5-Startbeleg für den 6. Januar”. NASASpaceFlight.com. Abgerufen 18. Dezember 2014.
  10. ^ Foust, Jeff (25. Oktober 2014). “Beim nächsten Start von Falcon 9 könnte die Plattform in der ersten Phase landen.”. Weltraumnachrichten. Abgerufen 25. Oktober 2014.
  11. ^ Bullis, Kevin (25. Oktober 2014). “SpaceX plant, Raketen nächstes Jahr wiederzuverwenden”. MIT Technology Review. Abgerufen 26. Oktober 2014.
  12. ^ Dean, James (24. Oktober 2014). “SpaceX versucht, den Booster Falcon 9 auf einer schwimmenden Plattform zu landen”. Abgerufen 27. Oktober 2014.
  13. ^ Musk, Elon (22. November 2014). “Autonomes Raumhafen-Drohnenschiff”. SpaceX. Abgerufen 23. November 2014.
  14. ^ “SpaceX-Rakete landet spektakulär auf Drohnenschiff”. Phänomene. Abgerufen 10. April 2016.
  15. ^
    Burghardt, Thomas (20. September 2018). “Aufbauend auf New Shepard, Blue Origin, um eine Milliarde Dollar in die Bereitschaft von New Glenn zu pumpen”. NASASpaceFlight.com. Abgerufen 22. September 2018.
  16. ^ “Shell Floating LNG-Technologie von Joint Venture für das Projekt Greater Sunrise – Shell Worldwide ausgewählt”. Shell.com. Archiviert von das Original am 29. Mai 2011. Abgerufen 10. Juni 2011.
  17. ^ ein b “Prelude FLNG”. www.shell.com. Abgerufen 19. September 2019.
  18. ^ Kelly, Ross (19. Juni 2014). “GDF Suez, Santos Halt Innovativer LNG-Plan in Australien: Unternehmen sagen, Offshore-Konvertierungsprojekt nicht wirtschaftlich rentabel”. Wallstreet Journal. Abgerufen 30. Dezember 2014. Die Entscheidung hebt die Risiken hervor, mit denen australische Gasexportprojekte konfrontiert sind, da sie mit hohen Kosten und der Konkurrenz aus Nordamerika und Russland zu kämpfen haben, die versuchen, asiatische Versorgungsunternehmen mit saubereren Brennstoffen zu versorgen. Das Vertrauen in “schwimmendes” Flüssigerdgas kann ebenfalls nachlassen – zwei Jahre bevor ein Schiff im Besitz von Royal Dutch Shell PLC zum ersten Mal mit der Gasverarbeitung beginnen soll.
  19. ^ “Prelude startet Produktion”. www.shell.com.au. Abgerufen 19. September 2019.

Externe Links[edit]