API RP 14C

1
(No Transcript)
2
Risiko knyttet til gassutslipp under
vann Scandpower Risk Management AS
3
Estimering av risiko

• Det undersjøiske gassutslippet
• - Olga v. 5
• - Spredningen av gass i vann
• - Egenutviklet transient gass plume modell
• Spredning av gass i atmosfæren
• - CFD verktøy (Kameleon Firex eller Flacs)

4
Det undersjøiske gassutslippet

• Bestemmes av Olga v. 5.
• Input
• - komposisjon på fluiden
• - rørlengde, diameter og veggruhet
• - varmeovergangstall
• - internt trykk og temperatur
• - massestrøm
• - hullstørrelse
• - isoleringspunkter og tid
• Output
• - massestrøm av gass og væske som funksjon av
  tid

5
Undersjøisk gasspredning

• Meget kompleks fysikk
• soniske hastigheter i utslippet
• kraftig turbulens
• flerfase
• den undersjøiske gasspredningen blir gjenstand
  for relativt grov modellering basert på
  eksperimentelle data

6
Scandpowers transiente undersjøiske gass plume
modell

• Plume fysikk og modellerte faser
• start av gass plume (initial betingelse)
• stigende boblekrone (cap)
• boblekronen når overflaten og slipper ut gass
  til atmosfæren
• quasi-stasjonært gassutslipp fra gassplume

7
Plume fysikk og modellering

• 1. start av gass plume simulering (initial
  betingelse)

8
Plume fysikk og modellering

• 2. stigende boblekrone

9
Plume fysikk og modellering

• 3. boblekronen når overflaten og slipper ut gass
  til atmosfæren

10
Plume fysikk og modellering

• 3. quasi-stasjonært gassutslipp fra gass plume

11
Modelling details

• Basert på M.S.G. Bettelini and T.K. Fanneløp
  "Underwater Plume from an Instantaneously Started
  Source", Applied Ocean Research 15 (1993) 195-206.

12
Modelleringsdetaljer, boblekroneTransport
ligninger for boblekronenKontinuitetBevege
lsesmengde
13
Modelleringsdetaljer, gass plumeAntar gaussisk
hastighetsprofilWp(z) finnes fra
normalisert hastighet funnet fra eksperimenter
14
Modelleringsdetaljer, gass plume
Fanneløp's normalised plume calculations
5.0
4.5
4.0
3.5
3.0
Non-dimensional velocity, W
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
Non-dimensional depth, X
15
Modelleringsdetaljer, gass plumeMasse gass
gjennom et horisontalt tverrsnitt er like gass
utslippet ved tid 1 nåværende tid stigetid
til horisontalt tverrsnitt basert på plume
hastighet ved utslippet tid 1. (Iterasjon
nødvendig)Noen konstanter ap 0.14, ac
0.15, slip hastighet 0.3 m/s
16
Modelleringsdetaljer, horisontal defleksjon av
plumeAntar potensialstrømning mot overflaten
.
17
Modelleringsdetaljer, horisontal defleksjon av
plumeAntar potensialstrømning mot overflaten
.
18
Resultater fra test casene Fullt brudd utslipp
Figure Release at bottom
.
19
Resultater fra test casene Fullt brudd utslipp
på overflaten 70m dyp Figure Mass
Release at Surface 70m
.
20
Resultater fra test casene Fullt brudd utslipp
på overflaten 70m dyp Figure Mass
flux at the surface 70m
.
21
Resultater fra test casene Fullt brudd utslipp
på overflaten 300m dyp Figure Mass
Release at Surface 300m
.
22
Resultater fra test casene Fullt brudd utslipp
på overflaten 300m dyp Figure Mass
flux at the surface 300m
.
23
Resultater fra test casene Overflateutslipp for
en 50 kg/s masse rate på 70m dyp
Figure Mass Release at Surface 70m
.
24
Resultater fra test casene Overflateutslipp for
en 50 kg/s masse rate på 70m dyp
Figure Mass flux at the surface
70m
.
25
Resultater fra test casene Overflateutslipp for
en 50 kg/s masse rate på 300m dyp
Figure Mass Release at Surface
300m
.
26
Resultater fra test caseneOverflateutslipp for
en 50 kg/s masse rate på 300m dyp
Figure Mass flux at the surface
300m
.
27
Gass spredning i atmosfærenBeregnes med CFD
verktøyet Kameleon Firex 2005 som er en
tredimensjonal Navier-Stokes løser -
Masseraten fra gass plume modellen eksporteres i
filer som kan leses av Kameleon Firex - Gass
utslippsprofilet tilnærmes typisk med 5
smultringer med konstant masseflux - Gass
spredningen kan studeres for forskjellige
vindhastigheter, gasstettheter og
stabilititetsnivå for atmosfæren
.
28
Gass spredning i atmosfærenBeregningsområde

