CN217125777U - 配备有漂浮式事故油罐的海上升压站 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了配备有漂浮式事故油罐的海上升压站，所述海上升压站包括，事故油罐(1)，底层甲板(6)，贯穿所述底层甲板(6)的四根桩基础(9)，设置在所述底层甲板(6)上的主变压器(7)和散热器(8)；所述事故油罐(1)布置于所述底层甲板(6)下方的海平面上，所述事故油罐(1)通过柔性导油管(3)与散热器储油坑(22)和主变压器储油坑(21)连接。本实用新型能充分利用事故油罐自身浮力，将原本布置于海上升压站上的事故油罐以漂浮的方式布置于底层甲板下方海平面上，能减小桩基础承载力约40吨，在主变压器事故喷油后可直接拖运并更换新的事故油罐，节约检修和运维时间约1天，桩基础高度还可以降低约2m。

Description

配备有漂浮式事故油罐的海上升压站

技术领域

本实用新型属于海上风力发电技术领域，尤其涉及配备有漂浮式事故油罐的海上升压站。

背景技术

我国海上风能资源丰富，其中近海可开发和利用的风能储量高达 7.5亿千瓦，是陆上风能资源的3倍。相较陆上风电而言，海上风电场具有风速高、风向稳定、土地成本低以及输电成本低等诸多优势。因此，合理开发和利用海上风电资源对缓解我国能源危机、改善生态环境具有重大的战略意义，而海上升压站成本是制约海上风电开发和利用的关键性技术之一。通过优化海上升压站布置，降低海上升压站平台面积及荷载，减小开发成本，对开发和利用海上风电资源具有非常重大的推进作用。

目前海上升压站配置有事故油收集装置，用于主变压器油的收集和存储。事故油罐通常布置于海上升压站底层，由于事故油罐体积和重量大，占据了底层较大空间和面积，导致海上升压站平台面积及载荷难以优化，以及事故油难以快速运输到陆地。

公布号为CN113338249A公开了海上升压站事故油池布置系统及其布置方法，它将原本布置于底层甲板正面的事故油池以凸型方式布置于底层甲板背面，通过调整事故油池的载荷中心来调整海上升压站的载荷中心，使海上升压站的载荷中心与几何中心重合，从而确定事故油池的载荷中心在海上升压站底层甲板下方的位置。该方案能有效节省海上升压站底层平台面积，优化桩基础的载荷，将原来的三层甲板减为两层，降低桩基础高度从而减小海上升压站投资成本。但该方案中的事故油罐还是布置在甲板底层，升压站总重量并未减少，事故油不方便快速运输且桩基础高度没有能进一步降低。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种让事故油罐利用自身浮力以漂浮的方式布置在海上升压站下方的海平面上，以解决进一步降低海上升压站总重量，事故油方便快速运输和进一步降低桩基础高度的技术方案。

为实现上述目的，本实用新型公开了配备有漂浮式事故油罐的海上升压站，包括，事故油罐、底层甲板、贯穿所述底层甲板的多根桩基础、设置在所述底层甲板上的主变压器和散热器；所述散热器底端设置的散热器储油坑和所述主变压器底端设置的主变压器储油坑；所述事故油罐布置于所述底层甲板下方的海平面上，所述事故油罐通过柔性导油管分别与散热器储油坑和主变压器储油坑连通。

进一步地，所述柔性导油管沿桩基础环形敷设至事故油罐，且预留有抗扰段。

进一步地，所述事故油罐通过锚固系统与所述桩基础连接。

进一步地，所述锚固系统包括连接绳和设置于所述连接绳上的阻尼器。

进一步地，所述事故油罐配置有系靠码头。

进一步地，所述事故油罐靠近所述柔性导油管的一侧端部设置有防撞击保护块。

进一步地，所述事故油罐上表面设有凸起部，所述凸起部处设置有两个通孔，其中一个用于接入所述柔性导油管的导油孔，另一个为泄气孔。

进一步地，所述事故油罐体积V₁大于事故油体积V₂且事故油罐的浮力大于自身和加满事故油之和的重量。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

1.本实用新型提出了配备有漂浮式事故油罐的海上升压站，能充分利用事故油罐自身浮力，将原本布置于海上升压站底层甲板上方或下方的事故油罐以漂浮的方式布置于底层甲板下方海平面上，不仅能有效节省海上升压站平台面积约40平方米，还能减小桩基础承载力约40吨，从而减小海上升压站投资成本。

2.本实用新型所提出的漂浮式事故油罐通过柔性导油管与主变压器及散热器储油坑连接，能够即插即用，在主变压器事故喷油后可直接拖运并更换新的事故油罐，不需要配置额外的抽油装置，可以降低主变压器检修和运维难度，节约检修和运维时间约1天，减少了停电带来的损失。

