CN115506635A - 一种用于海上升压站电气设备的模块化方舱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于海上升压站电气设备的模块化方舱，包括方形箱架，所述方形箱架包括底部边框、顶部边框、以及竖梁，还包括设置在底部边框中的承载支撑框架，所述承载支撑框架包括多个间隔布置的横向桁架梁、以及多个间隔布置的纵向梁，所述底部边框的左右两边相对称地固接有支撑脚，所述横向桁架梁包括水平的上弦杆、位于上弦杆下方的下弦杆、以及加强腹杆，所述上弦杆左右两端分别固定连接在底部边框的左右两边上、或者左右两边上的支撑脚上，所述下弦杆两端分别固定连接在底部边框左右两边上的支撑脚上；所述纵向梁两端分别与底部边框前后两边固定连接，且纵向梁架放在横向桁架梁的上弦杆上；所述支撑脚底端低于承载支撑框架底部。

Description

一种用于海上升压站电气设备的模块化方舱

技术领域

本发明涉及海上电气设备领域，具体涉及一种用于海上升压站电气设备的模块化方舱。

背景技术

海上风力发电技术逐渐成为了风电发展的主流趋势，而建造海上风力发电站需要在海上搭建好海上平台，海上升压站是海上风力发电的重要设备。为了进一步降低海上升压站的面积、体积和重量，综合考虑国内外主要设备厂家的情况，目前可采用紧凑式的布置思路，将每个电气设备都预先安装在独立方舱内，最大程度缩小电气设备所需的安装空间。采用多个预制方舱分别建造，整体拼装，扩大建造的作业面，可大大缩短建造周期。对环境要求较高的电气设备可在厂房内安装施工，改善了电气设备安装的环境条件。从而可减少电气设备安装和平台舾装交叉作业，有利于电气设备的防护。

独立方舱的设计及建造模式是海上升压站设计建造技术的一次革新，其中每个电气方舱的设计是该方法的核心所在。目前传统方舱，其底部采用的是传统的集装箱水平杆布置的方式，然而随着方舱宽度的增加，这种方式很难满足大型电气设备变形及承载能力的要求。为了保证设备底部的变形要求，传统方舱结构往往通过加大水平梁，加密肋条布置等方式来解决，由此导致整个方舱的结构重量大幅增加。因此开发一种承载能力大、变形小、重量轻且便于广泛推广的电气设备方舱是极为必要的。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明要解决的技术问题在于提供一种用于海上升压站电气设备的模块化方舱，其承载能力强，不易产生较大局部变形，结构设计简单。

为实现上述目的，本发明提供一种用于海上升压站电气设备的模块化方舱，包括方形箱架，所述方形箱架包括方形的底部边框、方形的顶部边框、以及连接底部边框和顶部边框的竖梁，还包括设置在底部边框中的承载支撑框架，所述承载支撑框架包括多个间隔布置的横向桁架梁、以及多个间隔布置的纵向梁，所述底部边框的左右两边相对称地固接有支撑脚，所述横向桁架梁包括水平的上弦杆、位于上弦杆下方的下弦杆、以及加强腹杆，所述加强腹杆两端分别固定连接于上弦杆和下弦杆，所述上弦杆左右两端分别固定连接在底部边框的左右两边上、或者左右两边上的支撑脚上，所述下弦杆两端分别固定连接在底部边框左右两边上的支撑脚上；所述纵向梁两端分别与底部边框前后两边固定连接，且纵向梁架放在横向桁架梁的上弦杆上；所述支撑脚底端低于承载支撑框架底部，用于使承载支撑框架悬空。

进一步地，所述承载支撑框架中的横向桁架梁等距布置，且纵向梁也为等距布置。

进一步地，所述横向桁架梁中的下弦杆包括下弦左杆部和下弦右杆部，所述左下弦左杆部和下弦右杆部的内侧端相固接，且左下弦左杆和下弦右杆外侧端都向下倾斜。

进一步地，所述下弦左杆部和下弦右杆部左右相对称。

进一步地，所述加强腹杆包括多根竖向腹杆、以及多根斜向腹杆，所述竖向腹杆沿着上弦杆长度方向间隔布置，相邻竖向腹杆之间都设有斜向腹杆，且斜向腹杆上端靠近竖向一根竖向腹杆上端处、下端靠近另一根竖向腹杆下端处。

