ITFI20130297A1

ITFI20130297A1 - "gas turbine offshore installations"

Info

Publication number: ITFI20130297A1
Application number: IT000297A
Authority: IT
Inventors: Paolo Bianchi; Francesco Capanni; Massimo Carmignani; Ian Paul Kay; Daniele Marcucci
Original assignee: Nuovo Pignone Srl
Priority date: 2013-12-09
Filing date: 2013-12-09
Publication date: 2015-06-10
Also published as: EP3080405B1; KR102269448B1; BR112016013004B1; CA2932491A1; US20160305270A1; JP2017502192A; WO2015086464A1; BR112016013004A2; AU2014363789B2; KR20160093070A; AU2014363789A1; EP3080405A1; JP6496735B2; RU2697690C1; CA2932491C

Description

"INSTALLAZIONE DI TURBINE A GAS OFFSHORE"

Descrizione

Campo dell'invenzione

La presente descrizione riguarda l'installazione e sistemi di turbine a gas e più specificamente sistemi di turbine a gas off-shore, ad esempio per generazione di potenza o per applicazione di azionamento meccanico.

Descrizione dell'arte anteriore

Le turbine a gas, in particolare le turbine a gas di derivazione aeronautica, sono spesso usate come motori primi in installazioni off-shore per applicazioni di generazione di potenza e di azionamento meccanico.

Potenza meccanica generata dalla turbina a gas viene usata per azionare un generatore elettrico fornendo potenza elettrica al sistema off-shore e/o per azionare altri equipaggi ruotanti, quali turbo compressori. In applicazioni nel settore petrolifero vengono usate turbine a gas in installazione off-shore per azionare compressori di sistemi LLG usati per la liquefazione di gas naturale per il successivo trasporto.

Una delle preoccupazioni maggiori nelle applicazioni off-shore di turbine a gas è la necessità di concentrare una potenza specifica elevata in ridotti spazi disponibili. L'ingombro in pianta di una installazione a turbina a gas diviene un aspetto critico del sistema di turbina a gas off-shore.

Sono stati effettuati sforzi continui per migliore l'efficienza dei sistemi a turbina a gas ed incrementare la potenza specifica fornita dal sistema riducendo allo stesso tempo le dimensioni complessive e la dimensione in pianta dell'installazione di turbina a gas.

Sommario dell'invenzione

Secondo un aspetto, la presente descrizione riguarda un sistema di turbina a gas off-shore comprendente una struttura, in particolare una struttura galleggiante, ad esempio un natante od una piattaforma off-shore, con almeno un ponte ed una piastra di base montata sul ponte. La piastra di base supporta una turbina a gas. La turbina a gas comprende: un compressore di bassa pressione, un compressore di alta pressione, un combustore, una turbina di alta pressione, una turbina di pressione intermedia ed una turbina di bassa pressione. Il compressore di bassa pressione è azionato in rotazione dalla turbina a pressione intermedia ed il compressore di alta pressione è azionato dalla turbina di alta pressione; la turbina di bassa pressione ha un accoppiamento al carico. La piastra di base sopporta inoltre almeno un equipaggio condotto collegato meccanicamente all'accoppiamento del carico della turbina di bassa pressione e azionato in rotazione dalla detta turbina di bassa pressione.

Inoltre, è previsto un inter-refrigeratore fra il compressore di bassa pressione ed il compressore di alta pressione. Aria ad un primo valore di pressione alimentata dal compressore di bassa pressione fluisce attraverso l'inter-refrigeratore prima di essere alimentata al compressore di alta pressione. La piastra di base è supportata sul ponte separatamente dall'inter-refrigeratore, cioè l'inter-refrigeratore non è disposto sulla piastra di base, bensì piuttosto sul ponte direttamente, oppure con l'interposizione di una differente piastra di base o struttura. In altre forme di realizzazione, l'interrefrigeratore è disposto su un ponte differente, ad esempio su un ponte inferiore, posto sotto al ponte dove sono disposte la piastra di base e la turbina a gas. Inoltre, l'inter-refrigeratore è connesso ad una cassa a spirale di un diffusore di uscita del compressore di bassa pressione e ad una cassa di una spirale a collettore di ingresso del compressore di alta pressione attraverso rispettive connessioni di fluido tolleranti agli spostamenti.

