ITFI20120114A1 - "modular gas turbine plant with a heavy duty gas turbine" - Google Patents

Description

“IMPIANTO MODULARE DI TURBINA A GAS CON UNA TURBINA A GAS HEAVY DUTYâ€

DESCRIZIONE

Campo dell’Invenzione

Le forme di realizzazione qui descritte riguardano impianti a turbine a gas. Più specificamente, alcune forme di realizzazione descritte riguardano un impianto di potenza con turbina a gas, cioà ̈ un impianto generatore a turbina a gas, comprendente una turbina a gas come primo motore, che aziona in rotazione un carico comprendente un generatore elettrico.

Descrizione dell’Arte Anteriore

Le turbine a gas sono ampiamente usate come motori primi in impianti di generazione di potenza o industriali, per azionare generatori elettrici o altre macchine rotanti, quali compressori. In installazioni off-shore, sono spesso usate turbine a gas di derivazione aeronautica, a causa della loro struttura compatta e ridotte dimensioni complessive. Comunemente, le turbine a gas di derivazione aeronautica sono modularizzate. La turbina a gas ed il carico sono disposti su un telaio comune, formando così un’unità singola che à ̈ testata nel piazzale o sito di erezione e test prima di essere trasportata alla destinazione finale. Il telaio comune viene poi trasportato alla destinazione finale e montato su uno skid. Una disposizione modulare di questo tipo à ̈ particolarmente utile, poiché consente un assemblaggio e un test completi delle macchine rotanti prima del trasporto e dell’installazione alla destinazione finale.

Turbine a gas di grandi dimensioni, cosiddette turbine a gas heavy duty, sono usualmente non modularizzate a causa delle loro grandi dimensioni. Comunemente i vari componenti di un impianto di turbine a gas vengono trasportati separatamente dal luogo di produzione alla destinazione finale. La fondazione à ̈ preparata nel sito finale di destinazione e le macchine individuali sono poi montate sulla fondazione. A causa delle differenti dimensioni radiali dei vari componenti dell’impianto, quali la turbina a gas, il generatore elettrico e lo starter, la fondazione à ̈ qualche volta progettata con superfici di supporto delle macchine a vari differenti livelli. Le macchine rotanti devono poi essere allineate, meccanicamente collegate e registrate. L’intero processo à ̈ estremamente lungo.

La Fig.1 illustra schematicamente un impianto generatore di potenza a turbina a gas secondo l’arte corrente. L’impianto, complessivamente indicato con 1, comprende una turbina a gas 2, un generatore elettrico 3, nonché una unità ausiliaria 4 comprendente uno starter. Un sistema di ingresso dell’aria 6 à ̈ disposto al di sopra dell’unità ausiliaria 4 ed à ̈ collegato alla turbina a gas 2 attraverso un condotto di ingresso dell’aria 7. E’ prevista una fondazione comune 8 su cui ciascuna macchina rotante individuale à ̈ installata separatamente.

Sommario dell’invenzione

Secondo una forma di realizzazione à ̈ previsto un modulo trasportabile di turbina a gas, comprendente: una piastra di base supportante almeno una turbina a gas e un carico operativamente collegato a turbina a gas; una struttura circondante detta turbina a gas e detto carico e collegata a detta piastra di base; in cui detta turbina a gas à ̈ una turbina a gas heavy duty avente una potenza nominale non inferiore a 80 MW, ad esempio compresa tra 80 MW e 150 MW, e preferibilmente non inferiore a 100 MW, ad esempio tra 100 MW e 150 MW.

Il carico generalmente comprende almeno una macchina rotante, ad esempio un compressore, quale un compressore di refrigerante per applicazioni LNG. In forme di realizzazione preferite, la turbina a gas aziona un generatore elettrico. L’unità turbina a gas e generatore elettrico à ̈ usualmente denominata modulo GTG, cioà ̈ modulo generatore a turbina a gas.

Secondo un’altra forma di realizzazione, viene previsto un modulo di turbina a gas trasportabile, comprendente: una piastra di base che supporta almeno una turbina a gas e un carico (ad esempio un generatore elettrico) collegato operativamente alla turbina a gas; una struttura circondante la turbina a gas e il carico e collegata alla piastra di base; in cui la piastra di base comprende una pluralità di travi longitudinali, estendentisi parallelamente ad una direzione di un asse di rotazione della turbina a gas, e una pluralità di travi trasversali, estendentisi trasversalmente a detto asse di rotazione, dette travi longitudinali e dette travi trasversali definendo una struttura a traliccio primaria, su cui sono disposti detta turbina a gas e detto carico.

La piastra di base à ̈ vantaggiosamente una struttura trasportabile realizzata in travi di metallo, ad esempio saldate per formare una struttura a traliccio monoblocco.

In forme di realizzazione preferite la turbina a gas e il generatore elettrico sono montati sulla piastra di base con l’interposizione di organi di supporto. Ad esempio, la turbina a gas può essere disposta su una piastra di base di turbina, interposta fra la cassa della turbina e la piastra di base principale del modulo. Il generatore elettrico può essere disposto su una disposizione di supporto del generatore. Uno o entrambi la turbina a gas e il generatore elettrico possono essere provvisti di organi di registrazione angolare, disposti e configurati per registrare l’inclinazione della turbina a gas, del generatore elettrico, o di entrambi. Gli organi di registrazione angolare possono comprendere rosette sferiche disposte sotto la cassa della turbina a gas e/o sotto la cassa del generatore elettrico. L’impiego di organi di registrazione dell’inclinazione consente di riallineare le macchine dopo il trasporto al sito finale di destinazione. La grande piastra di base metallica richiesta per alloggiare la turbina a gas heavy duty, il generatore elettrico, i servizi ausiliari ed anche la struttura circondante le macchine può subire deformazioni durante la rimozione dalla fondazione nel piazzale di erezione e test, durante il trasporto e durante il posizionamento sulla fondazione alla destinazione finale. Gli organi di registrazione angolare offrono la possibilità di riaggiustare le macchine così che i loro assi di rotazione siano nuovamente allineati.

In forme di realizzazione particolarmente vantaggiose, la turbina a gas e il carico sono disposti su una coppia di dette travi longitudinali. La coppia di travi longitudinali su cui sono disposti la turbina a gas ed il carico sono posizionate ad esempio in una posizione intermedia in detta struttura a traliccio formante la piastra di base o parte di essa, almeno una trave longitudinale esterna essendo disposta su ciascun lato di detta coppia di travi longitudinali che supportano la turbina a gas ed il carico. Si ottiene così una piastra di base strutturata a traliccio, che à ̈ atta ad alloggiare le macchine principali (turbina a gas e carico, ad esempio un generatore elettrico, lo starter della turbina) ed anche i servizi ausiliari, e che à ̈ atta ad essere sollevata dalla fondazione del piazzale di erezione e test e trasportata, ad esempio su una nave ed infi ne ancorata sulla fondazione, ad esempio una fondazione in cemento armato, alla destinazione finale.

L’uso di una pluralità di travi longitudinali parallele, quelle centrali essendo disposte per supportare le macchine principali, consente anche di disporre di spazio sufficiente per carrelli di sollevamento e movimentazione da disporre sotto il modulo per sollevare e trasportare il modulo stesso.

Le travi trasversali e le travi longitudinali definiscono una superficie superiore planare della piastra di base, su cui sono disposte le macchine ruotanti. Strutture o elementi intermedi di supporto e connessione sono preferibilmente disposti fra la superficie superiore planare della piastra di base e le singole macchine rotanti. L’altezza di queste strutture o elementi à ̈ tale che le macchine sono disposte coassiali.

In forme di realizzazione preferite, le travi trasversali ed almeno detta coppia di travi longitudinali, su cui sono disposte le macchine rotanti, hanno sostanzialmente la stessa altezza e definiscono una superficie planare inferiore della piastra di base, detta superficie planare inferiore formando una superficie di appoggio del modulo sulla fondazione. Le travi longitudinali laterali, cioà ̈ quelle disposte ai lati della piastra di base, possono avere una dimensione verticale ridotta, cioà ̈ una ridotta altezza, allo scopo di ridurre i costi complessivi e il peso della piastra di base.