进一步地，所述下弦左杆和下弦右杆采用方管，所述加强腹杆采用圆管。

进一步地，还包括铺设在承载支撑框架上的底板。

进一步地，所述纵向梁与横向桁架梁的上弦杆固定连接。

进一步地，所述方形箱架前后左右四个面上包围有瓦楞板、构成前后左右四面舱壁。

进一步地，所述方形箱架的顶部边框中还设有加劲肋。

如上所述，本发明涉及的模块化方舱，具有以下有益效果：

通过设置承载支撑框架和支撑脚，使用时，方形箱架通过支撑脚安放在平台地面上，利用支撑脚支撑好并使承载支撑框架悬空，电气设备放置在方形箱架中，并由底部的承载支撑框架作为主要负荷承载结构，承载支撑框架通过设置横向桁架梁和纵向梁构成复合梁系，横向桁架梁通过设置上弦杆、下弦杆和加强腹杆，其结构强度高，能够承载大的荷载，电气设备的荷载的通过纵向梁传递给横向桁架梁，再由横向桁架梁传递给支撑脚；同时，通过支撑脚使承载支撑框架，后期电缆和管路可从模块化方舱底部，借助承载支撑框架进行铺设布置。本发明的模块化方舱，能充分发挥结构杆件的承载力，承载能力强，能够解决电气设备局部较重的承载问题，减小方舱底部杆件变形；可针对性的解决设备承载问题，从而整体降低方舱的结构重量；并且制作简单、安装方便快捷、安全可靠和经济效果好。

附图说明

图1为本发明的模块化方舱内部的结构示意图。

图2为本发明中的横向桁架梁的结构示意图。

图3为本发明的模块化方舱外部的结构示意图。

元件标号说明

1 方形箱架

11 底部边框

12 顶部边框

13 竖梁

2 横向桁架梁

21 上弦杆

22 下弦杆

221 下弦左杆部

222 下弦右杆部

23 加强腹杆

231 竖向腹杆

232 斜向腹杆

3 纵向梁

4 支撑脚

5 加劲肋

6 瓦楞板

7 顶板

8 门

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书附图所绘的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

参见图1至图3，本发明提供了一种用于海上升压站电气设备的模块化方舱，包括方形箱架1，方形箱架1包括方形的底部边框11、方形的顶部边框12、以及连接底部边框11和顶部边框12的竖梁13，方形箱架1为模块化方舱的主体支撑框架。模块化方舱还包括设置在底部边框11中的承载支撑框架，承载支撑框架包括多个间隔布置的横向桁架梁2、以及多个间隔布置的纵向梁3，底部边框11的左右两边相对称地固接有支撑脚4，横向桁架梁2包括水平的上弦杆21、位于上弦杆21下方的下弦杆22、以及加强腹杆23，加强腹杆23两端分别固定连接于上弦杆21和下弦杆22，上弦杆21左右两端分别固定连接在底部边框11的左右两边上、或者左右两边上的支撑脚4上，下弦杆22两端分别固定连接在底部边框11左右两边上的支撑脚4上，也即纵向梁3沿左右方向设置；纵向梁3两端分别与底部边框11前后两边固定连接，也即纵向梁3沿前后方向设置，与横向桁架梁2相垂直，纵向梁3架放在横向桁架梁2的上弦杆21上；支撑脚4底端低于承载支撑框架底部，用于使承载支撑框架悬空。