Caratteristiche forme di realizzazione sono descritte qui di seguito e ulteriormente definite nelle rivendicazioni allegate, che formano parte integrale 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:

Fig.1 illustra un diagramma schematico funzionale dei componenti della turbina a gas;

Fig.2 illustra una vista in pianta del sistema a turbina a gas in una forma di realizzazione;

Fig.2A illustra una vista laterale parziale secondo la linea IIA-IIA della Fig.2; Figg.3 a 12 illustrano schematicamente differenti configurazioni della turbina a gas e del relativo equipaggio ruotante azionato da essa;

Fig.13 illustra una vista schematica in pianta di un natante sul quale sono disposti due sistemi di turbina a gas;

Figg.14 a 17 illustrano ulteriori configurazioni di una disposizione di turbina a gas secondo la presente descrizione.

Descrizione dettagliata di una forma di realizzazione

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 è 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 è 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.1 illustra schematicamente componenti principali di una turbina a gas del sistema secondo la presente descrizione. La turbina a gas è indicata con 1 nel suo complesso. In alcune forme di realizzazione la turbina a gas 1 comprende un compressore di bassa pressione 3, un compressore di alta pressione 5, un combustore 7, una turbina di alta pressione 9, una turbina di pressione intermedia 11, e una turbina di potenza o turbina di bassa pressione 13. Il compressore di bassa pressione 3 è azionato in rotazione dalla turbina di pressione intermedia 11. Il rotore del compressore di bassa pressione 3 ed il rotore della turbina a pressione intermedia 11 sono collegati da un primo albero 15. Il compressore di alta pressione 5 è azionato in rotazione dalla turbina di alta pressione 9. Il rotore del compressore 5 di alta pressione è collegato al rotore della turbina di alta pressione 9 da un secondo albero 17, che è cavo e attraverso il quale si estende il primo albero 15 per la connessione del compressore di bassa pressione alla turbina di pressione intermedia.

Fra il compressore di bassa pressione 3 ed il compressore di alta pressione 5 è previsto un inter refrigeratore 19. Area di combustione alimentata dal compressore 3 di bassa pressione viene raffreddata nell'inter-refrigeratore 19, ad esempio per scambio termico con acqua od aria, prima di essere alimentata al compressore di alta pressione 5, allo scopo di aumentare la densità dell'aria e quindi di ridurre la quantità di lavoro richiesto dal compressore di alta pressione 5 per raggiungere la pressione finale dell'aria di combustione.

Un accoppiamento 21 al carico può essere previsto sull'estremità calda della turbina a gas 1, cioè sull'estremità dove è disposta la turbina di potenza o di bassa pressione 13. L'accoppiamento 21 al carico è azionato in rotazione dalla turbina di potenza o di bassa pressione 13.

La turbina a gas 1 descritta sin qui funziona come segue. Aria ambiente viene aspirata dal compressore di bassa pressione 3 e compressa fino ad un primo livello di pressione. L'aria parzialmente compressa viene alimentata attraverso l'interrefrigeratore 19 prima di essere alimentata al compressore di alta pressione 5. La temperatura del flusso di aria viene così ridotta e la sua densità aumentata, cosicché la potenza richiesta per l'ulteriore compressione da parte del compressore di alta pressione 5 viene ridotta.