In alcune forme di realizzazione la piastra di base à ̈ suddivisa in sezioni di piastra di base, dette sezioni di piastra di base essendo allineate l’una all’altra in una direzione parallela all’asse di rotazione della turbina a gas e collegate l’una all’altra per formare una struttura di piastra di base rigida. Può così essere ottenuto un modulo rigido avente un’ampia dimensione longitudinale collegando, ad esempio per saldatura, una pluralità di tali sezioni l’una adiacentemente all’altra.

Le travi trasversali della struttura a traliccio primaria della piastra di base hanno una lunghezza corrispondente alla larghezza della piastra di base, viceversa ciascuna trave longitudinale à ̈ preferibilmente formata da una pluralità di porzioni o sezioni di trave longitudinale, allineate lungo la dimensione longitudinale della piastra di base, cioà ̈ parallelamente all’asse di rotazione della turbina a gas e del carico. Ciascuna porzione di trave longitudinale si sviluppa da una prima ad una seconda di dette travi trasversali disposte consecutivamente. Le porzioni di trave longitudinale di ciascuna trave longitudinale possono essere collegate l’una all’altra tramite saldatura alle travi trasversali intermedie.

La struttura a traliccio primaria della piastra di base può avere maglie sostanzialmente rettangolari. In almeno alcune delle maglie della struttura a traliccio primaria della piastra di base può essere prevista una struttura a traliccio secondaria. La struttura a traliccio secondaria può essere formata da travi secondarie trasversali, correnti parallelamente alle travi trasversali della struttura a traliccio primaria, e/o da travi secondarie longitudinali correnti parallelamente alle travi longitudinali della struttura a traliccio primaria.

In almeno alcune delle maglie della struttura a traliccio primaria possono essere disposte controventature. Le controventature possono essere disposte in un piano parallelo alla superficie superiore planare formata dalla struttura a traliccio primaria. Le controventature sono preferibilmente inclinate rispetto sia alle travi longitudinali, sia alle travi trasversali.

In alcune forme di realizzazione le travi trasversali e le travi longitudinali formanti la struttura a traliccio primaria comprendono un’anima centrale saldata a piattabande superiore e inferiore.

La turbina a gas può essere vincolata ad un telaio o piastra di base di turbina, quest’ultima essendo a sua volta vincolata alla piastra di base principale del modulo di turbina a gas. In alcune forme di realizzazione la piastra di base della turbina à ̈ collegata alla piastra di base del modulo attraverso una pluralità di piedi. Preferibilmente i piedi sono a loro volta vincolati ad una coppia di dette travi longitudinali. Rosette sferiche o altri organi di registrazione dell’allineamento possono essere previsti fra la piastra di base della turbina e i piedi, per registrare l’inclinazione della turbina a gas rispetto alla piastra di base del modulo. In alcune forme di realizzazione, sotto la turbina a gas possono essere previste travi di connessione trasversali ausiliarie, che collegano trasversalmente la coppia di travi longitudinali su cui poggia la turbina a gas.

In alcune forme di realizzazione, il carico à ̈ disposto su supporti vincolati alla coppia di travi longitudinali intermedie che sopportano le macchine rotanti. In alcune forme di realizzazione i supporti del carico si sviluppano parallelamente alle travi trasversali della struttura a traliccio primaria della piastra di base del modulo. Rosette sferiche o altri organi di registrazione dell’allineamento possono essere previsti fra il carico e i supporti.

Secondo un differente aspetto, la presente descrizione si riferisce anche ad un impianto di turbina a gas on-shore, in particolare un impianto di potenza a turbina a gas comprendente un modulo di turbina a gas come sopra descritto e una fondazione. La fondazione ha una superficie piana di supporto del modulo e della turbina a gas. La superficie piana di supporto à ̈ discontinua e la fondazione ha canali o spazi vuoti fra plinti adiacenti che corrono parallelamente alle travi longitudinali della piastra di base del modulo. I canali sono vantaggiosamente disposti e configurati per l’inserimento di carrelli di sollevamento e movimentazione. In alcune forme di realizzazione la fondazione ha pareti laterali esterne o file di plinti esterni e almeno una parete intermedia o fila di plinti intermedia. Quando la turbina a gas e il carico, ad esempio il generatore elettrico, sono supportati su una coppia di travi longitudinali adiacenti della piastra di base del modulo, la coppia di travi longitudinali sono configurate e disposte così da appoggiare sul plinto o parete interno. Le travi trasversali della piastra di base del modulo poggiano sulla parete interna o plinto interno e sulle pareti laterali o plinti o file di plinti laterali. Travi longitudinali esterne addizionali, correnti lateralmente rispetto alla coppia centrale di travi longitudinali su cui sono poste le macchine rotanti, sono disposte sopra le pareti laterali o plinti laterali.

In forme di realizzazione preferite i plinti o pareti comprendono recessi alloggianti placche di ancoraggio cementate nei recessi. Le placche di ancoraggio formano superfici di appoggio per la piastra di base, in particolare per le travi trasversali e per le travi longitudinali formanti la struttura a traliccio primaria della piastra di base. L’ancoraggio verticale della piastra di base sulla fondazione può essere ottenuto tramite tirafondi cementati nella fondazione e disposti per connettersi alla piastra di base. Può anche essere previsto un ancoraggio orizzontale della piastra di base alla fondazione. L’ancoraggio orizzontale può essere ottenuto tramite chiavi di taglio. Le chiavi di taglio possono essere disposte in modo da controllare anche l’espansione termica della piastra di base. In alcune forme di realizzazione possono essere usate chiavi di taglio che bloccano il movimento orizzontale della piastra di base in una direzione e ne consentono un limitato movimento orizzontale, ad esempio dovuto ad espansione termica, in una seconda direzione, ortogonale alla prima direzione. In alcune forme di realizzazione una prima serie di chiavi di taglio può essere allineata lungo una direzione longitudinale, cioà ̈ una direzione parallela ai lati lunghi della piastra di base rettangolare, paralleli all’asse di rotazione delle macchine rotanti installate sulla piastra di base. La prima serie di chiavi di taglio può essere disposta in una posizione intermedia, vicino alla linea centrale della piastra di base, cioà ̈ sotto all’area in cui sono localizzate le macchine rotanti. Una seconda serie di chiavi di taglio può essere prevista, allineata secondo una direzione trasversale, cioà ̈ secondo una direzione ortogonale all’asse di rotazione della turbina a gas e del carico e parallela ai lati corti della piastra di base rettangolare. Preferibilmente l’allineamento longitudinale e l’allineamento trasversale di dette prima e seconda serie di chiavi di taglio si intersecano in una zona centrale della piastra di base, localizzata approssimativamente sotto alla turbina a gas.

Secondo un ulteriore aspetto, la presente descrizione concerne anche un metodo di assemblaggio di un impianto di turbina a gas on-shore, comprendente una turbina a gas heavy duty, ad esempio avente una potenza nominale di non meno di 80 MW, che aziona un carico, in particolare ad esempio un generatore elettrico, comprendente le fasi di:

prevedere una prima fondazione su un piazzale di erezione e test; realizzare una piastra di base;

ancorare detta piastra di base a detta prima fondazione, detta prima fondazione formando una superficie di appoggio della piastra di base con aree di ancoraggio disposte secondo un primo disegno, per ancorare detta piastra di base a detta fondazione;

assemblare su detta piastra di base detta turbina a gas, detto carico, servizi ausiliari e una struttura circondante detta turbina a gas, detto carico e detti servizi ausiliari, formando un modulo, detta struttura vantaggiosamente comprendendo anche un alloggiamento della turbina a gas;

testare la turbina a gas ed il carico;

rimuovere il modulo dalla prima fondazione;

trasportare il modulo alla destinazione finale;

ancorare il modulo su una seconda fondazione, detta seconda fondazione formando una superficie di appoggio della piastra di base con seconde aree di ancoraggio disposte secondo un secondo disegno, per ancorare detta piastra di base a detta fondazione, detto primo disegno corrispondendo almeno parzialmente a detto secondo disegno.