.
29
Resultater fra gass spredning i atmosfæren
Vertical projection of the gas cloud about 100s
after the gas reaches the surface for the full
rupture case, 70m depth and 2m/s wind.
.
30
Resultater fra gass spredning i atmosfæren
Vertical projection of the gas cloud about 140s
after the gas reaches the surface for the full
rupture case, 70m depth and 2m/s wind.
.
31
Resultater fra gass spredning i atmosfæren
Vertical projection of the gas cloud about 200s
after the gas reaches the surface for the full
rupture case, 70m depth and 2m/s wind.
.
32
Resultater fra gass spredning i atmosfæren
.
Horizontal projection of the gas cloud about 200s
after the gas reaches the surface for the full
rupture case, 70m depth and 2m/s wind.
33
Resultater fra gass spredning i atmosfæren
.
Vertical projection of the gas cloud about 300s
after the gas reaches the surface for the full
rupture case, 70m depth and 7m/s wind.
34
Resultater fra gass spredning i atmosfæren
.
Horizontal projection of the gas cloud about 300s
after the gas reaches the surface for the full
rupture case, 70m depth and 7m/s wind.
35
Resultater fra gass spredning i atmosfæren
Vertical projection of the gas cloud about 300s
after the gas reaches the surface for the full
rupture case, 70m depth and 15 m/s wind.
.
Horizontal projection of the gas cloud about 300s
after the gas reaches the surface for the full
rupture case, 70m depth and 15 m/s wind.
36
Resultater fra gass spredning i atmosfæren
Vertical projection of the gas cloud about 240s
after the gas reaches the surface for the full
rupture case, 300m depth and 2m/s wind.
.
37
Resultater fra gass spredning i atmosfæren
.
Vertical projection of the gas cloud about 300s
after the gas reaches the surface for the full
rupture case, 300m depth and 7m/s wind.
38
Resultater fra gass spredning i atmosfæren
.
Vertical projection of the gas cloud about 300s
after the gas reaches the surface for the full
rupture case, 300m depth and 7m/s wind.
39
Resultater fra gass spredning i atmosfæren
Vertical projection of the gas cloud about 300s
after the gas reaches the surface for the full
rupture case, 70m depth and 15m/s wind.
.
Horizontal projection of the gas cloud about 300s
after the gas reaches the surface for the full
rupture case, 70m depth and 15m/s wind.
40
Resultater fra gass spredning i atmosfæren
.
Vertical projection of the gas cloud about 300s
after the gas reaches the surface for the 50kg/s
release rate case, 70m depth and 2m/s wind.
41
Resultater fra gass spredning i atmosfæren
.
Vertical projection of the gas cloud about 50s
after the gas reaches the surface for the 50kg/s
release rate case, 70m depth and 7m/s wind.
42
Resultater fra gass spredning i atmosfæren
.
Vertical projection of the gas cloud about 300s
after the gas reaches the surface for the 50kg/s
release rate case, 70m depth and 7m/s wind.
43
Resultater fra gass spredning i atmosfæren
.
Vertical projection of the gas cloud about 40s
after the gas reaches the surface for the 50kg/s
release rate case, 70m depth and 15m/s wind.
44
Resultater fra gass spredning i atmosfæren
.
Vertical projection of the gas cloud about 300s
after the gas reaches the surface for the 50kg/s
release rate case, 70m depth and 15m/s wind.
45
Resultater fra gass spredning i atmosfæren
.
Vertical projection of the gas cloud about 50s
after the gas reaches the surface for the 50kg/s
release rate case, 300m depth and 2m/s wind.
46
Oppsummering resultater fra gass spredning i
atmosfæren
Maksimal horisontal distanse til ½LEL and LEL Maksimal horisontal distanse til ½LEL and LEL Maksimal horisontal distanse til ½LEL and LEL Maksimal horisontal distanse til ½LEL and LEL
Case Dyp LEL ½LEL
Full brudd 70 m 1800 (15m/s) 2600 (15 m/s)
Full brudd 300 m 2000 (15 m/s) 2800(15 m/s)
50 kg/s 70 m 120 (2 m/s) 170 (2 m/s)
50 kg/s 300 m 0 0
.
47
Oppsummering resultater fra gass spredning i
atmosfæren
Maksimal vertikal distanse til ½LEL and LEL Maksimal vertikal distanse til ½LEL and LEL Maksimal vertikal distanse til ½LEL and LEL Maksimal vertikal distanse til ½LEL and LEL
Case Dyp LEL ½LEL
Full brudd 70 m 900 (2m/s) 1200 (2 m/s)
Full brudd 300 m 750 (2 m/s) 1100 (2 m/s)
50 kg/s 70 m 50 (2 m/s) 60 (2 m/s)
50 kg/s 300 m 0 0
.
48
Oppsummering resultater fra gass spredning i
atmosfærenFullt brudd- Vertikaldistanse til
LEL and ½ LEL er større for små dyp som følge av
et mer konsentrert gassutslipp- Maksimal
horisontal distanse varierer ikke mye med de to
dypene som er undersøkt. - Sterk samvirkning
mellom gassky og vind i atmosfæren for store
uslipp og liten vind (ikke stasjonært)50kg/s
lekkasje- For et dyp på 300m og
vindhastigheter ned i 2m/s er disse funnet
ufarlig- For et dyp på 70 m og en vindhastighet
på 2m/s dannes det en gassky på overflaten som er
over 100 m lang ved en vindhastigheten på 2m/s.
For en vindhastighet på 7 m/s får man en
horisontal LEL distanse på 50 meter idet
boblekronen når overflaten. Etterpå blir
horisontal avstand til LEL konsentrasjon ca 30 m.
.
49
(No Transcript)