大型浮式发电船主厂房模块化系统及布置方法与流程

1.本发明涉及发电船技术领域，特别涉及一种大型浮式发电船主厂房模块化系统及布置方法。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术，并不必然构成现有技术。
3.浮式发电船是可移动的水上电站，可为近水域工业区、岛屿、海上作业工程提供电源，是一种灵活的清洁能源供应技术。
4.发明人发现，对大型浮式发电船而言，发电量较大，需要的发电设备较多，设备之间的连接更复杂，目前尚没有较为合理的在大型浮式发电船的有限空间进行发电厂房布置的策略；同时，大型浮式发电船整体设置在船体上，受水流流动的影响，整体处于晃动的状态，目前的发电厂房设计大多是陆地上的厂房设计方案，并没有针对特定的大型浮式发电船的实时晃动进行的发电厂房布置的策略。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种大型浮式发电船主厂房模块化系统及布置方法，结合船体结构特点将发电岛进行模块化拆分，使功能分区明确、设备布置紧凑、工艺管道短捷，通过模块化设计实现了陆地模块化制造和船上组装模块的建造方式，可大幅缩短船体建造工期、提高船体生产效率、保证生产质量，有效的保证了发电船实时晃动下的发电设备稳定性。
6.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
7.本发明第一方面提供了一种大型浮式发电船主厂房模块化系统。
8.一种大型浮式发电船主厂房模块化系统，包括：
9.主机设备布置于主甲板层，多个辅机设备布置于二甲板层；
10.主甲板层设备，包括：
11.两台燃气轮机发电机组轴向平行布置，其后依次连接燃机排气扩散段模块、旁路烟囱模块、余热锅炉模块；
12.燃机进气系统模块布置于燃机发电机上方，前置模块独立布置于两台燃机外侧，综合管廊模块紧邻燃机轮机布置，主甲板浮船吊设于两台燃机之间；
13.余热锅炉尾侧布置扩容器平台模块，机炉管廊模块布置于余热锅炉和汽机房之间，汽机房布置于余热锅炉尾侧，汽机房内的汽轮发电机组的排汽与凝汽器模块相连，凝汽器喉部下方布置汽水管廊；
14.汽水系统平台和油系统平台模块分别位于汽轮机两侧，真空系统模块和循环水模块分别位于凝汽器两侧；
15.二甲板层设备，包括：
16.燃机辅助设备模块布置于燃气轮机正下方，锅炉辅助设备模块布置于余热锅炉模
块正下方，汽水系统设备模块、油系统设备模块和冷却水系统设备模块布置于汽轮机正下方。
17.本发明第二方面提供了一种大型浮式发电船主厂房模块化布置方法。
18.一种大型浮式发电船主厂房模块化布置方法，包括以下过程：
19.将主机设备布置于主甲板层，将多个辅机设备布置于二甲板层；
20.主机设备中：
21.将两台燃气轮机发电机组轴向平行布置，其后依次连接燃机排气扩散段模块、旁路烟囱模块、余热锅炉模块；
22.将燃机进气系统模块布置于燃机发电机上方，前置模块独立布置于两台燃机外侧，综合管廊模块紧邻燃机轮机布置，主甲板浮船吊设于两台燃机之间；
23.将余热锅炉尾侧布置扩容器平台模块，机炉管廊模块布置于余热锅炉和汽机房之间，汽机房布置于余热锅炉尾侧，汽机房内的汽轮发电机组的排汽与凝汽器模块相连，凝汽器喉部下方布置汽水管廊；
24.将汽水系统平台和油系统平台模块分别位于汽轮机两侧，真空系统模块和循环水模块分别位于凝汽器两侧；
25.辅机设备中：
26.将燃机辅助设备模块布置于燃气轮机正下方，锅炉辅助设备模块布置于余热锅炉模块正下方，汽水系统设备模块、油系统设备模块和冷却水系统设备模块布置于汽轮机正下方。
27.本发明第三方面提供了一种大型浮式发电船，包括本发明第一方面所述的大型浮式发电船主厂房模块化系统。
28.本发明第四方面提供了一种大型浮式发电船，利用本发明第二方面所述的大型浮式发电船主厂房模块化布置方法进行发电船的厂房布置。
29.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
30.1、本发明所述的大型浮式发电船主厂房模块化系统及布置方法，结合船体结构特点将发电岛进行模块化拆分，使功能分区明确、设备布置紧凑、工艺管道短捷，通过模块化设计实现了陆地模块化制造和船上组装模块的建造方式。