Il test dell’impianto a turbina a gas può essere, ad esempio, a piena velocità a vuoto, oppure a piena velocità e pieno carico.

Dopo il trasporto alla destinazione finale e l’ancoraggio del modulo alla seconda fondazione, le macchine rotanti, cioà ̈ la turbina a gas e il carico, possono essere registrate così che gli assi di rotazione di esse siano sostanzialmente coassiali, cioà ̈ la mutua inclinazione di esse à ̈ entro un intervallo di tolleranza ammissibile. La registrazione dell’inclinazione dell’una, dell’altra o di entrambi detta turbina a gas e detto carico può avvenire, se richiesto, per mezzo delle sopra citate rosette sferiche o altri organi di registrazione dell’inclinazione. Possibili deformazioni della piastra di base che hanno avuto luogo durante la rimozione dalla prima fondazione al piazzale di erezione e test, durante il trasporto, o durante l’ancoraggio alla seconda fondazione, presso la destinazione finale, possono così essere prese in considerazione e compensate.

La modularizzazione dell'impianto di turbina a gas heavy duty riduce il tempo richiesto per l’installazione e per l’avviamento dell’impianto. La turbina a gas heavy duty e il carico azionato dalla turbina a gas, così come i servizi ausiliari quali il motore di avviamento, i sistemi di lubrificazione, l’intero cablaggio e i servizi elettrici, i sensori e sonde, l’unità di controllo, il sistema del combustibile, i dispositivi di raffreddamento ed altri servizi di cui à ̈ provvisto il modulo possono essere integralmente testati presso il piazzale di erezione e test. Il modulo richiederà poi soltanto aggiustamenti minori alla destinazione finale prima che abbia luogo l’avviamento.

La modularizzazione della turbina a gas heavy duty, del relativo carico e dei relativi servizi consente pertanto sostanziali economie in termini di tempo e manodopera.

Caratteristiche e forme di realizzazione sono descritte qui di seguito e ulteriormente definite nelle rivendicazioni allegate, che formano parte integra le della presente descrizione. La sopra riportata breve descrizione individua caratteristiche delle varie forme di realizzazione della presente invenzione in modo che la seguente descrizione dettagliata possa essere meglio compresa e affinché i contribuiti alla tecnica possano essere meglio apprezzati. Vi sono, ovviamente, altre caratteristiche dell’invenzione che verranno descritte più avanti e che verranno esposte nelle rivendicazioni allegate. Con riferimento a ciò, prima di illustrare diverse forme di realizzazione dell’invenzione in dettaglio, si deve comprendere che le varie forme di realizzazione dell’invenzione non sono limitate nella loro applicazione ai dettagli costruttivi ed alle disposizioni di componenti descritti nella descrizione seguente o illustrati nei disegni. L’invenzione può essere attuata in altre forme di realizzazione e attuata e posta in pratica in vari modi. Inoltre si deve comprendere che la fraseologia e la terminologia qui impiegate sono soltanto ai fini descrittivi e non devono essere considerate limitative.

Gli esperti del ramo pertanto comprenderanno che il concetto su cui si basa la descrizione può essere prontamente utilizzato come base per progettare altre strutture, altri metodi e/o altri sistemi per attuare i vari scopi della presente invenzione. E’ importante, quindi, che le rivendicazioni siano considerate come comprensive di quelle costruzioni equivalenti che non escono dallo spirito e dall’ambito della presente invenzione.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Una comprensione più completa delle forme di realizzazione illustrate dell’invenzione e dei molti vantaggi conseguiti verrà ottenuta quando la suddetta invenzione verrà meglio compresa con riferimento alla descrizione dettagliata che segue in combinazione con i disegni allegati, in cui: la

Fig.1 illustra una vista laterale schematica di un impianto generatore di turbina a gas secondo l’arte anteriore; la

Fig.2 illustra una vista assonometrica di una disposizione di generatore a turbina a gas modulare; la

Fig.3 illustra una vista assonometrica della piastra di base del modulo di Fig.2 con una turbina a gas e un generatore elettrico montanti su di essa; la

Fig.4 illustra una vista in pianta dall’alto della piastra di base della Fig.3; la

Fig.5 illustra una vista in pianta dall’alto semplificata dei componenti principali della piastra di base; la

Fig.6 illustra una vista assonometrica dal basso della piastra di base; la

Fig.7 illustra una sezione trasversale secondo la linea VII-VII della Fig.4; la

Fig.8 illustra una sezione trasversale secondo la linea VIII-VIII di Fig.4; la

Fig.9 illustra un dettaglio di una disposizione di placca e sotto-placca di ancoraggio su cui poggia la piastra di base sulla fondazione; la

Fig.10 illustra una sezione trasversale secondo la linea X-X di Fig.9; la Fig.11 illustra un ingrandimento del dettaglio indicato con XI in Fig.10; la

Fig.12 illustra una sezione trasversale secondo un piano verticale di una disposizione di tirafondi per ancorare la piastra di base alla fondazione; la

Fig.13 illustra una sezione trasversale secondo un piano verticale, parallelo all’asse della turbina, di una disposizione di rosette sferiche supportanti il generatore elettrico; la

Fig.14 illustra una vista secondo XIV-XIV di Fig.13; la

Fig.15 illustra una vista laterale del supporto della turbina a gas sulla piastra di base; la

Fig.16 illustra una vista laterale di una chiave di taglio usata per ancorare orizzontalmente la piastra di base alla fondazione; e la

Fig.17 illustra una vista secondo la linea XVII-XVII di Fig.16.

Descrizione Dettagliata di Forme di Realizzazione dell’Invenzione

La descrizione dettagliata che segue di forme di realizzazione esemplificative si riferisce ai disegni allegati. Gli stessi numeri di riferimento in disegni differenti identificano elementi uguali o simili. Inoltre, i disegni non sono necessariamente in scala. Ancora, la descrizione dettagliata che segue non limita l’invenzione. Piuttosto, l’ambito dell’invenzione à ̈ definito dalle rivendicazioni accluse.

Il riferimento in tutta la descrizione a “una forma di realizzazione†o “la forma di realizzazione†o “alcune forme di realizzazione†significa che una particolare caratteristica, struttura o elemento descritto in relazione ad una forma di realizzazione à ̈ compresa in almeno una forma di realizzazione dell’oggetto descritto. Pertanto la frase “in una forma di realizzazione†o “nella forma di realizzazione†o “in alcune forme di realizzazione†in vari punti lungo la descrizione non si riferisce necessariamente alla stessa o alle stesse forme di realizzazione. Inoltre le particolari caratteristiche, strutture od elementi possono essere combinati in qualunque modo idoneo in una o più forme di realizzazione.

La Fig.2 illustra una vista assonometrica di un impianto generatore a turbina a gas secondo una forma di realizzazione della presente descrizione. La Fig.3 illustra una vista assonometrica e la Fig.4 illustra una vista in pianta dall’alto della piastra di base e delle macchine rotanti principali su di essa disposte. L’impianto generatore a turbina a gas à ̈ realizzato come un modulo, indicato con 21 nelle Figg.2 e 3 ed à ̈ disposto su una fondazione 23. L’impianto comprende una piastra di base 25 supportante una turbina a gas 27, un generatore elettrico 29 e unità ausiliarie, quali lo starter della turbina a gas (non mostrato), collegato alla turbina a gas sul lato opposto al generatore elettrico 29.

La piastra di base 25 supporta anche una struttura circostante 33 entro cui sono disposti i dispositivi, gli apparati e i servizi ausiliari, quali carri ponte per muovere le macchine formanti il treno della turbina a gas, unità di ingresso dell’aria, filtri, silenziatori, sistemi di alimentazione e controllo del combustibile, sistemi di lubrificazione e simili. Questi servizi sono noti agli esperti del ramo e non verranno descritti in maggiore dettaglio. Un alloggiamento 34 della turbina a gas à ̈ anch’esso disposto nella struttura 33.

