СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТАНЦИИ ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ И СТАНЦИЯ ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ
METHOD OF PRODUCING A STATION FOR ENERGY CONVERSION AND STATION FOR ENERGY CONVERSION

Область техники
[0001] Настоящее изобретение относится к технологии изготовления станции для преобразования энергии, выполненной с возможностью распределения энергии на устройства завода по обработке текучей среды.
Уровень техники
[0002] Примеры завода по обработке текучей среды содержат завод по производству природного газа, предназначенный для сжижения природного газа и разделения/извлечения сжиженного природного газа, нефтеперерабатывающий завод для перегонки и обессеривания сырой нефти или различных промежуточных продуктов, а также химический завод для производства нефтехимического продукта, промежуточного химического продукта и полимера.
Эти заводы имеют такую конструкцию, в которой размещена группа из большого количества устройств, содержащих стационарные устройства, такие как колонны, резервуары и теплообменники, динамические устройства, такие как насосы, и трубы, обеспеченные среди этих стационарных и динамических устройств.
[0003] На таких заводах предусмотрены различные энергопотребляющие устройства, содержащие упомянутые выше динамические устройства. Примеры энергии, подлежащей подаче для приведения в действие этих энергопотребляющих устройств, содержат энергию собственного производства, генерируемую генератором, представленным на заводе, и энергию, приобретаемую извне. Эту энергию подают в состоянии высокого напряжения, преобразуют в заранее заданное используемое напряжение на станции для преобразования энергии и затем подают на энергопотребляющие устройства.
[0004] Например, в патентной литературе 1 описана технология полного обеспечения внутри каркаса пристроек, служащих в качестве помещений для преобразования энергии, в которых размещены силовые трансформаторы, для модулей, в каждом из которых размещена группа устройств, образующая часть завода по сжижению природного газа. В общем, станция для преобразования энергии содержит трансформатор напряжения, выполненный с возможностью выполнения преобразования напряжения энергии, подаваемой извне, и энергораспределительный щит, выполненный с возможностью распределения энергии, подвергшейся преобразованию напряжения посредством трансформатора напряжения, на устройства, причем указанную энергию подают на устройства по силовым кабелям, присоединенным к энергораспределительному щиту.
При строительстве завода существуют требования по сокращению периода строительства и снижению производственных затрат. Станция для преобразования энергии также имеет аналогичные проблемы, относящиеся к этим вопросам. В этом отношении в упомянутой выше патентной литературе 1 отсутствует описание технологии, относящейся к способу соединения силового трансформатора и каждого из энергопотребляющих устройств в станции для преобразования энергии.
Список цитирования
Патентная литература
[0005] [PTL 1] WO 2019/008725 A1
Раскрытие сущности изобретения
Техническая проблема
[0006] Настоящее изобретение было выполнено с учетом таких предпосылок его создания, и в нем предложена технология сокращения периода строительства, требуемого для соединения станции для преобразования энергии и устройства, предусмотренного на заводе по обработке текучей среды, и снижения производственных затрат.
Решение проблемы
[0007] Способ изготовления станции для преобразования энергии в соответствии с настоящим изобретением представляет собой способ изготовления станции для преобразования энергии, выполненной с возможностью осуществления преобразования напряжения подаваемой энергии посредством трансформатора напряжения и распределения указанной энергии на множество устройств, образующих завод по обработке текучей среды, причем способ изготовления включает следующие этапы: этап монтажа множества кабельных лотков, выполненных с возможностью размещения множества силовых кабелей, в местоположении монтажа станции для преобразования энергии; этап размещения указанного множества силовых кабелей на указанных кабельных лотках; этап размещения над указанными кабельными лотками щитового помещения, выполненного с возможностью размещения энергораспределительного щита, выполненного с возможностью распределения энергии на указанные устройства; и этап соединения энергораспределительного щита и указанного множества силовых кабелей друг с другом.
[0008] Кроме того, способ изготовления станции для преобразования энергии может иметь следующие признаки.
(а) Указанное множество кабельных лотков размещают на лотковом модуле и выполняют за одно целое с указанным лотковым модулем.