31.2、本发明所述的大型浮式发电船主厂房模块化系统及布置方法，可大幅缩短船体建造工期、提高船体生产效率、保证生产质量，有效的保证了发电船实时晃动下的发电设备稳定性。
附图说明
32.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
33.图1为本发明实施例1提供的大型浮式发电船主厂房模块化系统的结构示意图。
具体实施方式
34.下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
35.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另
有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
36.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
37.在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
38.实施例1：
39.本发明以某船上燃气-蒸汽联合机组为例，综合考虑热力系统工艺流程、设备功能、管道柔性及稳定性、船体结构特点、上部结构稳定性等因素，进行模块化设计研究，形成了大型浮式发电船主厂房模块化设计技术。
40.本发电船为燃气-蒸汽联合循环发电机组，采用“二拖一”多轴布置方案，燃机和余热锅炉为室外布置，汽机为室内布置。
41.主厂房模块化技术模块划分主要原则如下：
42.(1)主机设备布置于主甲板层；(2)辅机设备尽可能布置于甲板下；(3)各模块根据设备和系统功能进行合理分区；(4)甲板下各辅助系统结合舱室结构进行分区；(5)通过模块化设计实现陆地模块化制造、船上组装拼接的建造方式(6)各上部模块土建结构完全独立；(7)设备便于检修维护；(8)充分考虑管系柔性及稳定性；(9)充分考虑结构稳定性；(10)充分考虑不同模块之间的运动独立性；(11)安全可靠、经济适用、便于建造。
43.主厂房模块化系统主要包括以下几个部分：
44.(a)燃机岛部分：包含燃机及发电机模块、排气扩散段模块、进气系统模块、前置模块、浮船吊模块；
45.(b)余热锅炉岛部分：包含余热锅炉模块、旁路烟囱模块、扩容器平台模块、综合管廊模块；
46.(c)汽机岛部分：包含汽机及发电机模块、凝汽器模块、外框架模块、循环水模块、真空系统模块、汽水系统平台模块、油系统平台模块等；
47.(d)燃机辅助部分：以舱室为单元划分模块，包含1号燃机辅助设备舱室、2号燃机辅助设备舱室；
48.(e)余热锅炉辅助部分：以舱室为单元划分模块，包含1号锅炉辅助设备舱室、2号锅炉辅助设备舱室；
49.(f)汽机辅助部分：以舱室为单元划分模块，结合热力系统功能划分为油系统舱室、冷却水系统舱室、汽水系统舱室。
50.具体的，如图1所示，主机设备总体低位布置于主甲板层，辅机设备主要布置于二甲板层。
51.两台燃气轮机发电机组(m01和m02)轴向平行布置，其后依次连接燃机排气扩散段模块(m03和m04)、旁路烟囱模块(m11和m12)以及余热锅炉模块(m13和m14)；
52.燃机进气系统模块(m05和m06)布置于燃机发电机上方；前置模块(m07和m08)独立布置于两台燃机(m01和m02)外侧；综合管廊模块(m09和m10)紧邻燃机轮机(m01)布置；
53.主甲板浮船吊布置于两台燃机(m01和m02)之间；余热锅炉(m13和m14)尾侧布置扩
容器平台模块(m15和m16)；
54.机炉管廊模块(m19)布置于余热锅炉(m13)和汽机房(m20)之间；汽机房(m20)布置于余热锅炉(m13和m14)尾侧；
55.汽机房(m20)内以汽轮发电机组(m21)为核心，排汽与凝汽器模块(m22)相连，凝汽器(m22)喉部下方布置汽水管廊(m25)；
56.汽水系统平台(m26和m27)和油系统平台模块(m28和m29)分别位于汽轮机(m21)两侧；真空系统模块(m23)和循环水模块(m24)分别位于凝汽器(m22)两侧；
57.燃机辅助设备模块(m30和m31)布置于燃气轮机(m01和m02)正下方；锅炉辅助设备模块(m32和m33)布置于余热锅炉模块(m13和m14)正下方；