3.本实用新型所提出的漂浮式事故油罐还可以进一步降低桩基础的高度，比双层平台的还可以再优化约2m，进一步节省成本。

附图说明

图1海上升压站布置正视图

图2漂浮式事故油罐俯视图

图中标记说明：1、事故油罐；11、防撞击保护块；12、凸起部； 121、导油孔；122、泄气孔；13、挂钩；22、散热器储油坑；21、主变压器储油坑；3、柔性导油管；4、锚固系统；41、连接绳；42、阻尼器；5、系靠码头；51、检修平台；52、围栏；6、底层甲板；7、主变压器；8、散热器；9、桩基础。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施案例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不限于本实用新型的实施例。

本实用新型实施例提供了配备有漂浮式事故油罐的海上升压站，其具体结构如附图1所示，包括多根插入海底的桩基础9，本实施例中为四根，所述桩基础9贯穿底层甲板6，所述底层甲板6上方设置有散热器8和主变压器7，所述散热器8底部设置有散热器储油坑22，所述主变压器7底部设置有主变压器储油坑21。所述散热器储油坑 22和主变压器储油坑21底部设置有柔性导油管3，所述柔性导油管 3沿桩基础9环形敷设至事故油罐1，利用桩基础9来固定柔性导油管3，简单方便。

所述事故油罐1以漂浮的方式布置于所述桩基础9旁边的海平面上。在本实施例中，将事故油罐布置在海平面上，能有效节省海上升压站平台面积，还能减小桩基础承载力，从而降低海上升压站的投资成本。

所述事故油罐1与海上升压站之间通过锚固系统4连接。如图1 所示，本实施例中所述锚固系统4包括连接绳41和设置在所述连接绳41上的阻尼器42。所述连接绳41用于固定事故油罐1,所述阻尼器42用于缓冲风浪的冲击。所述柔性导油管3敷设以及锚固系统4的设计条件与海上升压站设计条件相同，具备相同的抗风浪能力，能够适应海上升压站所在海域风浪情况。

本实施例中所述的事故油罐1采用密封和抗波浪扰动的结构，能够防止事故油泄露且便于船只拖运。

本实施例中柔性导油管3预留有抗扰段，能够抵抗海上升压站所处海域的风浪扰动。柔性导油管3具备抗拉抗扰的铠装层，经过严格测试，也设置有相应的监测设备防止事故油泄漏到海洋造成污染。

本实施例中柔性导油管3内径适中，可满足事故油及时排到事故油罐1中。当事故发生后，事故油温度较高且变压器油并不粘稠，控制好油管的内径完全可以使事故油快速顺利导出。其次，事故油罐1 与散热器储油坑22和主变压器储油坑21有很大的落差，借助虹吸效应能更好地帮助油从散热器储油坑22和主变压器储油坑21流向事故油罐1，不像之前抽油是把油从低处往高处抽。因此本实用新型可以不需要配置加热措施。

如图1所示，本实施例中所述事故油罐1配置有系靠码头5，所述系靠码头5由检修平台51和围栏52组成。检修平台51与底层甲板6之间通过检修梯架(图中未画出)连接，这属于本领域技术人员的公知常识。本实施例中所述检修平台51用于事故喷油后方便检修人员更换事故油罐1，所述围栏52用于防止检修人员跌落大海。

如图2所示，在本实施例中，事故油罐1表面焊接有挂钩13和设置有防撞击保护块11，所述防撞击保护块11中间开设有方孔便于所述连接绳41相对固定在所述挂钩13上。连接绳41一端是固定在检修平台51上，另一端是穿过防撞击保护块11可脱离地设置在事故油罐1上的挂钩13上，方便与事故油罐1迅速脱离。本实施例中，连接绳41为钢索，当然也可以采用缆绳等来代替。挂钩13强度要足够，必要时也可以设置两个以上。

如图1所示，本实施例中所述事故油罐1表面设有凸起部12，所述凸起部12设置有两个通孔，其中一个用于接入所述柔性导油管 3的导油孔121，另一个为泄气孔122。所述防撞击保护块11可以防止事故防撞击油罐1与系靠码头5或桩基础9发生撞击并破损，本实施例中所述防撞击保护块11材料为专用橡胶。泄气孔122便于及时将气体排出以便事故油顺利导入事故油罐1，且所述泄气孔122有防漏油措施。当需要更换事故油罐1时，柔性导油管3可以直接从导油孔121拔出来，再立刻用密封盖封住导油孔121，防止泄露。在实际中，一般事故油量体积不到事故油罐1体积的2/3，而且事故油罐1 内部采用了抗波浪扰动的结构，不会泄露到海洋造成污染。

如图2所示，本实施例中所述事故油罐的尺寸如图所示，其中h 为事故油罐的直线段长度，D为事故油罐的直径，事故油罐两端端部均为半球体；

所述事故油罐的体积为：

且事故油罐的体积需满足以下两个条件

其中V₁事故油罐体积，V₂为事故油体积，ρ₁为海水密度，ρ₂为事故油密度，m为事故油罐重量。

假如海上升压站处在南海海域的话，降雨量大，由于散热器区域围栏挡板有一定高度，雨水会流到事故油罐。由于油密度比雨水大，散热器区域雨水会全部流到事故油罐，此时事故油罐不会全部装满，还是会浮起来。但当油流入时会将水压排出来，甲板上的事故油池在设计时也是通过油将水压出来，这涉及到事故油罐内部结构，属于本领域技术人员的公知常识，在此不再赘述。