L'aria parzialmente compressa e raffreddata viene poi alimentata al lato di aspirazione del compressore di alta pressione 5, compressa alla pressione finale e alimentata al combustore 7. Combustibile F viene aggiunto all'aria e la miscela aria/combustibile viene incendiata per generare gas di combustione caldo e pressurizzato. Il gas di combustione viene espanso sequenzialmente nella turbina di alta pressione 9, nella turbina di pressione intermedia 11 e nella turbina di potenza o di bassa pressione 13. In ciascuna turbina una parte dell'energia del gas che si espande attraverso di essa viene convertita in energia meccanica utile, resa disponibile sui rispettivi alberi. La potenza meccanica generata dalla turbina di alta pressione è interamente sfruttata per azionare il compressore di alta pressione 5, mentre la potenza meccanica generata dalla turbina di pressione intermedia 11 è interamente usata per azionare il compressore di bassa pressione 3.

La potenza meccanica generata dalla turbina di bassa pressione o turbina di potenza 13 è resa disponibile sull'accoppiamento 21 al carico per azionare un equipaggio condotto, non mostrato in Fig.1. In alcune forme di realizzazione l’equipaggio condotto comprende un generatore elettrico. In altre forme di realizzazione l’equipaggio condotto comprende uno o più compressori. L’equipaggio condotto può comprendere un qualunque equipaggio che richiede potenza meccanica per essere fatto funzionare. La stessa turbina a gas può azionare più di una macchina ruotante, ad esempio uno o più compressori e/o uno o più generatori. Uno o più dispositivi di manipolazione della velocità, ad esempio scatole di ingranaggi possono essere previsti sulla linea d'albero che collega la turbina di potenza 13 all'equipaggio condotto, fra la turbina a gas e l'equipaggio condotto e/o fra macchina ruotanti disposte in sequenza azionate dalla stessa turbina a gas, cosicché la velocità delle varie macchine ruotanti può essere differente.

La Fig.2 illustra schematicamente una vista in pianta di una disposizione di una turbina a gas e relativo carico azionato da essa, disposti su un ponte 25 di una struttura galleggiante. La struttura galleggiante può essere una piattaforma offshore. In altre forme di realizzazione la struttura galleggiante può essere un natante od una nave. I componenti principali della turbina a gas 1 mostrati nella Fig.2 sono contrassegnati con gli stessi numeri di riferimento usati in Fig.1. La turbina a gas 1 può essere alloggiata in un contenimento 27 che a sua volta è supportato sul ponte 25. In alcune forme di realizzazione la turbina a gas 1 e relativo contenimento 27 sono supportati da una piattaforma 29 della turbina a gas. La piattaforma 29 della turbina a gas può essere a sua volta supportata da una piastra di base 31. In alcune forme di realizzazione la piattaforma 29 della turbina a gas e la piastra di base 31 possono essere una struttura singola.

In Fig.2 sono mostrate una cassa di una voluta di un diffusore di uscita 33 del compressore di bassa pressione 3 e una cassa di una voluta di un collettore di ingresso 35 del compressore 5 di alta pressione. La cassa della voluta del diffusore di uscita 33 è collegata attraverso un condotto 32 e un giunto flessibile 37 disposto lungo di esso, ad un inter-refrigeratore 19 e aria parzialmente pressurizzata fluisce attraverso di esso nell'inter-refrigeratore 19.

La cassa della voluta del collettore di ingresso 35 è collegata all'interrefrigeratore 19 attraverso un condotto 34 e un giunto flessibile 39 disposto lungo quest'ultimo.

In alcune forme di realizzazione l'inter-refrigeratore 19 è supportato sul ponte 25 da una struttura di inter-refrigeratore separata schematicamente mostrata in 41. I giunti flessibili 37 e 39 compensano possibili disallineamenti o spostamenti fra l'inter-refrigeratore 19 e la cassa della voluta del diffusore di uscita 33 nonché la cassa della voluta del collettore di ingresso 35 della turbina a gas 1, rispettivamente. Questi disallineamenti e/o spostamenti possono essere causati da deformazioni flessionali del ponte 25, da accelerazioni dovute al movimento marino e da carichi di funzionamento imposti dalla turbina a gas. I giunti flessibili 37 e 39 consentono pertanto alla turbina a gas 1 di essere montata su una piastra di base 31 che è separata rispetto alla piastra di base, piattaforma o struttura 41 su cui è supportato l'inter-refrigeratore 19.

