燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)設(shè)備及水上設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種設(shè)置于在水上使用的船舶或浮體結(jié)構(gòu)物上的燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)設(shè)備及具備該燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)設(shè)備的水上設(shè)備。
[0002]本申請主張基于2013年6月25日于日本申請的日本專利申請2013-132680號的優(yōu)先權(quán)，并將其內(nèi)容援用于此。
【背景技術(shù)】
[0003]有時在船舶或具備浮游在水中的浮體(float)的浮體結(jié)構(gòu)物等以漂浮在水上的狀態(tài)使用的水上設(shè)備上搭載有具備燃?xì)廨啓C(jī)的設(shè)備。
[0004]作為具備這種燃?xì)廨啓C(jī)的設(shè)備，例如有從海洋的氣田提取天然氣并將其液化，并搭載到裝設(shè)在氣體運(yùn)輸船上的氣罐上的設(shè)備、通過燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動發(fā)電機(jī)的發(fā)電設(shè)備等。
[0005]為了提高這些設(shè)備的效率，而存在利用來自燃?xì)廨啓C(jī)的廢氣來在廢氣鍋爐中產(chǎn)生蒸汽的燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)(GTCC)設(shè)備。燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)通過由該蒸汽驅(qū)動的蒸汽輪機(jī)來驅(qū)動用于使天然氣液化的壓縮機(jī)和發(fā)電機(jī)。
[0006]專利文獻(xiàn)I中公開有，為了以較少的空間設(shè)置這種GTCC設(shè)備，在支承構(gòu)架的上部設(shè)置燃?xì)廨啓C(jī)、發(fā)電機(jī)等，而在下部設(shè)置廢氣鍋爐的結(jié)構(gòu)。
[0007]以往技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)1:日本專利公開2002-195054號公報
[0010]發(fā)明的概要
[0011]發(fā)明要解決的技術(shù)課題
[0012]然而，欲將如專利文獻(xiàn)I所記載的結(jié)構(gòu)的GTCC設(shè)備設(shè)置到船舶或浮體結(jié)構(gòu)物等水上設(shè)備上時，具由如下課題。
[0013]首先，在水上設(shè)備中，由于各種設(shè)備的設(shè)置面積有限，因此希望盡可能縮小GTCC設(shè)備的地面設(shè)置面積。若要達(dá)到該目的，只要如同專利文獻(xiàn)I所記載那樣，上下層疊設(shè)備類即可，但其結(jié)果會增加GTCC設(shè)備的高度。這樣一來，會使GTCC設(shè)備的重心變高，且會成為水上設(shè)備擺動變大的原因。因此，希望盡可能抑制GTCC設(shè)備的高度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明的目的在于，提供一種既能夠抑制地面設(shè)置面積且通過抑制高度來實現(xiàn)低重心化，又能夠提高水上設(shè)備的穩(wěn)定性的燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)設(shè)備及水上設(shè)備。
[0015]用于解決技術(shù)課題的手段