La piastra di base à ̈ realizzata in modo tale da poter essere fabbricata in un piazzale di produzione, trasportata al sito di erezione e test, dove essa viene completamente assemblata con l’intero macchinario, equipaggiamento ausiliario e struttura circostante 33. Questo dà luogo ad un impianto completo completamente modularizzato. Dopo l’assemblaggio ed il test il modulo può essere trasportato alla destinazione finale e semplicemente ancorato alla fondazione prevista nella destinazione finale, minimizzando in tal modo l’intervento umano e il tempo richiesti per avviare l’impianto.

In alcune forme di realizzazione la turbina a gas 27 à ̈ una turbina a gas heavy duty che produce 80 MW o più, ad esempio avente una potenza nominale fra 80 MW e 150 MW. Un esempio di una turbina a gas heavy duty 27 idonea à ̈ una turbina a gas MS9001E disponibile da GEEPE (Belfort-Francia). Un’altra turbina a gas heavy duty idonea à ̈ la MS7001EA, specificamente sviluppata da GE Energy US per il mercato dell’energia a 60 Hz. Queste turbine a gas heavy duty sono realizzate per fornire potenza meccanica nell’intervallo 80-140 MW. La struttura della piastra di base 25 à ̈ specificamente realizzata per consentire alle macchine rotanti heavy duty (turbina a gas 27 e generatore elettrico 29) e alla struttura circostante e ai rimanenti servizi di essere installati su di essa, testati e trasportati senza necessità di disassemblare parti di essi dopo il test e per scopi di trasporto. Le caratteristiche principali della piastra di base 25 verranno descritte di seguito facendo riferimento specificamente alle Figg.2 a 8.

Come mostrato in Fig.2, la disposizione dello scarico del gas combusti à ̈ preferibilmente posizionata a lato del modulo principale 21. Questo riduce le dimensioni complessive del modulo 21 e l’ingombro in pianta di esso, cioà ̈ le dimensioni della piastra di base 25.

Secondo alcune forme di realizzazione esemplificative, la piastra di base 25 ha una struttura a traliccio complessa, comprendente una struttura a traliccio primaria e struttura a traliccio secondaria. Per una migliore comprensione delle caratteristiche principali dell’impianto generatore a turbina a gas modularizzato, i componenti principali della struttura a traliccio primaria sono mostrati isolatamente in Fig.5, in cui gli elementi della struttura a traliccio secondaria sono stati rimossi. L’intera struttura della piastra di base à ̈ illustrata nelle Figg.3, 4 e 6, quest’ultima essendo una vista assonometrica dal basso della piastra di base.

In alcune forme di realizzazione la struttura a traliccio primaria della piastra di base 25 comprende una pluralità di sezioni della piastra di base 25A, 25B, 25C, 25D, 25E, 25F assemblate assieme lungo uno sviluppo longitudinale della piastra di base 25. L’estensione longitudinale à ̈ parallela all’asse di rotazione delle macchine rotanti coassiali disposte sulla piastra di base 25, cioà ̈ della turbina a gas 27 e del generatore elettrico 29. Ciascuna sezione 25A, 25B, 25C, 25D, 25E, 25F comprende due travi trasversali 41 estendentisi nella direzione trasversale, cioà ̈ sostanzialmente ortogonali all’asse della turbina a gas del generatore elettrico, attraverso l’intera larghezza della piastra di base 25. Fra ciascuna coppia di travi trasversali 41 à ̈ disposta una pluralità di porzioni di travi longitudinali 43. Nella forma di realizzazione illustrata nei disegni, quattro porzioni 43 di travi longitudinali sono disposte tra ciascuna coppia di travi trasversali 41. Queste quattro porzioni di travi longitudinali sono indicate con 43A, 43B, 43C e 43D. Assemblando e saldando insieme le varie sezioni 25A, 25B, 25C, 25D, 25E, 25F della piastra di base si ottiene una struttura a traliccio primaria della piastra di base 25 comprendente quattro travi longitudinali sviluppantisi da una prima estremità ad una seconda estremità della piastra di base. Le travi longitudinali risultanti sono indicate con 45A, 45B, 45C e 45D, rispettivamente.

Le travi trasversali 41 e le porzioni di trave 43 sono preferibilmente travi sagomate ad H o a I. A causa delle loro grandi dimensioni, le porzioni di trave 43 e le travi 41 non sono prodotte per laminazione a caldo, bensì piuttosto sono formate da un’anima centrale saldata a due contrapposte piattabande.

Le porzioni di trave intermedie 43B e 43C e le travi trasversali 41 hanno dimensioni verticali uguali, definendo in tal modo una superficie planare superiore ed una superficie planare inferiore. In forme di realizzazione preferite, le porzioni di trave longitudinale 43A e 43D di alcune sezioni 25A, 25B, 25C, 25D, 25E, 25F della piastra di base hanno una dimensione verticale inferiore, come si può meglio comprendere dalla Fig.3. Più in particolare, nella forma di realizzazione esemplificativa illustrata nei disegni, la piastra di base 25 comprende sei sezioni 25A, 25B, 25C, 25D, 25E, 25F e le prime quattro sezioni 25A, 25B, 25C, 25D hanno porzioni 43A, 43D di travi longitudinali più piccole. In altre forme di realizzazione, non mostrate, tutte le porzioni di trave laterali 43A, 43D di tutte le sezioni 25A-25F della piastra di base possono avere una dimensione verticale ridotta. Le porzioni di trave longitudinali laterali 43A, 43D sono disposte in modo tale che le piattabande superiori di esse siano localizzate sulla stessa superficie planare superiore comune.

Come si può comprendere ad esempio dalla vista in pianta dall’alto della piastra di base 25 e delle rispettive macchine rotanti su di essa disposte, le due travi longitudinali intermedie 45B, 45C sono disposte l’una vicina all’altra ad una distanza tale per cui le macchine rotanti possono essere supportate su dette travi longitudinali 45B, 45C.

Più specificamente, la turbina a gas 27 à ̈ supportata su un telaio di turbina a gas o piastra di base 47 di turbina a gas che à ̈ a sua volta montata sulle due travi longitudinali intermedie 45B, 45C con l’interposizione di piedi 49. La connessione fra i piedi 49 e la piastra di base 47 della turbina a gas da un lato e la piastra di base 25 dall’altro può essere ottenuta tramite saldatura. Con questa disposizione, il peso della turbina a gas à ̈ supportato direttamente dalle travi longitudinali intermedie 45B, 45C. In alcune forme di realizzazione travi di rinforzo trasversali ausiliarie 48 sono disposte sotto la piastra di base 47 della turbina a gas per fornire un basamento rigido per creare vincoli trasversali e/o longitudinali per la piastra di base 47 della turbina a gas e per la piastra di base 25 del modulo.

In alcune forme di realizzazione il generatore elettrico 29 à ̈ montato su due supporti trasversali scatolari 51. In forme di realizzazione preferite i due supporti scatolari si estendono trasversalmente per la distanza delle due travi longitudinali intermedie 45B, 45C e possono essere ancorati ad esse, ad esempio tramite saldatura. Nella forma di realizzazione illustrata nei disegni la distanza dei due supporti scatolari nella direzione longitudinale, cioà ̈ nella direzione parallela all’asse della turbina a gas, corrisponde alla larghezza della rispettiva sezione 25A, 25B, 25C, 25D, 25E, 25F della piastra di base, così che i supporti scatolari 51 trasmettono parzialmente il peso del generatore elettrico alle travi trasversali 41.

Nella forma di realizzazione illustrata nei disegni le travi longitudinali intermedie 45B, 45C non sono localizzate simmetricamente rispetto alla linea centrale della piastra di base 25, bensì piuttosto esse sono più vicine alla trave longitudinale 45A di quanto non siano alla trave longitudinale 45D. In altre forme di realizzazione, la disposizione delle travi longitudinali 45A-45D può essere simmetrica rispetto alla linea centrale della piastra di base 45.

Montanti 65 della struttura 33 circondante il macchinario sono saldati alla piastra di base 25 ai nodi in cui le porzioni di trave longitudinale 43A-43D e le travi trasversali 41 sono collegate le une alle altre lungo i bordi laterali longitudinali della piastra di base 25. La disposizione della struttura 33 non verrà descritta in dettaglio. La configurazione della struttura 33 può differire in funzione del tipo di servizi alloggiati nella struttura e della loro disposizione.