In alcune forme di realizzazione la piastra di base 31 può essere supportata sul ponte 25 con un sistema di connessione a punti multipli. In altre forme di realizza zione, viene utilizzato preferibilmente un sistema di connessione sostanzialmente isostatico, ad esempio a tre punti, tramite il quale la piastra di base 31 è collegata al ponte 25 per mezzo di tre giunti. I giunti possono essere giunti sferici, anche denominati gimbals, o montaggi anti-vibrazione, anche denominati AVM. Questo tipo di connessione garantisce un collegamento al ponte privo di deformazione della piastra di base indotte da deformazioni locali del ponte. Ciascun giunto è costruito e disposto così da fornire una connessione fra la piastra di base ed il ponte, che consenta soltanto alcuni spostamenti di traslazione.

In alcune forme di realizzazione i tre giunti sono disposti ai vertice di un triangolo isoscele. Nelle Figg.2 e 2A è mostrata una disposizione preferita di tre giunti 32A, 32B, 32C. Un primo giunto 32A è disposto circa sulla mezzeria della turbina a gas 1. Un secondo giunto 32B ed un terzo giunto 32C sono disposti in posizioni preferibilmente simmetriche rispetto alla mezzeria, sotto il carico, preferibilmente in una posizione intermedia lungo lo sviluppo assiale del carico, e più preferibilmente circa sotto il baricentro del carico.

In forme di realizzazione particolarmente vantaggiose il primo giunto 32A è disposto sotto la turbina a gas 1 circa fra la cassa della voluta del diffusore di uscita 33 e la cassa della voluta del collettore di ingresso 35, cioè in allineamento con la connessione fra la turbina a gas 1 e l'inter-refrigeratore 19.

In Fig.2 sono mostrati ulteriori dispositivi ausiliari o componenti del sistema di turbina a gas. Più specificamente, la turbina a gas 1 può essere provvista di un sistema di scarico intermedio 43 che previsto sul condotto 32 che collega la cassa della voluta del diffusore di uscita 33 all'inter-refrigeratore 19. In altre forme di realizzazione il sistema di scarico 43 è collegato direttamente al corpo dell'inter-refrigeratore. Il sistema di scarico 43 è previsto per scaricare aria parzialmente compressa dal compressore di bassa pressione 3 in determinate condizioni operative. Il sistema di scarico 43 può essere provvisto di un camino di scarico 45 che può comprendere una disposizione di silenziamento. Il camino di scarico 45 e rispettivi organi ausiliari, quali la disposizione di silenziamento, possono essere supportati direttamente sul ponte 25, oppure su una piattaforma o piastra di base separata (non mostrata), separatamente dalla piastra di base 31 che supporta la turbina a gas 1. Un ulteriore giunto flessibile 38 può essere previsto fra il sistema di scarico 43 e la turbina a gas 1 sul condotto che collega la cassa della voluta del diffusore di uscita 33 all'inter-refrigeratore 19. Una valvola di scarico variabile 46 può essere prevista per regolare la quantità dello scarico.

In Fig.2 all'estremità fredda della turbina a gas è mostrato inoltre un plenum di ingresso 47 che collega la turbina a gas 1 ad un alloggiamento 49 di filtri. L'alloggiamento 49 di filtri contiene disposizioni di filtri che filtrano l'aria di combustione aspirata dal compressore 3 nonché l'aria di ventilazione per raffreddare il contenimento 27 della turbina.

In alcune forme di realizzazione l'alloggiamento 49 di filtri può essere supportato direttamente sul ponte 25.