本发明涉及的模块化方舱的基本工作原理为：方形箱架1为模块化方舱的主要支撑结构，其四周包围有舱壁，构成封闭的方舱。使用时，方形箱架1通过支撑脚4安放在平台地面上，利用支撑脚4支撑好并使承载支撑框架悬空，电气设备放置在方形箱架1中，并由底部的承载支撑框架作为主要负荷承载结构，承载支撑框架通过设置横向桁架梁2和纵向梁3构成复合梁系，横向桁架梁2通过设置上弦杆21、下弦杆22和加强腹杆23，其结构强度高，能够承载大的荷载，电气设备的荷载的通过纵向梁3传递给横向桁架梁2，再由横向桁架梁2传递给支撑脚4；同时，通过支撑脚4使承载支撑框架，后期电缆和管路可从模块化方舱底部，借助承载支撑框架进行铺设布置。本发明的模块化方舱，能充分发挥结构杆件的承载力，承载能力强，能够解决电气设备局部较重的承载问题，减小方舱底部杆件变形；可针对性的解决设备承载问题，从而整体降低方舱的结构重量；并且制作简单、安装方便快捷、安全可靠和经济效果好。

参见图1至图3，以下以一个具体实施例对本发明做进一步说明：

在本实施例中，参见图1、图2和图3，方形箱架1中具有四根竖梁13，分别位于四个角处，将底部边框11和顶部边框12的四个角相连接，以此构成一个方形框架结构。在本实施例中，底部边框11的四个角处也设有支撑脚4，并且这支撑脚4与竖梁13为一体的，也即四根竖梁13下端伸出于底部边框11而构成支撑脚4。

在本实施例中，参见图1和图3，方形箱架1的顶部设有顶板7，固定在顶部边框12上，形成顶部舱壁，并且优选地顶部边框12中设有加劲肋5，加劲肋5为角钢、方钢或者H型钢，以增加结构强度。模块化方舱的底部可在承载支撑框架上设置底板，方便电气设备安装。优选地，参见图3，在本实施例中，方形箱架1的前后左右四个面上包围有瓦楞板6，来构成前后左右四面舱壁，瓦楞板6厚度2～5mm，瓦楞板6与方形箱架1之间进行焊接密封及固定。采用瓦楞板6作为舱壁，方便安装，且能够提升模块化方舱整体结构强度。

承载支撑框架中横向桁架梁2和纵向梁3的数量和位置，根据实际需要确定，其中横向桁架梁2为主梁，可根据电气设备具体重量分布进行针对性的布置。作为优选设计，在本实施例中，参见图1、图2和图3，承载支撑框架中的横向桁架梁2等距布置，纵向梁3也为等距布置，承载能力均匀可靠。在本实施例中，纵向梁3通过节点板焊接在横向桁架梁2的上弦杆21上，

在本实施例中，参见图1和图2，横向桁架梁2的上弦杆21两端焊接固定在底部边框11的左右两边，下弦杆22左右两端固定在底部边框11左右两边上的支持脚上。作为优选设计，横向桁架梁2中的下弦杆22包括下弦左杆部221和下弦右杆部222，左下弦左杆部221和下弦右杆部222的内侧端相固接，下弦左杆部221和下弦右杆部222可以为一体的，也可以为两个杆，并焊接构成下弦杆22，下弦左杆部221和下弦右杆部222外侧端都向下倾斜，且优选地下弦左杆部221和下弦右杆部222左右相对称，也即下弦杆22中部向上凸、两端下斜，以此，横向桁架梁2从一端到另一端其截面是变化的，且中间窄两端宽。采用变截面方式的横向桁架梁2，承载能力强且刚度较大，可用于支撑大型电气设备，根据实际荷载，可进行针对性的优化或加强设计，使用方式灵活、安装方便。

在本实施例中，参见图1和图2，进一步地，横向桁架梁2中的加强腹杆23包括多根竖向腹杆231、以及多根斜向腹杆232，竖向腹杆231沿着上弦杆21长度方向(也即左右方向)间隔布置，相邻竖向腹杆231之间都设有斜向腹杆232，且斜向腹杆232上端靠近竖向一根加强腹杆23上端处、下端靠近另一根加强腹杆23下端处，也即位于竖向腹杆231两侧的两根斜向腹杆232呈八字形布置，位于最左和最右处的加强腹杆23，则其一端靠近下弦杆22的端部处，采用这种方式设置加强腹杆23，加强腹杆23首尾相连，能够进一步地加强横向桁架梁2的结构强度。在本实施例中，上弦杆21和下弦杆22采用方管，加强腹杆23采用圆管，上弦杆21和下弦杆22与加强腹杆23之间都通过焊接进行固定。