Come si può comprendere dalla Fig.5, alcune delle maglie rettangolari della struttura a traliccio primaria formata dalle travi longitudinali 45A-45D e dalle travi trasversali 41 sono provviste di controventature 53, 55 saldate le une alle altre e/o alla struttura a traliccio primaria formata dalle travi 41 e 45A-45D tramite piastre di rinforzo ausiliare 57, mostrate in Fig.4 ma omesse nella vista in pianta semplificata della Fig.5. Le controventature 53, 55 irrigidiscono l’intera piastra di base 25 nel piano orizzontale. In alcune forme di realizzazione le controventature inclinate 53, 55 sono previste in ciascuna maglia rettangolare della struttura a traliccio primaria formata dalle travi trasversali 41 e dalle travi longitudinali 45 lungo uno dei lati maggiori della piastra di base 25 e lungo entrambi i lati minori di essa. Nella forma di realizzazione illustrata nei disegni le controventature sono disposte nelle maglie rettangolari della struttura a traliccio primaria fra una delle travi longitudinali intermedie supportanti le macchine rotanti 27, 29 e l’adiacente trave longitudinale laterale, cioà ̈ la trave longitudinale esterna 45A.

In ciascuna maglia formata dalla struttura a traliccio primaria, sono disposte travi secondarie, formanti una struttura a traliccio secondaria. Le travi secondarie sono contrassegnate con 61, 63, le travi secondarie 61 estendendosi parallelamente alle travi 41 e le travi secondarie 63 estendendosi parallelamente alle travi longitudinali 45A-45D. Le travi secondarie 61, 63 e la struttura a traliccio secondaria da esse formata non verranno descritte in dettaglio. La disposizione di esse può variare in funzione della configurazione dei vari servizi disposti nella struttura 33. La struttura a traliccio secondaria formata dalle travi secondarie 61, 63 definisce una struttura di appoggio per pannelli di pavimentazione degli equipaggiamenti ausiliari.

Le travi trasversali 41 e almeno le travi longitudinali centrali 45B, 45C formano una superficie planare inferiore poggiante sulla fondazione 23. La fondazione à ̈ usualmente formata come un blocco di basamento in un getto di calcestruzzo armato con alcune estensioni sporgenti. Come meglio visibile nelle Figg.3, 7 e 8, la fondazione 23 forma una superficie orizzontale piana F su cui à ̈ posta la piastra di base 25. La superficie orizzontale piana F à ̈ discontinua. Più specificamente, la superficie piana F à ̈ interrotta da spazi vuoti, qui di seguito denominati “canali†longitudinali 71, 73. Il canale longitudinale 71 ha una superficie di fondo 71B e superfici laterali 71S. Il canale longitudinale 73 ha una superficie di fondo 73B e superfici laterali 73S. I due canali 71 e 73 dividono il blocco di cemento armato formante la fondazione 23 in due pareti laterali o plinti laterali 23A ed una parete centrale o plinto centrale 23B, formanti dette estensioni sporgenti del blocco di basamento in getto di cemento armato. Le pareti laterali od estensioni laterali 23A del blocco di basamento possono essere sostituite o formate da due file di plinti.

La piattabanda inferiore di ciascuna trave trasversale 41 poggia sulle superfici superiori delle pareti 23A, 23B, formando così tre zone in cui ciascuna trave trasversale 41 poggia sulla fondazione 23. Le piattabande inferiori delle due travi longitudinali intermedie 45B, 45C sono in contatto con la superfice superiore della parete intermedia 23B lungo lo sviluppo longitudinale della piastra di base 25, almeno nella zona in cui sono disposti la turbina a gas 27 e/o il generatore elettrico 29. Come verrà descritto più avanti, il modulo non à ̈ in contatto diretto con la fondazione, ma piuttosto supportato su di essa tramite piastre di ancoraggio e tirafondi cementati alla struttura in cemento armato della fondazione 23.

Come mostrato in particolare nelle Figg.7 e 8 i “canali†71, 73 sono usati per inserire carrelli di sollevamento e movimentazione 81 sotto la piastra di base 25 del modulo 21. I carrelli sono provvisti di rispettive ruote 83 e di piastre di sollevamento verticalmente mobili azionate ad esempio da martinetti idraulici o meccanici, non mostrati. Come già menzionato, la struttura della piastra di base 25 e del modulo 21 sono tali per cui l’intero impianto generatore a turbina a gas può essere assemblato e testato in un piazzale di erezione e test prima del trasporto alla destinazione finale. Fondazioni 23 sostanzialmente simili saranno previste sia al piazzale di erezione e test, sia alla destinazione finale dell’impianto generatore di turbina a gas modularizzato. Il modulo completo può così essere assemblato sul piazzale o sito di erezione e test con la piastra di base 25 opportunamente ancorata alla fondazione 23, e l’impianto può essere testato ad esempio in condizioni di piena velocità e a vuoto in una configurazione che esprime e rappresenta nel miglior modo raggiungibile sia il comportamento statico sia il comportamento dinamico “in servizio†. Ciascun componente del macchinario può essere opportunamente registrato e accordato. Una volta che i test sono stati completati, la piastra di base 25 sarà semplicemente staccata dalla fondazione 23 e sollevata insieme ai macchinari, servizi e alla struttura 33 su di essa montati e trasportata per mezzo dei carrelli 81, ad esempio su una nave per il trasporto alla destinazione finale.

Sulla nave il modulo sarà poggiato su fondazioni temporanee aventi ancora una configurazione simile a quelle previste alla destinazione finale, considerando che lo stesso tipo di carrelli verrà utilizzato sia sul piazzale di erezione e test, sia alla destinazione finale.

Qui gli stessi carrelli usati sul piazzale di erezione e test o carrelli simili previsti presso la destinazione finale saranno usati per sollevare il modulo e trasportarlo dalla nave sulla fondazione 23. Poiché le fondazioni nei due siti (piazzale di erezione e test e destinazione finale) sono sostanzialmente uguali, il modulo sarà pronto per l’avviamento dopo solo minori controlli e aggiustamenti.

La struttura sopra descritta della piastra di base 25 e la struttura della fondazione 23 con i “canali†71, 73 sono specificamente realizzate per supportare l’intero modulo compresa la turbina a gas heavy duty e il rispettivo generatore elettrico consentendo il trasporto del modulo con deformazioni flessionali trascurabili della piastra di base, così che l’impianto sarà sostanzialmente pronto per l’avviamento una volta che esso sarà stato disposto nella destinazione finale e opportunamente ancorato alla fondazione 23.

Una disposizione di ancoraggio particolarmente efficiente à ̈ stata sviluppata per questo scopo e verrà descritta qui di seguito, con riferimento alle Figg.9 a 12.

Nelle superfici superiori delle tre pareti 23A, 23B à ̈ prevista una pluralità di recessi, in cui sono disposte piastre di ancoraggio formanti superfici di appoggio per la piastra di base 25. I ricessi sono distribuiti secondo la struttura a traliccio della piastra di base 25. Ad esempio i recessi possono essere disposti lungo le travi longitudinali 45A-45B e in particolare lungo le travi longitudinali intermedie 45B, 45C, nonché lungo le travi trasversali 41, preferibilmente ai nodi dove le travi si incrociano l’una con l’altra. In forme di realizzazione preferite i recessi e le piastre di ancoraggio sono disposti anche sotto le travi trasversali ausiliarie 48 posizionate sotto la turbina 27.