现有的常规220kV海上升压站重量约3700吨，共有4根桩基础。受限于平台面积和装备布置等限制性因素，常规升压站在设计过程中很难满足几何中心和载荷中心重合，从而使得每根桩基础承载力不同，一般每根桩基础承载力在平均桩基础承载力的5％范围内波动，可能会出现有的桩基础承载力为971吨，有的桩基础承载力为879吨，但为了安全可靠，通常所有的桩基础承载力均按照971吨设计和校核。经过本专利的优化，可以节约底层甲板平台面积近40平米，升压站总重量减少了约40吨，因此所有桩基础承载力按照961吨设计和校核。

目前国内海上风电运维船多为小型船舶，船长为13.4-28m不等，抗风浪性能基本都在25m/s以下风速、2.5m以下有义波高，且均不具备大量含油污水接收功能，难以满足接驳要求。如要实现含油污水的及时接驳，需租用装载能力强、抗风浪性能好的海工供应船(OSV)。目前市场上OSV的租金约3.5万元/天，相比小型运维船0.55万元/ 天的租金来说，费用较高，无形中增加了风电场的运维成本。再加上如遇极端天气，雨量较大，若接驳不及时，则会出现透气管溢油或爆舱污染海洋的事故。本实用新型通过将事故油罐布置在海平面上，每次在变压器或散热器发生事故时，无需海工供应船(OSV)，可用一般的拖运船通过绳索连接事故油罐进行托运，能相对减小运维时间一天左右。以装机200MW风电场为例，相比传统方式可能要少发一天电，以每天6小时发电小时数来计算，损失可高达90万元。

本实用新型所提出的漂浮式事故油罐还可以进一步降低桩基础的高度，比所述对比文件中的双层平台还可以再优化约2m。海上升压站底层平台要求比最大波峰高程高1.5m。传统三层的海上升压站从下向上的高度分别为第一层约6m，第二层约5.5m，第三层约4.5m。一般事故油罐是放在第一层平台，所述对比文献中双层海上升压站优化了第一层，即优化了约6m。但是对比文件中事故油池要放置在底层甲板的背面，即事故油池底部需要比最大波峰高程高1.5m，事故油池高度按2m计算，则实际升压站顶部距海平面优化了4m左右。因此本实用新型还可以优化桩基础的高度，比所述的双层平台的还可以再优化约2m，进一步节省成本。

可以理解，本实用新型是通过实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型所保护的范围内。

Claims (8)

1.配备有漂浮式事故油罐的海上升压站，包括，事故油罐(1)、底层甲板(6)、贯穿所述底层甲板(6)的多根桩基础(9)、设置在所述底层甲板(6)上的主变压器(7)和散热器(8)；

所述散热器(8)底端设置的散热器储油坑(22)、所述主变压器(7)底端设置的主变压器储油坑(21)；

其特征在于：所述事故油罐(1)布置于所述底层甲板(6)下方的海平面上，所述事故油罐(1)通过柔性导油管(3)分别与散热器储油坑(22)和主变压器储油坑(21)连通。

2.如权利要求1所述的配备有漂浮式事故油罐的海上升压站，其特征在于：所述柔性导油管(3)沿桩基础(9)环形敷设至事故油罐(1)，且预留有抗扰段。

3.如权利要求1所述的配备有漂浮式事故油罐的海上升压站，其特征在于：所述事故油罐(1)通过锚固系统(4)与所述桩基础(9)连接。

4.如权利要求3所述的配备有漂浮式事故油罐的海上升压站，其特征在于：所述锚固系统(4)包括连接绳(41)和设置于所述连接绳(41)上的阻尼器(42)。

5.如权利要求1所述的配备有漂浮式事故油罐的海上升压站，其特征在于：所述事故油罐(1)配置有系靠码头(5)。

6.如权利要求1所述的配备有漂浮式事故油罐的海上升压站，其特征在于：所述事故油罐(1)靠近所述柔性导油管(3)的一侧端部设置有防撞击保护块(11)。

7.如权利要求1所述的配备有漂浮式事故油罐的海上升压站，其特征在于：所述事故油罐(1)上表面设有凸起部(12)，所述凸起部(12)处设置有两个通孔，其中一个用于接入所述柔性导油管(3)的导油孔(121)，另一个为泄气孔(122)。

8.如权利要求1所述的配备有漂浮式事故油罐的海上升压站，其特征在于：所述事故油罐(1)体积V₁大于事故油体积V₂且事故油罐(1)的浮力大于自身和加满事故油之和的重量。

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