Una connessione 51 è disposta fra l'alloggiamento 49 dei filtri ed il contenimento 27 della turbina a gas. In alcune forme di realizzazione la connessione 51 può essere sufficientemente flessibile per compensare possibili deformazioni flessionali del ponte 25 e conseguenti disallineamenti o spostamenti dell'alloggiamento 49 dei filtri rispetto alla piastra di base 31 su cui è supportata la turbina a gas 1. In altre forme di realizzazione un giunto flessibile è disposto fra l'alloggiamento 49 dei filtri ed il contenimento 27 della turbina a gas, cosicché il sistema diviene più tollerante nei confronti di deformazioni o spostamenti.

In Fig.2 è mostrato un plenum 53 dell'esausto all'estremità calda della turbina gas 1. Il plenum 53 dell'esausto è collegato ad un camino 55 dell'esausto, che può essere supportato sul ponte 25 direttamente od attraverso una piastra di base o piattaforma non mostrata. Una connessione di flusso 57 è prevista fra il plenum 53 dell'esausto ed il camino 55 dell'esausto. La connessione 57 compensa possibili spostamenti o disallineamenti dovuti a deformazioni flessionali del ponte 25.

Nella forma di realizzazione della Fig.2 la turbina a gas 1 porta in rotazione un equipaggio ruotante o carico ruotante comprendente un primo compressore 57 ed un secondo compressore 59 disposti in serie e collegati l'uno all'altro attraverso una linea ad albero 61 comune. La linea ad albero 61 è collegata all'accoppiamento 21 del carico della turbina a gas 1. Il collegamento meccanico fra la linea d'albero 61 e l'accoppiamento 21 del carico può essere ottenuta attraverso un giunto flessibile con o senza una scatola di ingranaggi intermedia, come verrà descritto in maggiore dettaglio più avanti con riferimento a possibili forme di realizzazione del collegamento del carico.

In alcune forme di realizzazione l'equipaggio condotto, ad esempio i compressori 57 e 59, può essere supportato su una piattaforma 63 dell'equipaggio condotto, la quale a sua volta è supportata sulla piastra di base 31.

Nella forma di realizzazione della Fig.2 sono previste due piattaforme 63A, 63B dell'equipaggio condotto. In altre forme di realizzazione, non mostrate, può essere prevista una singola piattaforma dell'equipaggio ruotante, su cui sono disposte uno o più macchine ruotanti, ad esempio compressori centrifughi.

Le Figg.3 a 12 illustrano schematicamente varie possibili disposizioni di macchinario disposto sulla piastra di base 31, cioè la turbina a gas 1 e l'equipaggio condotto meccanicamente collegato ad essa.

La Fig.3 illustra una disposizione corrispondente a quella illustrata in maggiore dettaglio in Fig.2. Gli stessi numeri di riferimento indicano componenti, parti od elementi uguali o corrispondenti.

La Fig.4 illustra una forma di realizzazione in cui una scatola di ingranaggi 62 è disposta fra l'accoppiamento 21 del carico della turbina a gas 1 e il primo compressore 57. Nella forma di realizzazione della Fig.4 i due compressori 57 e 59 sono supportati da piattaforme 63A e 63B separate, la prima piattaforma 63A supportando anche la scatola di ingranaggi 62. In altre forme di realizzazione i tre gruppi di macchinari 62, 57 e 59 potrebbero essere supportati da una singola piattaforma montata sulla piastra di base 31. In ancora ulteriori forme di realizzazione la scatola di ingranaggi 62 può essere supportata su una piattaforma separata dalla o dalle piattaforme che supportano i compressori.

La Fig.5 illustra una forma di realizzazione modificata simile alla forma di realizzazione della Fig.4 ma in cui, differentemente dalla Fig.4, la scatola di ingranaggi 62 è disposta fra il primo compressore 57 ed il secondo compressore 59. La scatola di ingranaggi 62 può essere supportata dalla piattaforma 63B su cui è disposto il compressore 59. In altre forme di realizzazione la scatola di ingranaggi 62 può essere supportata dalla prima piattaforma 63A su cui è disposto il primo compressore 57. In ancora ulteriori forme di realizzazione può essere prevista una singola piattaforma supportante i due compressori 57, 59 nonché la scatola di ingranaggi 62 intermedia.