Un recesso esemplificativo e rispettiva disposizione di piastra di ancoraggio à ̈ mostrato nelle Figg.9 a 11. Nel recesso, indicato con 85, sono disposte e cementate una sotto-piastra di ancoraggio 87 e una piastra di ancoraggio 89. La sotto-piastra di ancoraggio 87 à ̈ provvista di viti di livellamento 91. Prima di posizionare il modulo 21 sulla fondazione 23, sotto-piastre di ancoraggio 87 e corrispondenti piastre di ancoraggio 89 vengono posizionate in ciascun recesso 85 e livellate così che la superficie superiore della piastra di ancoraggio à ̈ orizzontale. La disposizione di piastra di ancoraggio e sottopiastra di ancoraggio 87, 89 viene quindi cementata nel recesso 85 così da venire trattenuta nella posizione corretta. Il modulo 21 viene poi trasferito tramite i carrelli 81 sopra la fondazione 23 e abbassato per appoggiare sulle piastre di ancoraggio 89. Possibili spazi fra la piastra di base 25 e le singole piastre di ancoraggio, dovute a tolleranze costruttive della piastra di base 25 verranno riempiti con spessori (non mostrati).

Vicino a ciascuna piastra di ancoraggio 87 tirafondi 93 sono cementati in fori 95 formati nel blocco di cemento armato della fondazione 23. La piastra di base 25 Ã ̈ collegata ai tirafondi 93 per mezzo di dadi 97, i tirafondi 93 estendendosi attraverso fori passanti 98 previsti nella piastra di base 25, ad esempio nella piattabanda inferiore 99 delle travi trasversali 41 o delle travi longitudinali 45A-45D. I tirafondi 93 forniscono un ancoraggio verticale della piastra di base 25 alla fondazione 23.

Usualmente i tirafondi 93 non sono progettati per resistere a sollecitazioni di taglio orizzontali e sono pertanto non idonei a fornire un ancoraggio orizzontale della piastra di base 25 alla fondazione 23. Nella forma di realizzazione illustrata nei disegni, sono addizionalmente previste chiavi di taglio sul fondo della piastra di base 25, per fornire un ancoraggio orizzontale della piastra di base 25 alla fondazione 23. Vantaggiosamente, la struttura e la disposizione delle chiavi di taglio à ̈ tale da controllare le espansioni termiche della piastra di base 25. Si deve infatti osservare che, a causa dei gradienti termici fra la fondazione 23 e la piastra di base 25, quest’ultima può essere soggetta ad espansioni termiche nelle direzioni sia longitudinale che trasversale, dette espansioni essendo differenti rispetto alle corrispondenti espansioni termiche della fondazione 23 a cui la piastra di base 25 à ̈ ancorata.

Nella vista dal basso della piastra di base 25 mostrata in Fig.6 à ̈ visibile la disposizione generale delle chiavi di taglio. In questa forma di realizzazione una prima serie di chiavi di taglio 94 à ̈ allineata lungo la direzione longitudinale della piastra di base 25, cioà ̈ la direzione parallela ai lati lunghi della piastra di base rettangolare 25 e parallela all’asse di rotazione della turbina a gas 27 e del generatore elettrico 29. Preferibilmente le chiavi di taglio 94 della prima serie sono disposte fra la seconda trave longitudinale 45B e la terza trave longitudinale 45C. Preferibilmente, le chiavi di taglio 94 sono disposte vicino ad una o all’altra delle due travi longitudinali parallele 45B, 45C, piuttosto che centralmente tra di esse. Una seconda serie di chiavi di taglio 96 à ̈ allineata lungo una linea trasversale, parallela ai lati corti della piastra di base 25 e quindi orientata a 90° rispetto all’asse di rotazione della turbina a gas 27 e del generatore elettrico 29. Nella forma di realizzazione illustrata in Fig.6, le due direzioni di allineamento delle due serie di chiavi di taglio si incrociano l’una con l’altra sotto la turbina a gas. Preferibilmente le chiavi di taglio sono uguali le une alle altre. Esse possono bloccare il movimento della piastra di base 25 o in entrambe le direzioni orizzontali, oppure lasciare un grado di libertà alla piastra di base 25 in una direzione orizzontale, bloccando la piastra di base 25 nell’altra direzione, in funzione di come le chiavi di taglio sono collegate alle travi formanti la piastra di base 25.

La connessione fra la piastra di base 25 e una delle chiavi di taglio 94 à ̈ illustrata nelle Figg.16 e 17 e verrà descritta in seguito. Le chiavi di taglio 96 sono collegate alla piastra di base 25 sostanzialmente nello stesso modo.

Nell’esempio illustrato la chiave di taglio 94 comprende una trave a forma di I 94A disposta verticalmente, che à ̈ cementata in una sede 94B formata nella fondazione 23. La chiave di taglio 94 comprende inoltre una piastra di connessione 94C saldata ad una delle piattabande della trave ad I 94A e ad una piastra di connessione 94D. La piastra di connessione 94D à ̈ fissata ad una flangia di ancoraggio 94E, che à ̈ a sua volta saldata ad una delle travi formanti la struttura a traliccio primaria della piastra di base 25, ad esempio la trave 45B. Disposizioni a vite e dado 94G bloccano la piastra di connessione 94D e la flangia di ancoraggio 94E tra loro. Per consentire un movimento orizzontale, ad esempio dovuto all’espansione termica, della trave 45B rispetto alla trave 94A cementata nella fondazione 23, la flangia di ancoraggio 94D può essere provvista di asole allungate in una direzione parallela alla trave 45B, attraverso cui passano le viti 94G. Con questa disposizione à ̈ possibile uno spostamento secondo la freccia f45 della trave 45B rispetto alla chiave di taglio 94.

La disposizione à ̈ tale per cui le chiavi di taglio 94 consentono uno spostamento controllato della piastra di base 25 parallelamente all’allineamento di dette chiavi di taglio 94, cioà ̈ parallelamente all’asse di rotazione della turbina 27 e del generatore elettrico 29. Viceversa, le chiavi di taglio 96 consentono uno spostamento controllato della piastra di base 25 parallelamente alla direzione trasversale, cioà ̈ la direzione orientata a 90° rispetto all’asse di rotazione della turbina a gas 27 del motore elettrico 29. L’area della piastra di base 25 dove le due serie di chiavi di taglio si incrociano l’una con l’altra, cioà ̈ l’area sottostante la turbina a gas 27, à ̈ sostanzialmente bloccata alla fondazione 23.

Il modulo à ̈ pertanto atto ad espandersi termicamente si in direzione longitudinale sia in direzione trasversale rispetto alla fondazione 23, mantenendo il centro della piastra di base 25 sostanzialmente fermo.

Allo scopo di evitare sollecitazioni flessionali sui tirafondi 93 dovuti alla espansione termica e conseguente spostamento orizzontale della piastra di base 25, i fori trasversali 98 attraverso cui si estendono i tirafondi 93 sono sostanzialmente più grandi rispetto ai tirafondi e/o sono asolati.

In alcune forme di realizzazione la struttura in acciaio saldato della piastra di base 25, anche a causa delle sue dimensioni, ha tolleranze di costruzione che non consentono di raggiungere il desiderato livello di planarità delle superfici di supporto delle macchine rotanti. Per questa ragione, queste superfici possono essere lavorate una volta che la piastra di base 25 à ̈ posizionata sulla fondazione nel piazzale di erezione e test.

L’allineamento degli alberi delle macchine rotanti formanti il treno di macchine rotanti deve infatti essere ottenuto prima di iniziare l’avviamento, sia per il test sia per il funzionamento, dopo che il modulo à ̈ stato installato sulla fondazione. Un allineamento non corretto può provocare vibrazioni e, nel peggiore dei casi, la rottura prematura dei supporti. L’allineamento a freddo compensa la crescita termica dell’equipaggio in funzione sfalsando correttamente l’equipaggio condotto e l’equipaggio motore. Lo sfalsamento consente all’equipaggio di espandersi allineandosi nelle normali condizioni operative.

L’allineamento a pieno carico ideale (a caldo) avviene quando tutte le linee mediane degli organi del treno, cioà ̈ gli assi ruotanti delle varie macchine rotanti (turbina a gas, generatore elettrico, starter) coincidono esattamente. Si intende posizionare la linea a freddo di ciascun organo del treno in modo tale che alla temperatura di pieno carico ciascun membro del treno si muoverà nella sua posizione ideale.