[0016]根據(jù)本發(fā)明的第一方式，燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)設(shè)備具備:燃?xì)廨啓C(jī)單元；廢熱回收鍋爐，通過從所述燃?xì)廨啓C(jī)單元的廢氣中回收廢熱來生成蒸汽；及排氣管道，將所述燃?xì)廨啓C(jī)單元的廢氣引導(dǎo)到所述廢熱回收鍋爐。所述廢熱回收鍋爐的至少一部分在高度方向上配置于與所述燃?xì)廨啓C(jī)單元的相同位置。廢熱回收鍋爐被并列配置，以使所述廢熱回收鍋爐中的所述廢氣的流向與所述燃?xì)廨啓C(jī)單元的渦輪軸向平行。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的第二方式，燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)設(shè)備中，第一方式中的所述廢熱回收鍋爐可以具備多個鍋爐單元，所述鍋爐單元包含通過與從所述排氣管道導(dǎo)入的所述廢氣進(jìn)行換熱而產(chǎn)生蒸汽的蒸發(fā)器。多個所述鍋爐單元可以以在對齊各鍋爐單元的朝向的狀態(tài)下至少沿著高度方向堆疊的方式配置，且所述廢氣導(dǎo)入到這些多個鍋爐單元中的每一個鍋爐單元。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的第三方式，燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)設(shè)備中，第二方式中的多個鍋爐單元中的每一個鍋爐單元上可以連接有分離在各鍋爐單元產(chǎn)生的蒸汽和水，并使分離的所述水循環(huán)到所述蒸發(fā)器的汽水分離器。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的第四方式，燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)設(shè)備中，第三方式中的所述汽水分離器可以配置于各鍋爐單元的側(cè)面上方。所述汽水分離機(jī)與所述各鍋爐單元的相對位置可以在各鍋爐單元相同。所述廢熱回收鍋爐也可以是自然循環(huán)鍋爐。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的第五方式，燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)設(shè)備中，第三或第四方式的所述鍋爐單元與所述汽水分離器可以是預(yù)先被一體化的組裝體。
[0021]根據(jù)本發(fā)明第六方式，燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)設(shè)備中，可以使第一至第五方式中的任一方式的所述燃?xì)廨啓C(jī)單元的輔機(jī)及所述廢熱回收鍋爐的輔機(jī)的至少一部分配置于所述燃?xì)廨啓C(jī)單元的下方。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的第七方式，水上設(shè)備具備:浮在水中的浮體；及設(shè)置于所述浮體上的上述任一方式所述的燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)設(shè)備。
[0023]發(fā)明效果
[0024]根據(jù)上述燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)設(shè)備及水上設(shè)備，既能夠抑制地面設(shè)置面積且通過抑制高度來實現(xiàn)低重心化，又能夠提高水上設(shè)備的穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0025]圖1為表示具備本實施方式所涉及的GTCC設(shè)備的船的概略結(jié)構(gòu)的圖。
[0026]圖2為表示第I實施方式所涉及的GTCC設(shè)備的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0027]圖3為從與圖2不同的角度觀察本實施方式所涉及的GTCC設(shè)備的立體圖。
[0028]圖4為表示設(shè)置于GTCC設(shè)備的廢熱回收鍋爐的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0029]圖5A為表示廢熱回收鍋爐的變形例的圖，且為上下層疊的各級的鍋爐單元的主視圖。
[0030]圖5B為表示將圖5A的鍋爐單元層疊成多級的廢熱回收鍋爐的立體圖。
[0031]圖6為表示第2實施方式所涉及的實施方式所涉及的GTCC設(shè)備的結(jié)構(gòu)的立體圖。
【具體實施方式】
[0032]以下，參考附圖對用于實施本發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)設(shè)備及水上設(shè)備的方式進(jìn)行說明。但是，本發(fā)明并不僅限定于這些實施方式。
[0033](第I實施方式)