In Fig.6 è mostrata una forma di realizzazione in cui la turbina a gas 1 aziona un generatore elettrico 64 direttamente collegato all'accoppiamento 21 del carico del la turbina a gas 1. Il generatore elettrico 64 può essere supportato da una piattaforma 63, a sua volta supportata sulla piastra di base 31.

La Fig.7 illustra una ulteriore forma di realizzazione simile alla forma di realizzazione di Fig.6, in cui tuttavia una scatola di ingranaggi 73 è disposta fra l'accoppiamento 21 del carico della turbina a gas 1 e il generatore elettrico 64. La scatola di ingranaggi 73 può essere supportata dalla stessa piattaforma 63 che supporta il generatore elettrico 64. Nelle forme di realizzazione precedentemente descritte i singoli macchinari, comprendenti la turbina a gas 1 e l'equipaggio condotto, sono supportati indirettamente dalla piastra di base 31, con l'interposizione di uno o più piattaforme intermedie 21, 63, 63A, 63B. In ulteriori forme di realizzazione il macchinario ruotante può essere supportato direttamente sulla piastra di base 31. In Fig.8, ad esempio, gli stessi gruppi di macchinari mostrati in Fig.3 sono supportati direttamente sulla piastra di base 31. In questa forma esemplificativa di realizzazione la turbina a gas 31 aziona nuovamente due compressori 57 e 59 disposti in sequenza attraverso l'accoppiamento 21 del carico.

In Fig.9 gli stessi gruppi di macchinari della Fig.4, cioè la turbina a gas 1, i due compressori 57, 59 e la scatola di ingranaggi 62, sono montati direttamente sulla piastra di base 31.

La Fig.10 illustra una forma di realizzazione modificata, simile alla forma di realizzazione della Fig.5, in cui la turbina a gas 1, il primo compressore 57, il secondo compressore 59 e la scatola di ingranaggi 62 intermedia sono montati direttamente sulla piastra di base 31.

Secondo una ulteriore forma di realizzazione, mostrata in Fig.11, la turbina a gas 1 aziona un generatore elettrico 64, analogamente alla forma di realizzazione della Fig.6. Tuttavia nella forma di realizzazione della Fig.11 la turbina a gas 1 nonché il generatore elettrico 64 sono montati direttamente sulla piastra di base 31, senza l'interposizione tra di essi di alcuna piattaforma intermedia.

Infine, in Fig.12 è mostrata una forma di realizzazione simile alla Fig.7, in cui una scatola di ingranaggi 73 è disposta fra l'accoppiamento 21 del carico della turbina a gas 1 e il generatore elettrico 64. La turbina a gas 1, la scatola di ingranaggi 73 ed il generatore elettrico 64 sono montati direttamente sulla piastra di base 31.

In alcune forme di realizzazione può essere previsto un diverso equipaggio ruotante, ad esempio un compressore singolo od un treno di compressori comprendente più di due compressori. In ancora ulteriori forme di realizzazione, non mostrate, la turbina a gas può azionare uno o più compressori ed uno o più generatori elettrici in combinazione.

In alcune forme di realizzazione il compressore od i compressori possono essere compressori centrifughi, ad esempio compressori di refrigerante per un sistema LNG utilizzato per liquefare un gas naturale che viene poi pompato dalla piattaforma offshore o dal natante, su cui la turbina a gas 1 ed il relativo equipaggio condotto sono disposti, in un natante per gas naturale liquefatto per scopi di trasporto.

