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一種海上換流站模塊化方法與流程

文檔序號:39787421發(fā)布日期:2024-10-29 16:58閱讀:4來源:國知局
一種海上換流站模塊化方法與流程

本發(fā)明屬于海上換流站領(lǐng)域,具體涉及一種海上換流站模塊化方法。


背景技術(shù):

1、近年來我國沿海風電產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛,并逐漸朝著更大規(guī)模和更遠距離的方向發(fā)展。

2、當海上風電場離岸距離超過60km時,傳統(tǒng)海底電纜的交流輸電方式成本急劇上升,此時應(yīng)考慮適用于大容量、遠距離電能傳輸?shù)闹绷鬏旊姷姆绞?。海上換流站作為解決這一問題的最佳選擇,在此時應(yīng)運而生。海上換流站是將海上風電場的電能用交流線路匯集,然后轉(zhuǎn)換成直流輸出的裝置。

3、“如東”海上換流站是國內(nèi)目前在役最大的海上換流站,其離岸直線距離約70公里,負責匯聚如東三個海上風電場共計1100兆瓦的電能。

4、當換流站離岸距離更遠,匯聚電能更多時,傳統(tǒng)的集成式換流站設(shè)計建造模式,無論是從船廠建造、還是海上安裝、甚至后期運維均具有較大挑戰(zhàn),更是不具備后期升級改造的可能性。

5、模塊化的換流站設(shè)計方法,可以很好地解決上述問題。

6、授權(quán)公告號為cn210007231u的實用新型專利,公開了一種一種模塊式海上換流站結(jié)構(gòu),其僅將電氣設(shè)備模塊化,并沒有考慮到其它諸如冷卻、通風、消防、救生等等相關(guān)設(shè)備,具有一定的局限性。其分層式的結(jié)構(gòu)形式,使其必須逐層建造,僅在每層建造時提高了建造效率,對換流站整體建造效率提升有限。

7、授權(quán)公告號為cn111799661b的發(fā)明專利,公開了一種模塊化海上柔性直流輸電系統(tǒng)換流站,其根據(jù)功能將換流平臺模塊化為若干個獨立艙室,使換流站的設(shè)計和建造更加高效。但其問題在于:

8、1.其上下分層的結(jié)構(gòu)形式,使其必須逐層建造,僅僅在每一層的建造過程中提到了效率,對于整個換流站的建造效率提高有限;

9、2.其上下分層的結(jié)構(gòu)形式,使其必須在船廠完整建造后,整體在海上安裝,無法提高海上安裝的效率。同時,后期由于設(shè)備無法整體穿越甲板,只能更換零部件,維護保養(yǎng)存在不確定性;

10、3.其設(shè)備固定安裝在換流站內(nèi),如需升級改造,則需要將相關(guān)設(shè)備的上層結(jié)構(gòu)及設(shè)備全部拆除,這項工作在海上實施十分困難,從風險和成本的角度綜合考慮,不如重新建造一個換流站。


技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決上述問題,本發(fā)明提供一種海上換流站模塊化方法,其所采用的技術(shù)方案是:

2、一種海上換流站模塊化方法,導管架上方支撐有上部平臺,導管架底部插入海底的深度不小于作業(yè)水深的1.5倍,頂部露出海面距離為hq,hq≥ha+hb+hc。

3、其中:ha為百年一遇極端高水位。

4、hb為百年一遇最大波高,hc為余量。

5、hc為1米~2米。

6、導管架頂端設(shè)置有向內(nèi)傾斜的導向斜坡。

7、上部平臺艏娓兩端設(shè)置有小模塊存放區(qū),小模塊存放區(qū)長度與上部平臺的寬度相等,小模塊存放區(qū)由豎向設(shè)置的止動導向結(jié)構(gòu)圍合而成,小模塊存放區(qū)內(nèi)部為自下而上的貫通空間,多個小模塊按照模塊內(nèi)設(shè)備的故障率rg由低到高、由下至上疊放,或?qū)⒐δ芟嘟哪K相鄰放置。