58.汽水系统设备模块(m34)、油系统设备模块(m35)、冷却水系统设备模块(m36和m37)布置于汽轮机(m21)正下方。
59.本实施例中，各模块(m01～m37)分别集成设备、结构、管道和电缆等成为独立单元，采用模块化设计、陆地模块化制造以及船上组装拼接的设计技术。
60.本实施例中，主甲板上各上部模块(m01～m29)的土建结构完全独立。
61.本实施例中，甲板下各辅助模块(m30～m37)以船体结构舱室为单元进行划分。
62.本实施例中，各模块(m01～m37)的设计充分考虑了台风、波浪、船体变形等因素的共同影响。
63.本实施例中，主甲板上各模块(m01～m29)之间的部件和管道连接充分考虑了不同上部结构的变形因素。
64.本实施例中，燃气轮机发电机组(m01和m02)和汽轮发电机组(m21)采用弹簧隔振基座技术。
65.本实施例中，汽机房(m20)的外框架模块与内部平台模块(m23～m29)完全脱开设计。
66.本实施例中，两台燃机(m01和m02)之间设置悬臂式浮船吊(m18)，用于燃机区域检修。
67.本实施例中，主机设备布置于主甲板层，辅机设备尽量布置于甲板下。
68.本实施例中，热力系统管道全部采用支架型式，管道系统模块(m09和m10，m17,m24～m29)采用分层设计技术。
69.本实施例中，大型平台和管廊模块进行了合理拆分，分解为多个独立模块(m09和m10，m25和m26，m27和m28和m29)。
70.本实施例中，前置模块(m07和m08)单独设置。
71.本实施例中，汽轮机(m21)和凝汽器(m22)采用独立基础，燃气轮机(m01和m02)和排气扩散段(m03和m04)采用独立基础。
72.本实施例中，两台燃机(m01和m02)为燃机检修场地。
73.本实施例中，两台余热锅炉(m13和m14)采用旋转90度横向布置方案。
74.实施例2：
75.如图1所示，本发明实施例2提供了大型浮式发电船主厂房模块化布置方法，包括以下过程：
76.各模块(m01～m37)分别集成设备、结构、管道和电缆等成为独立单元，采用模块化
设计、陆地模块化制造以及船上组装拼接的设计技术。
77.具体的，将主厂房总体低位布置，将主机设备布置于主甲板层，将辅机设备主要布置于二甲板层。
78.将两台燃气轮机发电机组(m01和m02)轴向平行布置，其后依次连接燃机排气扩散段模块(m03和m04)、旁路烟囱模块(m11和m12)以及余热锅炉模块(m13和m14)；
79.将燃机进气系统模块(m05和m06)布置于燃机发电机上方；前置模块(m07和m08)独立布置于两台燃机(m01和m02)外侧；综合管廊模块(m09和m10)紧邻燃机轮机(m01)布置；
80.将主甲板浮船吊布置于两台燃机(m01和m02)之间；余热锅炉(m13和m14)尾侧布置扩容器平台模块(m15和m16)；
81.将机炉管廊模块(m19)布置于余热锅炉(m13)和汽机房(m20)之间；汽机房(m20)布置于余热锅炉(m13和m14)尾侧；
82.将汽机房(m20)内以汽轮发电机组(m21)为核心，排汽与凝汽器模块(m22)相连，凝汽器(m22)喉部下方布置汽水管廊(m25)；
83.将汽水系统平台(m26和m27)和油系统平台模块(m28和m29)分别位于汽轮机(m21)两侧；真空系统模块(m23)和循环水模块(m24)分别位于凝汽器(m22)两侧；
84.将燃机辅助设备模块(m30和m31)布置于燃气轮机(m01和m02)正下方；锅炉辅助设备模块(m32和m33)布置于余热锅炉模块(m13和m14)正下方；
85.将汽水系统设备模块(m34)、油系统设备模块(m35)、冷却水系统设备模块(m36和m37)布置于汽轮机(m21)正下方。
86.具体细节见实施例1，这里不再赘述。
87.实施例3：
88.本发明实施例3提供了一种大型浮式发电船，包括本发明实施例1所述的大型浮式发电船主厂房模块化系统。
89.实施例4：
90.本发明实施例4提供了一种大型浮式发电船，利用本发明实施例2所述的大型浮式发电船主厂房模块化布置方法进行发电船的厂房布置。
91.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。