(b) На этапе размещения щитового помещения указанное щитовое помещение размещают на верхней поверхности моста, содержащего набор выступающих частей, причем мост выполнен с возможностью поддержки щитового помещения в таком положении по высоте, которое обеспечивает возможность расположения кабельных лотков на нижней стороне этого щитового помещения; набор выступающих частей выполнен таким образом, что выступает наружу от противоположных боковых поверхностей щитового помещения; щитовое помещение размещают на держателе, выполненном с возможностью поддержки указанного набора выступающих частей со стороны нижней поверхности и с возможностью горизонтального перемещения вдоль земли указанного местоположения монтажа, и щитовое помещение располагают над кабельными лотками с помощью горизонтального перемещения моста и щитового помещения посредством указанного держателя.
(c) В пункте (b) трансформатор напряжения монтируют на верхних поверхностях указанных выступающих частей.
Преимущественные эффекты изобретения
[0009] В соответствии с настоящим изобретением для изготовления станции для преобразования энергии сначала в местоположении монтажа станции для преобразования энергии монтируют кабельные лотки, выполненные с возможностью размещения на них указанного множества силовых кабелей, и на этих кабельных лотках размещают указанное множество силовых кабелей. После этого над кабельными лотками располагают щитовое помещение, в котором размещают энергораспределительный щит для распределения энергии на устройства, и соединяют друг с другом энергораспределительный щит и указанное множество силовых кабелей. С помощью такой конфигурации могут быть уменьшены операции, подлежащие выполнению на площадке после монтажа щитового помещения.
Краткое описание чертежей
[0010] На фиг. 1 показан вид сверху, иллюстрирующий завод в целом.
На фиг. 2 показан вид сверху, иллюстрирующий часть указанного завода.
На фиг. 3 показан перспективный вид станции для преобразования энергии в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг. 4 показан первый пояснительный вид, иллюстрирующий процесс изготовления станции для преобразования энергии.
На фиг. 5 показан второй пояснительный вид, иллюстрирующий процесс изготовления станции для преобразования энергии.
На фиг. 6 показан третий пояснительный вид, иллюстрирующий процесс изготовления станции для преобразования энергии.
На фиг. 7 показан пояснительный вид, иллюстрирующий процесс изготовления станции для преобразования энергии в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения.
На фиг. 8 показан перспективный вид, иллюстрирующий другой пример способа монтажа кабельных лотков.
На фиг. 9 показан первый пояснительный вид, иллюстрирующий процесс изготовления станции для преобразования энергии, относящейся к уровню техники.
На фиг. 10 показан второй пояснительный вид, иллюстрирующий процесс изготовления станции для преобразования энергии предшествующего уровня техники.
Описание вариантов осуществления изобретения
[0011] На фиг. 1 показан вид сверху, иллюстрирующий завод, на котором предусмотрена станция для преобразования энергии в соответствии с настоящим изобретением. Завод, показанный на фиг. 1, представляет собой, например, завод по производству сжиженного природного газа (СПГ) (здесь и далее просто именуемый "завод") для выполнения обработки сжижения природного газа, представляющего собой текучую среду. На заводе представлено большое количество устройств (обрабатывающих устройств), выполненных с возможностью выполнения предварительной обработки сжижения и сжижения предварительно обработанного природного газа, и трубные стойки 3, прикрепленные к этим обрабатывающим устройствам.
На заводе расположено большое количество обрабатывающих устройств. Соответственно, на фиг. 1 и фиг. 2 не проиллюстрированы отдельные обрабатывающие устройства, при этом показаны контуры областей размещения этих обрабатывающих устройств (блоки 2, описанные ниже). Кроме того, трубные стойки 3 имеют такую конфигурацию, в которой трубы, выполненные с возможностью протекания через них текучей среды, перемещающейся между обрабатывающими устройствами в блоках 2, удерживаются на каркасе (не показан).
[0012] Кроме того, эти обрабатывающие устройства содержат энергопотребляющие устройства, такие как насосы, приводимые в действие энергией. Энергию для приведения в действие обрабатывающих устройств, представляющих собой энергопотребляющие устройства, подают, например, от электростанции (не показана), представленной на заводе или снаружи. Энергия, подаваемая от этой электростанции, имеет более высокое напряжение (например, 69 кВ), чем напряжение (например, 6,9 кВ или 400 В), используемое для обрабатывающих устройств. Следовательно, на заводе предусмотрена подстанция 1 (станция для преобразования энергии), содержащая трансформатор напряжения, выполненный с возможностью преобразования напряжения подаваемой энергии высокого напряжения в напряжение для использования в обрабатывающих устройствах и с возможностью распределения энергии на эти обрабатывающие устройства.