在本实施例中，参见图3，模块化方舱可根据需要在舱壁上设有门8，用于人员进出以及电气设备的拿放。优选地，在支撑脚4底部可设有圆形厚垫板以降低底部的局部应力。

由上可知，本实施例中的模块化方舱，特别适用于对宽度方向尺寸要求较大的海上升压站各种电气设备的安装，，能充分发挥结构杆件的承载力，能解决电气设备局部较重的承载问题，减小方舱底部杆件变形，并且具有制作简单、安装方便快捷、安全可靠、经济效果好、便于推广等特点。

综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具有高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种用于海上升压站电气设备的模块化方舱，包括方形箱架(1)，所述方形箱架(1)包括方形的底部边框(11)、方形的顶部边框(12)、以及连接底部边框(11)和顶部边框(12)的竖梁(13)，其特征在于：还包括设置在底部边框(11)中的承载支撑框架，所述承载支撑框架包括多个间隔布置的横向桁架梁(2)、以及多个间隔布置的纵向梁(3)，所述底部边框(11)的左右两边相对称地固接有支撑脚(4)，所述横向桁架梁(2)包括水平的上弦杆(21)、位于上弦杆(21)下方的下弦杆(22)、以及加强腹杆(23)，所述加强腹杆(23)两端分别固定连接于上弦杆(21)和下弦杆(22)，所述上弦杆(21)左右两端分别固定连接在底部边框(11)的左右两边上、或者左右两边上的支撑脚(4)上，所述下弦杆(22)两端分别固定连接在底部边框(11)左右两边上的支撑脚(4)上；所述纵向梁(3)两端分别与底部边框(11)前后两边固定连接，且纵向梁(3)架放在横向桁架梁(2)的上弦杆(21)上；所述支撑脚(4)底端低于承载支撑框架底部，用于使承载支撑框架悬空。

2.根据权利要求1所述的模块化方舱，其特征在于：所述承载支撑框架中的横向桁架梁(2)等距布置，且纵向梁(3)也为等距布置。

3.根据权利要求1所述的模块化方舱，其特征在于：所述横向桁架梁(2)中的下弦杆(22)包括下弦左杆部(221)和下弦右杆部(222)，所述左下弦左杆部(221)和下弦右杆部(222)的内侧端相固接，且左下弦左杆和下弦右杆外侧端都向下倾斜。

4.根据权利要求3所述的模块化方舱，其特征在于：所述下弦左杆部(221)和下弦右杆部(222)左右相对称。

5.根据权利要求1或3所述的模块化方舱，其特征在于：所述加强腹杆(23)包括多根竖向腹杆(231)、以及多根斜向腹杆(232)，所述竖向腹杆(231)沿着上弦杆(21)长度方向间隔布置，相邻竖向腹杆(231)之间都设有斜向腹杆(232)，且斜向腹杆(232)上端靠近竖向一根竖向腹杆(231)上端处、下端靠近另一根竖向腹杆(231)下端处。

6.根据权利要求1所述的模块化方舱，其特征在于：所述下弦左杆和下弦右杆采用方管，所述加强腹杆(23)采用圆管。

7.根据权利要求1所述的模块化方舱，其特征在于：还包括铺设在承载支撑框架上的底板。

8.根据权利要求1所述的模块化方舱，其特征在于：所述纵向梁(3)与横向桁架梁(2)的上弦杆(21)固定连接。

9.根据权利要求1所述的模块化方舱，其特征在于：所述方形箱架(1)前后左右四个面上包围有瓦楞板(6)、构成前后左右四面舱壁。

10.根据权利要求1所述的模块化方舱，其特征在于：所述方形箱架(1)的顶部边框(12)中还设有加劲肋(5)。

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