8、在兩個小模塊存放區(qū)之間設(shè)置有多層平臺甲板,在最上層平臺甲板上設(shè)置有直升機坪,甲板吊機放置在直升機坪上,其余平臺甲板上放置有大模塊。

9、小模塊在小模塊存放區(qū)內(nèi)擺放后,可完成交流換直流的作業(yè)流程,小模塊存放區(qū)的高度與多層平臺甲板的高度相同。

10、上述一種海上換流站模塊化方法,更進一步地,導管架為長方形桁架式結(jié)構(gòu),有兩組,分別固定在上部平臺艏娓兩端的下方,導管架的長度等于上部平臺的寬度,兩組導管架之間的間距db不小于55米。

11、上述一種海上換流站模塊化方法,更進一步地,導管架在海面處設(shè)有護舷,護舷高度hh不小于作業(yè)海域最大天文潮高+5m。

12、上述一種海上換流站模塊化方法,更進一步地,多層平臺甲板是三層平臺甲板。

13、上述一種海上換流站模塊化方法,更進一步地,最下層平臺甲板下方還設(shè)置有一層外板,形成雙層底結(jié)構(gòu)。

14、上述一種海上換流站模塊化方法,更進一步地,最上層平臺甲板上設(shè)置有垂向梯道和甲板室,垂向梯道將各平臺甲板相連通。

15、上述一種海上換流站模塊化方法,更進一步地,大模塊為換流閥模塊。

16、上述一種海上換流站模塊化方法,更進一步地,小模塊為閥冷控制模塊、閥冷模塊、海水提升模塊、臨時休息模塊、低壓gis模塊、無線電模塊、消防模塊、海水淡化模塊、應(yīng)急發(fā)電機模塊、交流繼保模塊、交流gis模塊、站用配電模塊、換熱器模塊、換熱控制模塊、直流gis模塊、直流中性線模塊、風機模塊、空調(diào)模塊、變壓器模塊。

17、上述一種海上換流站模塊化方法,更進一步地,模塊基座由多個工字鋼組成,多個工字鋼等間距設(shè)置在小模塊底部,工字鋼結(jié)構(gòu)面板寬度dg為1m~2m,相鄰工字鋼之間的中心距l(xiāng)m為2m~3m,?即2m≤lm≤3m,小模塊底部兩側(cè)工字鋼與小模塊邊緣距離ln為1m~2m。

18、上述一種海上換流站模塊化方法,更進一步地,小模塊頂部對稱設(shè)置有4個吊裝眼板,每個吊裝眼板的中心與模塊邊緣的距離相等。

19、本發(fā)明的有益效果是:

20、1.本發(fā)明創(chuàng)新性的提出了一種中心大模塊及艏艉小模塊的整體設(shè)計概念,小模塊相互疊放,突破了目前換流站層與層之間設(shè)置“甲板”的設(shè)計方法,真正的實現(xiàn)了換流站的各個模塊分體建造及整體合攏,極大的提高了換流站在船廠的建造效率;

21、2.本發(fā)明可實現(xiàn)海上的分體安裝,即先安裝中心大模塊,在安裝艏艉小模塊。解決了整體安裝對駁船或重吊船能力的需求限制,使換流站的海上安裝作業(yè)具有更多可行的方案。當然,本發(fā)明換流站仍然可以整體安裝;

22、3.本發(fā)明艏艉小模塊采用按照故障率高低、交直流換流作業(yè)流程以及模塊功能相近性進行綜合排序設(shè)計方法,使平臺更加緊湊合理,作業(yè)流程更加順暢,便于在模塊出現(xiàn)故障時及時將其吊走進行維修。

23、4.本發(fā)明可實現(xiàn)模塊的海上更換,在模塊出現(xiàn)無法修復(fù)的故障時,使用駁船運來新的模塊,使用重吊船更換現(xiàn)有模塊,可以大大縮短換流站因模塊故障而帶來的停機時間,提高了換流站的工作效率;

24、5.本發(fā)明換流站具備升級能力,每個小模塊都預(yù)留了升級空間,只需用升級好的模塊替換現(xiàn)有模塊即可,操作方便快捷,安全高效。在風電場擴容時,對本發(fā)明換流站進行升級操作,可以避免制造新的換流站,極大提高了換流站的利用率,大大縮短了風電場因擴容帶來的停機時間。