[0013] Как показано на фиг. 1, в этом примере завод имеет конфигурацию, в которой большое количество обрабатывающих устройств, предусмотренных на заводе, сгруппировано и размещено во множество блоков 2, причем одна станция 1 для преобразования энергии предусмотрена для одного или множества блоков 2. На фиг. 2 показан увеличенный вид сверху, иллюстрирующий окружение некоторых блоков 2 (область, обозначенная пунктирными линиями на фиг. 1) на заводе, показанном на фиг. 1. Как схематично показано на фиг. 2, станция 1 для преобразования энергии и обрабатывающие устройства, расположенные в блоках 2, соединены друг с другом силовыми кабелями 15, прокладываемыми через области размещения трубных стоек 3, и энергию, подвергшуюся преобразованию напряжения в станции 1 для преобразования энергии, распределяют на обрабатывающие устройства, расположенные в блоках 2. Ссылочное обозначение 9 на фиг. 2 обозначает каждый из кабелей, выполненных с возможностью подачи энергии от электростанции на завод. В некоторых случаях между станцией 1 для преобразования энергии и блоками 2 предусмотрено несколько сотен силовых кабелей 15. Однако на фиг. 2 большое количество силовых кабелей 15 проиллюстрировано коллективно и схематично. Таким образом, ответвления линий, указывающих на силовые кабели 15 на фиг. 2, не обязательно указывают, что реальные силовые кабели 15 разветвляются от одного кабеля на множество кабелей.
[0014] Как показано на фиг. 3, станция 1 для преобразования энергии содержит трансформаторы 13 напряжения и щитовое помещение 100. Трансформаторы 13 напряжения выполнены с возможностью выполнения преобразования напряжения энергии, подлежащей подаче. В щитовом помещении 100 размещается множество энергораспределительных щитов, выполненных с возможностью подачи энергии, подвергшейся преобразованию напряжения, на обрабатывающие устройства. Кроме того, станция 1 для преобразования энергии содержит лотковый модуль 11, на котором расположено множество кабельных лотков 14, выполненных с возможностью размещения указанного множества силовых кабелей 15, упомянутых выше.
[0015] Щитовое помещение 100 предусмотрено на верхней поверхности трапециевидного моста 20, содержащего выполненный в виде плиты корпус 21, обеспеченный на верхней поверхности каркаса и содержащий части 22 ножки, а также поддерживается в таком положении по высоте, которое обеспечивает возможность расположения лоткового модуля 11, описанного ниже, на нижней стороне щитового помещения 100. Выполненный в виде плиты корпус 21 на виде сверху имеет прямоугольную форму, при этом щитовое помещение 100 расположено в центре выполненного в виде плиты корпуса 21 в его продольном направлении. Кроме того, области выполненного в виде плиты корпуса 21, расположенные на одной концевой стороне и другой концевой стороне при просмотре вдоль продольного направления, образуют выступающие части 12, выполненные таким образом, что выступают наружу от щитового помещения 100. То есть мост 20 содержит набор выступающих частей 12, выполненных таким образом, что они выступают наружу от противоположных боковых поверхностей щитового помещения 100. Ссылочное обозначение 23 на фиг. 3 обозначает соединительные элементы, выполненные с возможностью соединения с боковыми стенками щитового помещения 100 и моста друг с другом для поддержания концевых частей выступающих частей 12. Не всегда требуется обеспечение соединительных элементов 23. На верхней поверхности каждой из выступающих частей 12 монтируют, например, от десяти до двенадцати трансформаторов 13 напряжения. На фиг. 3, фиг. 5 и фиг. 6 кабели, выполненные с возможностью электрического соединения трансформаторов 13 напряжения и энергораспределительных щитов друг с другом, не показаны.