In aggiunta a quanto sopra, benché la struttura della piastra di base 25 sia particolarmente rigida, il peso delle macchine rotanti disposte su di essa e i possibili carichi ambientali incontrati sono tali che durante il trasporto del modulo 21 dal sito di produzione o dal piazzale di erezione e test, alla destinazione finale, possono verificarsi alcune deformazioni della piastra di base 25 o, più probabilmente, possono verificarsi alcuni anche piccoli spostamenti nella posizione relativa dell’equipaggio motore rispetto all'equipaggio condotto, così che le macchine rotanti devono essere riallineate dopo l’installazione alla destinazione finale.

Per questo scopo, secondo forme di realizzazione preferite, almeno una delle macchine rotanti e preferibilmente entrambe la turbina a gas e il generatore elettrico sono montati sulla piastra di base 25 con l’interposizione di rosette sferiche. Le Figg.13 e 14 mostrano la disposizione di rosette sferiche poste sotto il generatore elettrico 29. In alcune forme di realizzazione la cassa del generatore elettrico à ̈ montata sui due supporti scatolari 51 con l’interposizione di quattro serie di rosette sferiche disposte alle estremità di entrambi detti supporti scatolari 51. Ciascuna serie 101 di rosette sferiche comprende ad esempio tre rosette sferiche 103. Le rosette sferiche sono interposte tra una piastra inferiore 51A, ad esempio formante una parte integrale del rispettivo supporto scatolare 51, ed una piastra superiore di supporto del generatore 105. In forme di realizzazione preferite la piastra inferiore 51A ha un canale 107 di limitata profondità lavorato sulla superficie superiore di essa. Le tre rosette sferiche 103 di ciascuna serie sono poste nel canale 107 di poca profondità e sporgono parzialmente da esso. Ciascuna rosetta sferica 103 può essere circolare o preferibilmente quadrata o rettangolare in pianta e comprende due componenti 103A, 103B. Il componente 103A à ̈ in contatto con il fondo del canale di bassa profondità 107, mentre il componente 103B à ̈ in contatto con la piastra superiore 105 di supporto del generatore.

I due componenti 103A, 103B sono provvisti di rispettive superfici sferiche concava e convessa in contatto reciproco. L’inclinazione di ciascun componente superiore 103B rispetto al supporto scatolare 51 può così essere registrato indipendentemente per ciascuna delle rosette sferiche 103. Questo consente a ciascuna piastra superiore 105 di supporto del generatore di essere correttamente posizionata, così che il generatore elettrico 29 poggiante su di esse sarà coassiale alla turbina a gas. Ogni possibile disallineamento del generatore elettrico e della turbina a gas, ad esempio dovuto a differenti deformazioni della piastra di base 25 verificantisi durante il trasporto dal piazzale o sito di erezione e test alla destinazione finale, possono così essere compensate semplicemente aggiungendo spessori a faccia piana fra le rosette sferiche e la cassa del generatore elettrico, senza il rischio di non riuscire a raggiungere la desiderata planarità.

Una analoga disposizione di rosette sferiche può essere prevista fra la turbina a gas 27 e la piastra di base 25. In Fig.15 rosette sferiche 111 interposte fra la piastra di base 47 della turbina a gas e i piedi 49 sono mostrate schematicamente. Le rosette sferiche 111 sono realizzate e disposte così che l’inclinazione della piastra di base 47 della turbina a gas può essere registrata in modo tale che la turbina a gas 27 sia coassiale al generatore elettrico 29.

La struttura modulare sopra descritta, ed in particolare la piastra di base 25, così come la struttura della fondazione 23, consentono di assemblare in un sito di fabbricazione o in un piazzale di erezione e test un impianto di potenza di turbina a gas comprendente una turbina main frame o heavy duty ed un carico, quale in particolare un generatore elettrico, di testare detto impianto a piena velocità e a vuoto, o a piena velocità e pieno carico e quindi di trasportarlo come un modulo tramite trasporto via mare e/o via terra alla destinazione finale. Per questo scopo, nel piazzale di erezione e test o nel sito di produzione sarà costruita una prima fondazione 23. La piastra di base 25 sarà assemblata e ancorata, per mezzo dei tirafondi 93, sulla prima fondazione 23 e l’intero modulo, comprendente le macchine rotanti, i dispositivi ausiliari e i servizi ausiliari, sarà montato su di essa compresa la struttura esterna 33 che racchiude l’alloggiamento della turbina a gas. Le macchine saranno allineate assialmente, registrate e testate.

Una volta che il modulo à ̈ stato completamente testato, esso può essere smontato dalla prima fondazione 23, rimuovendo i dadi dai tirafondi 93 (vedasi Fig.12). Carrelli 81 verranno usati per sollevare il modulo dalla prima fondazione 23 e trasportarlo ad esempio ad una nave per il trasporto via mare alla destinazione finale. Qui il modulo verrà nuovamente sollevato tramite carrelli 81 e trasferito sopra una seconda fondazione 23, che può essere identica o simile alla fondazione 23 su cui il modulo à ̈ stato assemblato e testato nel piazzale o sito di erezione e test. Non à ̈ essenziale che le due fondazioni 23 siano identiche l’una all’altra. E’ sufficiente che le due fondazioni siano sufficientemente simili da assicurare lo stesso comportamento dinamico e statico del modulo. In particolare, entrambe le fondazioni 23 dovranno avere canali per inserirvi e disinserire da essi carrelli 81 e superfici di appoggio per piazzare le travi longitudinali primarie 45A-45D e le travi trasversali primarie 41 e per ancorare le dette travi alla fondazione tramite piastre di ancoraggio e tirafondi come sopra descritto.

La struttura sopra descritta consente pertanto di modularizzare e trasportare turbine a gas heavy duty, riducendo tempo e costi di assemblaggio e avviamento dell’impianto a turbina a gas presso la destinazione finale.

Mentre le forme di realizzazione descritte dell’oggetto qui illustrato sono state mostrate nei disegni e descritte integralmente in quanto sopra con particolari e dettagli in relazione a diverse forme di realizzazione esemplificative, gli esperti nell’arte comprenderanno che molte modifiche, cambiamenti e omissioni sono possibili senza uscire materialmente dagli insegnamenti innovativi, dai principi e dai concetti sopra esposti, e dai vantaggi dell’oggetto definito nelle rivendicazioni allegate. Pertanto l’ambito effettivo delle innovazioni descritte deve essere determinato soltanto in base alla più ampia interpretazione delle rivendicazioni allegate, così da comprendere tutte le modifiche, i cambiamenti e le omissioni. Inoltre, l’ordine o sequenza di qualunque fase di metodo o processo può essere variata o ridisposta secondo forme di realizzazione alternative.

Claims (29)