[0034]圖1為表示具備本實施方式所涉及的燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)設(shè)備(以下，簡稱為GTCC設(shè)備)的船的概略結(jié)構(gòu)的圖。圖2為表示本實施方式所涉及的GTCC設(shè)備的結(jié)構(gòu)的立體圖，圖3為從與圖2不同的角度觀察本實施方式所涉及的GTCC設(shè)備的立體圖。圖4為表示設(shè)置于GTCC設(shè)備的廢熱回收鍋爐的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0035]如圖1所示，本實施方式中的水上設(shè)備例如將天然氣液化。該水上設(shè)備具備船舶(浮體)F及GTCC設(shè)備10A。船舶F在海洋上的液化天然氣的提取現(xiàn)場使用。GTCC設(shè)備1A設(shè)置于該船舶F上。
[0036]如圖2、圖3所示，GTCC設(shè)備1A主要具備燃?xì)廨啓C(jī)單元20、廢熱回收鍋爐(HRSG) 30、排氣連接管道32、氣體壓縮機(jī)40、蒸汽輪機(jī)50、壓縮機(jī)60及支承構(gòu)架70。
[0037]燃?xì)廨啓C(jī)單元20例如以天然氣作為燃料而被驅(qū)動
[0038]廢熱回收鍋爐30通過回收來自燃?xì)廨啓C(jī)單元20的廢氣的廢熱來生成蒸汽。
[0039]排氣連接管道32從燃?xì)廨啓C(jī)單元20向廢熱回收鍋爐30送入廢氣。
[0040]氣體壓縮機(jī)40通過燃?xì)廨啓C(jī)單元20被驅(qū)動，且使用于將天然氣液化的制冷劑(低溫側(cè))升壓。
[0041]蒸汽輪機(jī)50通過在廢熱回收鍋爐30生成的蒸汽而被驅(qū)動。
[0042]壓縮機(jī)60使用于將被蒸汽輪機(jī)50驅(qū)動的天然氣液化的制冷劑(高溫側(cè))升壓。
[0043]支承構(gòu)架70支承這些燃?xì)廨啓C(jī)單元20、廢熱回收鍋爐30、排氣連接管道32、氣體壓縮機(jī)40、蒸汽輪機(jī)50、壓縮機(jī)60及各自的輔機(jī)類。
[0044]例如，以天然氣作為燃料的燃?xì)廨啓C(jī)單元20通過將壓縮空氣和燃料氣體混合的混合氣體燃燒而生成的燃燒氣體來驅(qū)動渦輪軸旋轉(zhuǎn)。因此，燃?xì)廨啓C(jī)單元20具備進(jìn)氣管道22、燃燒器(未圖示)、渦輪軸等。
[0045]進(jìn)氣管道22向外殼21內(nèi)吸入空氣。
[0046]燃燒器在外殼21內(nèi)壓縮所吸入的空氣，并將壓縮空氣和燃料氣體混合的混合氣體燃燒。
[0047]渦輪軸具有多個渦輪葉片。
[0048]燃?xì)廨啓C(jī)單元20的外殼21上設(shè)置有用于通過空氣冷卻燃?xì)廨啓C(jī)單元20的控制基板等的冷卻用進(jìn)氣管道23及冷卻用排氣管道24。這些冷卻用進(jìn)氣管道23及冷卻用排氣管道24以朝上方突出的方式設(shè)置。
[0049]廢熱回收鍋爐30具備鍋爐主體31、排氣連接管道(排氣管道)32、排氣筒33、進(jìn)料栗單元34、燃料閥單元35、汽水分離筒(汽水分離器)36等。
[0050]鍋爐主體31具有通過來自燃?xì)廨啓C(jī)單元20的廢氣的熱量來蒸發(fā)水來生成蒸汽的蒸發(fā)器。
[0051]排氣連接管道32將從燃?xì)廨啓C(jī)單元20排出的廢氣引入到鍋爐主體31。
[0052]排氣筒33經(jīng)由連接管道33a將從鍋爐主體31排出的廢氣排到外部。
[0053]進(jìn)料栗單元34向鍋爐主體31供水。
[0054]燃料閥單元35供給用于在鍋爐主體31內(nèi)燃燒廢氣的燃料。
[0055]汽水分離筒36使在鍋爐主體31生成的蒸汽與液體成分(水)分離。
[0056]廢熱回收鍋爐30除此之外還具備向蒸汽輪機(jī)50供給蒸汽的過熱器(未圖示)、向過熱器輸送蒸汽的蒸發(fā)器(未圖示)、對供給到蒸發(fā)器的水進(jìn)行預(yù)熱的省煤器(未圖示)及用冷卻介質(zhì)對蒸汽進(jìn)行冷凝處理并向省煤器輸送冷凝水的冷凝器等37。
[0057]過熱器向蒸汽輪機(jī)50供給蒸汽。蒸發(fā)器向過熱器輸送蒸汽。省煤器對供給到蒸發(fā)器的水進(jìn)行預(yù)熱。冷凝器37向省煤器輸送冷凝水。
[0058]GTCC設(shè)備1A上設(shè)置有潤滑油供給單元25。該潤滑油供給單元25為實現(xiàn)燃?xì)廨啓C(jī)單元20和氣體壓縮機(jī)40、蒸汽輪機(jī)50、壓縮機(jī)60等中的軸承部等的潤滑而供給潤滑油