[0016] Под щитовым помещением 100 (в частности, под выполненным в виде плиты корпусом 21) предусмотрен лотковый модуль 11. Лотковый модуль 11 образован в виде каркаса, выполненного с возможностью поддержки кабельных лотков 14, причем на лотковом модуле 11 расположено множество кабельных лотков 14. Каждый из кабельных лотков 14 имеет форму в виде желоба, проходящего по направлению короткой стороны моста 20. При просмотре вдоль направления длинной стороны моста 20 множество наборов кабельных лотков 14, расположенных бок о бок в право-левом направлении, расположены на лотковом модуле 11 таким образом, что множество наборов кабельных лотков 14 расположены в компоновке, подобной размещению на полках в направлении вверх-вниз. Например, при такой конфигурации в лотковом модуле 144 могут быть расположены несколько десятков кабельных лотков 14. Для того, чтобы избежать усложнения чертежей, на фиг. 3-8 изображение упрощено, и проиллюстрированы только четыре кабельных лотка 14.
[0017] Силовые кабели 15, выполненные с возможностью соединения энергораспределительных щитов и обрабатывающих устройств друг с другом, размещают на кабельных лотках 14. Силовые кабели 15 размещают таким образом, что они проходят вдоль направления по длине кабельных лотков 14. На каждом из кабельных лотков 14 размещают множество силовых кабелей 15. Однако для того, чтобы избежать усложнения изображения, на чертежах проиллюстрирован только один силовой кабель 15.
[0018] Здесь, как показано на фиг. 10, в станции 101 для преобразования энергии предшествующего уровня техники, выполненной на заводе, щитовое помещение 100 расположено на опорном основании 200, содержащем на нижней поверхности опорного основания 200 части 202 ножки, причем кабельные лотки 14 расположены под щитовым помещением 100 (под опорным основанием 200).
Описан способ монтажа такой станции 101 для преобразования энергии на площадке для завода. Например, щитовое помещение 100, опорное основание 200 и кабельные лотки 14 изготавливают за одно целое на заводе, называемом "цехом". После этого изготовленную станцию 101 для преобразования энергии транспортируют в местоположение монтажа.
[0019] Между тем, для транспортировки станции 101 для преобразования энергии к местоположению монтажа и дальнейшей транспортировки по земле в местоположении монтажа в некоторых случаях на нижней поверхности станции 101 для преобразования энергии расположены держатели 16, содержащие колеса, и станцию 101 для преобразования энергии перемещают в состояние размещения на держателях 16 (фиг. 9). В этом случае кабельные лотки 14 временно удаляют с нижней поверхности опорного основания 200, собираемого в цеху, а в положениях кабельных лотков 14 размещают упомянутые выше держатели 16. Примеры держателей 16 содержат, например, транспортеры с подъемными устройствами, такие как самоходные модульные транспортеры (SPMT, self-propelled modular transporter).
[0020] Затем с помощью держателей 16 щитовое помещение 100 и опорное основание 200 перемещают как единое целое в местоположение монтажа, и опорное основание 200 закрепляют в местоположении монтажа. Затем после отвода держателей 16 из-под опорной плиты 201 выполняют работы по повторному монтажу кабельных лотков 14 в пространстве, которое было занято держателями 16. Далее выполняют операцию размещения силовых кабелей 15 на кабельных лотках 14 и регулировки кабельной длины каждого силового кабеля 15, а силовые кабели 15 присоединяют к энергораспределительным щитам, расположенным в щитовом помещении 100 (фиг. 10).
[0021] При такой конфигурации выполнения транспортировки станции 101 для преобразования энергии по земле с использованием держателей 16 требуется, чтобы монтаж кабельных лотков 14 и размещение силовых кабелей 15 выполняли после монтажа щитового помещения 100. Следовательно, существует проблема, заключающаяся в том, что количество работы в местоположении монтажа увеличивается.
[0022] Кроме того, как упомянуто выше, например, силовые кабели 15 прокладывают через области расположения трубных стоек 3. При этом монтаж трубных стоек 3 и блоков 2 выполняют параллельно со сборкой станции 101 для преобразования энергии на стороне цеха. Следовательно, во многих случаях до монтажа станции 101 для преобразования энергии силовые кабели 15 уже смонтированы вместе с трубными стойками 3, или часть силовых кабелей 15 зарыта в землю.