技術(shù)特征:

1.一種海上換流站模塊化方法,其特征在于,導管架(1)上方支撐有上部平臺(2),導管架底部插入海底的深度不小于作業(yè)水深的1.5倍,頂部露出海面距離為hq,hq≥ha+hb+hc,

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海上換流站模塊化方法,其特征在于,導管架為長方形桁架式結(jié)構(gòu),有兩組,分別位于小模塊存放區(qū)的下方,導管架的長度等于上部平臺的寬度,兩組導管架之間的間距db不小于55米。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海上換流站模塊化方法,其特征在于,導管架在海面處設(shè)有護舷(11),護舷高度hh不小于作業(yè)海域最大天文潮高+5m。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海上換流站模塊化方法,其特征在于,多層平臺甲板是三層平臺甲板。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海上換流站模塊化方法,其特征在于,最下層平臺甲板下方還設(shè)置有一層外板,形成雙層底結(jié)構(gòu)(20)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海上換流站模塊化方法,其特征在于,最上層平臺甲板上設(shè)置有垂向梯道(261)和甲板室(263),垂向梯道將各平臺甲板相連通。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海上換流站模塊化方法,其特征在于,大模塊為換流閥模塊(215)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海上換流站模塊化方法,其特征在于,小模塊為閥冷控制模塊(211)、閥冷模塊(212)、海水提升模塊(213)、臨時休息模塊(214)、低壓gis模塊(216)、無線電模塊(221)、消防模塊(222)、海水淡化模塊(223)、應(yīng)急發(fā)電機模塊(224)、交流繼保模塊(225)、交流gis模塊(226)、站用配電模塊(228)、換熱器模塊(232)、換熱控制模塊(234)、直流gis模塊(241)、直流中性線模塊(243)、風機模塊(245)、空調(diào)模塊(246)、變壓器模塊(251)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海上換流站模塊化方法,其特征在于,模塊基座(31)由多個工字鋼組成,多個工字鋼等間距設(shè)置在小模塊底部,工字鋼結(jié)構(gòu)面板寬度dg為1m~2m,相鄰工字鋼之間的中心距l(xiāng)m為2m~3m,?即2m≤lm≤3m,小模塊底部兩側(cè)工字鋼與小模塊邊緣距離ln為1m~2m。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海上換流站模塊化方法,其特征在于,小模塊頂部對稱設(shè)置有4個吊裝眼板(),每個吊裝眼板的中心與模塊邊緣的距離相等。


技術(shù)總結(jié)
一種海上換流站模塊化方法,導管架上方支撐有上部平臺,上部平臺艏娓兩端設(shè)置有小模塊存放區(qū),小模塊存放區(qū)由豎向設(shè)置的止動導向結(jié)構(gòu)圍合而成,小模塊存放區(qū)內(nèi)部為自下而上的貫通空間,多個小模塊按照模塊內(nèi)設(shè)備的故障率Rg由低到高、由下至上疊放,或?qū)⒐δ芟嘟哪K相鄰放置。在兩個小模塊存放區(qū)之間設(shè)置有多層平臺甲板,在最上層平臺甲板上設(shè)置有直升機坪,其余平臺甲板上放置有大模塊。本發(fā)明提出了中心大模塊和艏艉小模塊的整體設(shè)計概念,小模塊相互疊放,突破了目前換流站層與層之間設(shè)置“甲板”的設(shè)計方法。實現(xiàn)了換流站的各個模塊分體建造及整體合攏、海上分體安裝作業(yè)、故障模塊海上維修更換,提高了海上換流站的建造、維修和升級效率。

技術(shù)研發(fā)人員:年繼業(yè),冷阿偉,彭東升,趙曉玲,姜聰聰,李科文,楊志剛,李放,王海軍
受保護的技術(shù)使用者:大連船舶重工集團有限公司
技術(shù)研發(fā)日:
技術(shù)公布日:2024/10/28
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