La Fig.13 illustra una vista schematica in pianta di un natante 71, sul quale sono disposti due sistemi di turbina a gas e rispettivi equipaggi condotti come sopra descritti. Le due disposizioni di turbina a gas ed equipaggi condotti sono contrassegnati con 73A e 73B. Essi possono essere disposti secondo un orientamento longitudinale in una direzione prua-poppa.

Nella forma di realizzazione descritta con riferimento alle Figg.2 e 2A l'interrefrigeratore 19, la turbina a gas 1 e l'equipaggio condotto 57, 59 sono disposti sullo stesso ponte 25 della struttura galleggiante. Può essere prevista tuttavia con una differente configurazione, ad esempio per scopi di risparmio di spazio. Le Figg.14-17 illustrano schematicamente cinque differenti disposizioni alternative, in cui l'interrefrigeratore 19 e la turbina a gas 1 sono disposti su livelli diversi, su ponti diversi della struttura galleggiante, allo scopo di ridurre l'ingombro in pianta complessivo dell'installazione. Tutte le figure sono estremamente schematiche ed illustrano i componenti principali dell'installazione in una vista frontale.

Nelle Figg.14-17 la turbina a gas 1 e la piastra di base 31 sono disposte su un ponte superiore 25U. L'inter-refrigeratore 19 è disposto su un ponte inferiore 25L. I condotti 32, 34 con i relativi giunti flessibili 37, 38, 39 si sviluppano almeno parzialmente in direzione verticale per collegare la turbina a gas 1 disposta sul livello superiore con l'inter-refrigeratore disposto a livello inferiore.

In Fig.14 l'inter-refrigeratore 19 e la piastra di base 1 sono sfalsati lateralmente, cosicché l'inter-refrigeratore 19 non è disposto sotto la turbina a gas 1, bensì su un lato di essa e ad un livello inferiore. I condotti 32, 34 hanno entrambi una doppia curvatura.

In Fig.15 la disposizione è simile alla Fig.14, ma lo spostamento laterale dell'inter-refrigeratore 19 rispetto alla piastra di base 31 della turbina a gas 1 è minore e su ciascun condotto 32, 34 è prevista una sola curvatura.

Nelle Figg.16 e 17 l'inter-refrigeratore 19 è disposto sotto la piastra di base 31 e la turbina a gas 1. In Fig.16 è prevista una connessione curva fra l'inter-refrigeratore 19 e la turbina a gas 1, mentre nella forma di realizzazione di Fig.17 è prevista una connessione verticale rettilinea.