[0023] В таких случаях часть большого количества силовых кабелей 15, которые не были присоединены к станции 101 для преобразования энергии, может быть временно размещена на земле в состоянии намотки в виде катушки. Однако, как упомянуто выше, для завода на его периферии проводят строительные работы, и, следовательно, возможен случай, когда временно размещенные силовые кабели 15 могут помешать другим строительным работам. В таком случае требуется перемещение указанного большого количества временно размещенных силовых кабелей 15, в результате чего может потребоваться излишняя работа, которая не вносит непосредственный вклад в строительство завода.
Увеличение количества работы, прямо или косвенно связанное с монтажом станции 1 для преобразования энергии, описанной выше, может вызвать проблемы, такие как препятствование сокращению периода строительства завода или увеличение трудозатрат наряду с увеличением количества работы. Эти проблемы являются особенно серьезными в развитых странах, где заработная плата строителей является высокой, или существуют трудности с обеспечением безопасности труда.
[0024] В качестве меры противодействия этим проблемам при изготовлении станции 1 для преобразования энергии в соответствии с этим вариантом осуществления, имеющего конфигурацию, описанную выше со ссылкой на фиг. 3, лотковый модуль 11, содержащий расположенные на нем кабельные лотки 14, и модуль 10 основного корпуса, содержащий щитовое помещение 100 и трансформаторы 13 напряжения, смонтированные на мосту 20, изготавливают отдельно.
Например, лотковый модуль 11 изготавливают до модуля 10 основного корпуса и транспортируют в местоположение монтажа. Затем, как показано на фиг. 4, сначала в местоположении монтажа для станции 1 для преобразования энергии монтируют лотковый модуль 11. Благодаря предварительному монтажу лоткового модуля 11 можно выполнять операцию размещения силовых кабелей 15 на кабельных лотках 14 и регулировки кабельной длины. Ссылочное обозначение 115 на фиг. 4 обозначает кабельную траншею для монтажа силовых кабелей 15 под землей.
[0025] После предварительного размещения силовых кабелей 15 на кабельном лотке 14 модуль 10 основного корпуса транспортируют к местоположению монтажа завода. В модуле 10 основного корпуса в этом примере держатели 16 расположены на стороне нижней поверхности указанного набора выступающих частей 12, выступающих вправо и влево от нижней поверхности щитового помещения 100. Поскольку нижние поверхности выступающих частей 12 поддерживаются с использованием держателей 16, под щитовым помещением 100 задают пространство, обеспечивающее возможность вставки лоткового модуля 11.
[0026] Затем модуль 10 основного корпуса перемещают таким образом, что заранее смонтированный лотковый модуль 11 располагается под щитовым помещением 100 (фиг. 5). После чего держатели 16 удаляют и отводят от нижней стороны выступающих частей 12, а мост 20 закрепляют в местоположении монтажа. При этом над кабельными лотками 14 (лотковым модулем 11) может быть расположено щитовое помещение 100, в котором размещены энергораспределительные щиты для распределения энергии на обрабатывающие устройства. После этого соединяют друг с другом энергораспределительные щиты и указанное множество силовых кабелей 15, заранее размещенных в лотковом модуле 11 (фиг. 6). При этом монтаж (изготовление) станции 1 преобразования энергии завершен.
[0027] При конфигурации, упомянутой выше, до монтажа щитового помещения 100 может быть заранее выполнена операция монтажа кабельных лотков 14, размещения силовых кабелей 15 и регулировки кабельной длины. С помощью этого уменьшаются операции, выполняемые в местоположении монтажа после монтажа щитового помещения 100, что позволяет сократить период строительства. Кроме того, благодаря размещению силовых кабелей 15 на кабельных лотках 14 до размещения щитового помещения 100 нет необходимости во временном размещении силовых кабелей 15 в течение периода времени, продолжающегося до монтажа щитового помещения 100. Следовательно, может быть предупреждена необходимость в излишней операции, такой как перемещение временно размещенных силовых кабелей 15 наряду с продолжением строительных работ для завода. Части 22 ножки могут быть выполнены с возможностью прикрепления к модулю 10 основного корпуса и открепления от него. Кроме того, части 22 ножки могут быть смонтированы вместе с лотковым модулем 11 в местоположении монтажа до модуля 10 основного корпуса, и после этого над частями 22 ножки может быть смонтирована часть, расположенная над выполненным в виде плиты корпусом 21 модуля 10 основного корпуса.