1. “IMPIANTO MODULARE DI TURBINA A GAS CON UNA TURBINA A GAS HEAVY DUTY†Rivendicazioni 1) Un modulo di turbina a gas trasportabile, comprendente: una piastra di base supportante almeno una turbina a gas ed un carico operativamente connesso a detta turbina a gas; una struttura circondante detta turbina a gas e detto carico e connessa a detta piastra di base; in cui detta turbina a gas à ̈ una turbina a gas heavy duty avente una potenza nominale non inferiore a 80 MW.
2. 2) Modulo di turbina a gas come da rivendicazione 1, in cui detto carico comprende un generatore elettrico.
3. 3) Modulo di turbina a gas come da rivendicazione 1 o 2, in cui detta piastra di base comprende una pluralità di travi longitudinali sviluppantisi parallelamente ad una direzione di un asse di rotazione di detta turbina a gas, e una pluralità di travi trasversali sviluppantisi trasversalmente a detto asse di rotazione; dette travi longitudinali e dette travi trasversali definendo una struttura a traliccio primaria su cui sono piazzati detta turbina a gas e detto carico.
4. 4) Modulo di turbina a gas come da rivendicazione 3, in cui detta turbina a gas e detto carico sono disposti su una coppia di dette travi longitudinali.
5. 5) Modulo di turbina a gas come da rivendicazione 4, in cui detta coppia di travi longitudinali, su cui sono posti la turbina a gas ed il carico, sono posizionate in una posizione intermedia in detta struttura a traliccio primaria almeno una trave longitudinale esterna essendo disposta su ciascun lato di detta coppia di travi longitudinali supportanti detta turbina a gas e detto carico.
6. 6) Modulo di turbina a gas come da rivendicazione 3, 4 o 5, in cui dette travi trasversali e dette travi longitudinali definiscono una superficie piana superiore della piastra di base.
7. 7) Modulo di turbina a gas come da rivendicazione 6, in cui dette travi trasversali e almeno detta coppia di travi longitudinali hanno sostanzial mente la stessa altezza e definiscono una superficie piana inferiore della piastra di base, detta superficie piana inferiore formando la superficie di appoggio del modulo su una fondazione.
8. 8) Modulo di turbina a gas come da una o più delle rivendicazioni 3 a 7, in cui detta piastra di base à ̈ divisa in sezioni di piastra di base, dette sezioni di piastra di base essendo allineate l’una all’altra in una direzione parallela all’asse di rotazione di detta turbina a gas e collegate l’una all’altra per formare una struttura di piastra di base rigida.
9. 9) Modulo di turbina a gas come da rivendicazione 8, in cui ciascuna trave trasversale ha una lunghezza corrispondente alla larghezza di detta piastra di base e ciascuna trave longitudinale à ̈ formata da una pluralità di porzioni di travi longitudinali allineate lungo la direzione dell’asse di rotazione della turbina a gas, ciascuna porzione di trave longitudinale sviluppandosi da una prima ad una seconda trave trasversale tra loro adiacenti, dette porzioni di travi longitudinali di ciascuna trave longitudinale essendo collegate l’una all’altra per saldatura alle travi trasversali intermedie.
10. 10) Modulo di turbina a gas come da una o più delle rivendicazioni 3 a 9, in cui detta struttura a traliccio primaria ha maglie sostanzialmente rettangolari, in alcune almeno di dette maglie essendo prevista una struttura a traliccio secondaria, detta struttura a traliccio secondaria essendo formata da travi trasversali secondarie, correnti parallelamente alle travi trasversali della struttura a traliccio primaria, e da travi secondarie longitudinali, correnti parallelamente alle travi longitudinali della struttura a traliccio primaria.
11. 11) Modulo di turbina a gas secondo una o più delle rivendicazioni 3 a 10, in cui detta struttura a traliccio primaria ha maglie sostanzialmente rettangolari, in almeno alcune di dette maglie essendo disposte controventature, dette controventature essendo posizionate in un piano parallelo alla piastra di base ed essendo inclinate rispetto sia alle travi longitudinali sia alle travi trasversali.
12. 12) Modulo di turbina a gas come da una o più delle rivendicazioni 3 a 11, in cui dette travi trasversali e dette travi longitudinali formanti detta struttura a traliccio primaria comprendono ciascuna un’anima centrale saldata a piattabande superiore ed inferiore.
13. 13) Modulo di turbina a gas come da una o più delle rivendicazioni 3 a 12, in cui detta turbina a gas à ̈ vincolata ad una piastra di base della turbina, detta piastra di base della turbina essendo collegata alla piastra di base del modulo attraverso una pluralità di piedi, detti piedi essendo vincolati ad una coppia di dette travi longitudinali.
14. 14) Modulo di turbina a gas come da rivendicazione 13, comprendente rosette sferiche fra detta piastra di base della turbina e detti piedi per registrare l’inclinazione della turbina a gas rispetto alla piastra di base del modulo.
15. 15) Modulo di turbina a gas come da rivendicazione 13 o 14, in cui sotto alla turbina a gas sono previste travi di connessione trasversali ausiliarie, che collegano trasversalmente detta coppia di travi longitudinali su cui poggia la turbina a gas.
16. 16) Modulo di turbina a gas come da una o più delle rivendicazioni 3 a 15, in cui detto carico à ̈ posto su supporti vincolati ad una coppia di travi longitudinali intermedie, detti supporti sviluppandosi parallelamente alle travi trasversali.
17. 17) Modulo di turbina a gas come da rivendicazione 16, in cui rosette sferiche sono previste fra detto carico e detti supporti.
18. 18) Un impianto di turbina a gas on-shore comprendente un modulo di turbina a gas come da una o più delle rivendicazioni precedenti e una fondazione, detta fondazione avendo una superficie piana di supporto per il modulo della turbina a gas, detta superficie piana di supporto essendo discontinua e detta fondazione avendo canali correnti parallelamente a dette travi longitudinali, detti canali essendo disposti e configurati per l’inserimento di carrelli di sollevamento e movimentazione.
19. 19) Impianto di turbina a gas come da rivendicazione 18, in cui detta fondazione ha pareti laterali esterne o file esterne di plinti e almeno una parete intermedia o fila intermedia di plinti, detta coppia di travi longitudinali su cui poggiano la turbina a gas ed il carico poggiando sulla parete interna e dette travi trasversali poggiando su detta parete interna e su dette pareti laterali o file laterali di plinti.
20. 20) Impianto di turbina a gas come da rivendicazione 19, in cui dette pareti comprendono recessi che alloggiano placche di ancoraggio cemen tate in detti recessi, dette placche di ancoraggio formando superfici di appoggio per dette travi trasversali e dette travi longitudinali.
21. 21) Impianto di turbina a gas come da rivendicazione 20, in cui detta fondazione comprende tirafondi cementati in essa e disposti per il collegamento a detta piastra di base.
22. 22) Impianto di turbina a gas come da rivendicazione 21, in cui detti tirafondi sono disposti attorno a ciascuna di dette placche di ancoraggio.
23. 23) Impianto di turbina a gas come da una o più delle rivendicazioni 18 a 22, in cui detta piastra di base comprende chiavi di taglio che ancorano orizzontalmente la piastra di base alla fondazione.
24. 24) Impianto di turbina a gas come da rivendicazione 23, comprendente: una prima serie di chiavi di taglio realizzate e disposte per impedire lo spostamento orizzontale della piastra di base in una direzione orizzontale e consentire lo spostamento orizzontale in una seconda direzione; una seconda serie di chiavi di taglio realizzate e disposte per impedire lo spostamento orizzontale in detta seconda direzione e consentire lo spostamento orizzontale in detta prima direzione.
25. 25) Impianto di turbina a gas come da rivendicazione 24, in cui detta prima direzione e detta seconda direzione sono ortogonali l’una all’altra ed in cui una di dette prima direzione e seconda direzione à ̈ sostanzialmente parallela all’asse della turbina a gas.
26. 26) Un metodo per assemblare un impianto di turbina a gas onshore, comprendente una turbina a gas heavy duty avente una potenza nominale non inferiore a 80 MW, azionante un carico, comprendente le fasi di: prevedere una prima fondazione su un piazzale di erezione e test; realizzare una piastra di base; ancorare detta piastra di base a detta prima fondazione, detta prima fondazione formando una superficie di appoggio della piastra di base con aree di ancoraggio disposte secondo un primo disegno, per ancorare detta piastra di base a detta fondazione; assemblare su detta piastra di base detta turbina a gas, detto carico, servizi ausiliari e una struttura circondante detta turbina a gas, detto carico e detti servizi ausiliari, formando un modulo, detta struttura comprendendo un alloggiamento della turbina a gas; testare detta turbina a gas e detto carico; rimuovere detto modulo da detta prima fondazione; trasportare detto modulo ad una destinazione finale; ancorare detto modulo su una seconda fondazione, detta seconda fondazione formando una superficie di appoggio della piastra di base con seconde aree di ancoraggio disposte secondo un secondo disegno, per ancorare detta piastra di base a detta seconda fondazione, detto primo disegno corrispondendo almeno parzialmente a detto secondo disegno.
27. 27) Metodo come da rivendicazione 26, in cui detta turbina a gas e detto carico sono testati a piena velocità e a vuoto.
28. 28) Metodo come da rivendicazione 26, in cui detta turbina a gas e detto carico sono testati a piena velocità e pieno carico.
29. 29) Metodo come da rivendicazione 26, 27 o 28, in cui detta prima fondazione e detta seconda fondazione hanno spazi vuoti per l'inserimento di carrelli di sollevamento e movimentazione.