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

"INSTALLAZIONE DI TURBINE A GAS OFFSHORE" Rivendicazioni 1. Un sistema a turbina a gas off-shore comprendente una struttura galleggiante con almeno un ponte ed una piastra di base montata su detto ponte; in cui la piastra di base sostiene: una turbina a gas avente: un compressore di bassa pressione, un compressore di alta pressione, un combustore, una turbina ad alta pressione, una turbina di pressione intermedia ed una turbina di bassa pressione; il compressore di bassa pressione essendo azionato in rotazione dalla turbina di pressione intermedia e il compressore di alta pressione essendo azionato dalla turbina di alta pressione; la turbina di bassa pressione avendo un accoppiamento del carico; almeno un equipaggio condotto meccanicamente collegato all'accoppiamento del carico della turbina di bassa pressione ed azionato in rotazione da detta turbina di bassa pressione; in cui un inter-refrigeratore è previsto fra il compressore di bassa pressione e il compressore di alta pressione, aria ad un primo valore di pressione alimentata dal compressore di bassa pressione fluendo attraverso l'inter-refrigeratore prima di essere alimentata al compressore di alta pressione; e in cui detta piastra di base è supportata su detto ponte separatamente rispetto all'inter-refrigeratore; e l'inter-refrigeratore è collegato ad una cassa di voluta di un diffusore di uscita del compressore di bassa pressione ed ad una cassa di una voluta di un collettore di ingresso del compressore di alta pressione attraverso rispettive connessioni di fluido tolleranti rispetto agli spostamenti.
2. Il sistema di turbina a gas della rivendicazione 1, in cui un sistema di valvola di scarico variabile è disposto fra la cassa della voluta del diffusore di uscita del compressore di bassa pressione e l'inter-refrigeratore o sull'inter-refrigeratore stesso, detto sistema di valvola di scarico variabile comprendendo un camino ed una disposizione di silenziamento supportati sul ponte separatamente rispetto a detta piastra di base.
3. Il sistema di turbina a gas della rivendicazione 1 o 2, in cui la piastra di base è collegata al ponte tramite una connessione sostanzialmente isostatica.
4. Il sistema di turbina a gas della rivendicazione 1, 2, o 3, in cui la piastra di base è collegata al ponte per mezzo di una connessione a tre punti.
5. Il sistema di turbina a gas della rivendicazione 4, in cui detta connessione a tre punti comprende tre giunti disposti sotto la piastra di base e fra la piastra di base ed il ponte della struttura galleggiante e sono disposti preferibilmente ai vertice di un triangolo sostanzialmente isoscele.
6. Il sistema di turbina a gas della rivendicazione 4, in cui detta connessione a tre punti comprende un primo giunto, un secondo giunto ed un terzo giunto; in cui il primo giunto è disposto sotto la turbina, circa lungo una linea di mezzeria di essa e circa in corrispondenza di una connessione di flusso fra la turbina a gas e l'inter-refrigeratore; ed in cui il secondo giunto ed il terzo giunto sono disposti sotto l'equipaggio condotto.
7. Il sistema di turbina a gas di una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui detto equipaggio condotto comprende almeno un compressore.
8. Il sistema di turbina a gas della rivendicazione 7, in cui detto almeno un compressore è collegato attraverso una scatola di ingranaggi all'accoppiamento del carico della turbina di bassa pressione.
9. Il sistema di turbina a gas della rivendicazione 7, in cui detto equipaggio ruotante comprende almeno un primo compressore ed un secondo compressore disposti in serie; ed in cui una scatola di ingranaggi è disposta fra la turbina a gas ed il primo compressore.
10. Il sistema di turbina a gas della rivendicazione 7, in cui detto equipaggio ruotante comprende almeno un primo compressore ed un secondo compressore disposti in serie; ed in cui una scatola di ingranaggi è disposta fra il primo compressore ed il secondo compressore.
11. Il sistema di turbina a gas di una qualsiasi della rivendicazione precedenti, in cui detta turbina a gas è supportata da una piattaforma di turbina a gas vincolata alla piastra di base.
12. Il sistema di turbina a gas di una qualsiasi della rivendicazione precedenti, in cui detto equipaggio condotto è supportato da una piastra del carico vincolata alla piastra di base.
13. Il sistema di turbina a gas di una qualsiasi della rivendicazione precedenti, in cui detto equipaggio condotto comprende un primo compressore ed un secondo compressore, ed in cui ciascuno di detti primo compressore e secondo compressore sono supportati da una rispettiva prima piattaforma di compressore e seconda piattaforma di compressore, detta prima piattaforma di compressore e detta seconda piattaforma di compressore essendo collegate alla piastra di base.
14. Il sistema di turbina a gas di una qualsiasi della rivendicazione precedenti, in cui detta piastra di base e detto inter-refrigeratore sono disposti entrambi su detto almeno un ponte.
15. Il sistema di turbina a gas di una qualsiasi della rivendicazione precedenti, in cui detto inter-refrigeratore è posto su un secondo ponte ad un livello differente rispetto a detto almeno un ponte.
16. Il sistema di turbina a gas della rivendicazione 15, in cui il secondo ponte è disposto sotto a detto almeno un ponte.
17. Il sistema di turbina a gas della rivendicazione 14, 15 o 16, in cui la piastra di base e l'inter-refrigeratore sono almeno parzialmente sovrapposti verticalmente.