[0028] Кроме того, как показано на фиг. 6, в соответствии с конфигурацией, в которой трансформаторы 13 напряжения расположены на выступающих частях 12, выполненных таким образом, что они выступают наружу от щитового помещения 100, трансформаторы 13 напряжения и щитовое помещение 100 могут быть изготовлены за одно целое как модуль 10 основного корпуса и могут транспортироваться к местоположению монтажа. Следовательно, нет необходимости в выполнении операции монтажа трансформаторов напряжения 13 на площадке. Например, в случае монтажа трансформаторов 13 напряжения на земле требуется обеспечивать область, предназначенную исключительно для установки трансформаторов 13 напряжения. Однако благодаря расположению трансформаторов 13 напряжения на верхних поверхностях выступающих частей 12 область под трансформаторами 13 напряжения может использоваться для других целей. Примеры такого использования для других целей содержат случай, когда область используется в качестве области монтажа кабельной траншеи 115 для прокладки силовых кабелей 15 под землей.
[0029] Кроме того, по существу не требуется обеспечение моста 20, содержащего опорную плиту 201, с выступающими частями 12, расположенными на нижней поверхности щитового помещения 100. Поскольку в станции для преобразования энергии в соответствии с другим вариантом осуществления, показанном на фиг. 7, лотковый модуль 11 и кабельные лотки 14 могут быть смонтированы в местоположении монтажа, после размещения силовых кабелей 15 на кабельных лотках 14 щитовое помещение 100 может быть размещено на лотковом модуле 11 посредством крана или т.п. Также при такой конфигурации монтаж кабельных лотков 14 и размещение силовых кабелей 15 могут быть выполнены до монтажа щитового помещения 100. Следовательно, может быть получен эффект, аналогичный эффекту станции 1 для преобразования энергии в соответствии с вариантом осуществления, описанным со ссылкой на фиг. 3 - 5.
[0030] В качестве еще одного примера, вместо способа выполнения за одно целое кабельных лотков 14 на лотковом модуле 11, содержащем указанное множество кабельных лотков 14 и каркас для поддержки кабельных лотков 14, может быть предусмотрен способ индивидуального монтажа кабельных лотков 14 в местоположении монтажа. Например, как показано на фиг. 8, до монтажа щитового помещения 10 множество опорных частей 111 располагают с интервалами таким образом, что они соответствуют направлению по длине кабельного лотка 14. Каждая из указанного множества опорных частей 111 содержит опорную стойку, проходящую вертикально, и множество балок, предусмотренных таким образом, что они проходят в горизонтальном направлении от опорной стойки на различных высотах. Кабельные лотки 14 поддерживаются балками этих опорных частей 111, а силовые кабели 15 размещаются на кабельных лотках 14. Также при такой конфигурации монтаж кабельных лотков 14 и размещение силовых кабелей 15 могут быть выполнены до монтажа щитового помещения 10. Следовательно, может быть получен эффект, аналогичный эффекту станции 1 для преобразования энергии в соответствии с вариантами осуществления, описанными выше.
[0031] Станция 1 для преобразования энергии и способ ее изготовления в соответствии с вариантами осуществления, описанными выше, не ограничиваются случаем применения на заводе СПГ для сжижения природного газа. Например, настоящее изобретение также применимо для станции 1 для преобразования энергии, выполненной с возможностью распределения энергии на различные устройства, предусмотренные на различных заводах, например на заводе по производству природного газа, предназначенном для сжижения природного газа и разделения и извлечения сжиженного природного газа, нефтеперерабатывающем заводе для перегонки и обессеривания сырой нефти или различных промежуточных продуктов, а также химическом заводе для производства нефтехимического продукта, промежуточного химического продукта и полимера.
Список ссылочных обозначений
[0032] 1 станция для преобразования энергии
12 трансформатор напряжения
15 силовой кабель
14 кабельный лоток
100 щитовое помещение