EP2733266A1

EP2733266A1 - Umspannplattform mit Kühlanlage

Info

Publication number: EP2733266A1
Application number: EP12192541.6A
Authority: EP
Inventors: Jörg FINDEISEN
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2012-11-14
Filing date: 2012-11-14
Publication date: 2014-05-21
Anticipated expiration: 2032-11-14
Also published as: DK2733266T3; EP2733266B1; NO2733266T3

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Umspannplattform (1) mit wenigstens einem Hohlstrukturelement (2, 23, 24, 25, 27.1, 27.2, 2.1, 2.2) und mit einer Kühlanlage (3) zur Kühlung wenigstens einer Plattformkomponente (11) der Umspannplattform (1). Dabei umfasst die Kühlanlage (3) einen Kühlkreislauf (3.2), in dem ein Kühlmittel (39) geführt wird, und wenigstens ein Abschnitt des Kühlkreislaufs (3.2) wird von einem Hohlstrukturelement (2, 23, 24, 25, 27.1, 27.2, 2.1, 2.2) gebildet, durch welches das Kühlmittel (39) geführt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Umspannplattform mit wenigstens einem Hohlstrukturelement und mit einer Kühlanlage zur Kühlung wenigstens einer Plattformkomponente der Umspannplattform.
Unter einer Umspannplattform wird hier allgemein ein Offshorebauwerk einschließlich dessen Offshoreplattform und Plattformfundaments verstanden. Darunter fallen insbesondere im engeren Sinne Umspannwerke, die auf einer Offshoreplattform installiert sind, wobei die Offshoreplattform und deren Plattformfundament Bestandteile des Offshore Umspannwerkes bilden. Im weiteren Sinne werden aber auch beispielsweise Windkraftanlagen mit den zugehörigen Fundamenten zu Umspannplattformen im Sinne dieser Anmeldung gezählt.
Umspannplattformen weisen meist Plattformfundamente auf, die aus Stahlrohren gebildet sind. Dabei kommen in Abhängigkeit von den jeweiligen Einsatzbedingungen verschiedene Konstruktionen zum Einsatz, beispielsweise Monopile-Fundamente, die nur einen einzelnen Pfahl aufweisen, Jacket-Fundamente, die eine Stahlfachwerkkonstruktion aufweisen, Tripod-Fundamente, die eine Dreibeinkonstruktion aus Stahlrohren aufweisen, welche unter Wasser einen Hauptpfahl stützt, Tripile-Fundamente, die drei am Meeresboden verankerte Pfähle aus Stahlrohr aufweisen, auf welche über Wasser eine Dreibeinkonstruktion aufgesetzt wird, oder Mehrpfahlsysteme.
Eine Kühlanlage für eine Umspannplattform dient der Kühlung von Plattformkomponenten, beispielsweise von Transformatoren, der Umspannplattform. Zur Kühlung von Transformatoren werden unter anderem Radiatoren verwendet. Diese sind im Offshore-Bereich einer hohen korrosiven Belastung ausgesetzt. Insbesondere für Umspannplattformen zur Hochspannungs-GleichstromÜbertragung kommt auf Grund der hohen abzuführenden Gesamtverluste jedoch vorwiegend Wasserkühlung zum Einsatz. Häufig wird dabei Meerwasser zur Kühlung verwendet. Die Verwendung von Meerwasser zur Kühlung bewirkt ebenfalls eine hohe Korrosionsbelastung der Kühlanlage, insbesondere von Pumpen für das Meerwasser.
Ferner bewirkt zur Kühlung verwendetes Meerwasser eine Verunreinigung wärmeübertragender Flächen von Wärmeüberträgern, unter anderem durch Algen, Muscheln und Polypen (so genanntes Fouling), und dadurch eine Verschlechterung der Wärmeübergangskoeffizienten. In Meerwasser nutzenden Kühlanlagen wird daher oft eine Vorfiltration des Kühlwassers eingesetzt. Die dafür erforderlichen Anlagen haben ebenfalls einen Wartungsbedarf. Aus DE 10324228 A1 ist der Schutz einer Kühlanlage auf Seewasserbasis mittels Hochspannung bekannt. Aus DE 19913459 C1 , FR 2596144 A1 und DE 19810185 C1 sind Spiralwärmeaustauscher bekannt. Verbesserungen bei der Gestaltung von Rohrkühlern werden in DE 19959467 B4 beschrieben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hinsichtlich der Kühlung von Plattformkomponenten verbesserte Umspannplattform anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine erfindungsgemäße Umspannplattform weist wenigstens ein Hohlstrukturelement und eine Kühlanlage zur Kühlung wenigstens einer Plattformkomponente der Umspannplattform auf. Dabei umfasst die Kühlanlage einen Kühlkreislauf, in dem ein Kühlmittel geführt wird, und wenigstens ein Abschnitt des Kühlkreislaufs wird von einem Hohlstrukturelement der Umspannplattform gebildet, durch welches das Kühlmittel geführt wird. Das Kühlmittel ist dabei vorzugsweise eine Kühlflüssigkeit, insbesondere Süßwasser.
Unter einem Hohlstrukturelement einer Umspannplattform wird hier eine rohrartig ausgebildete Komponente der Offshoreplattform verstanden. Insbesondere bildet ein Hohlstrukturelement zumindest teilweise oder sogar vollständig die tragende Konstruktion des Plattformfundamentes der Offshoreplattform.
Die Kühlanlage nutzt also ohnehin vorhandene Hohlstrukturelemente der Umspannplattform als Wärmetauscher des Kühlkreislaufes der Kühlanlage. Die Außenoberflächen der kühlmittelführenden Hohlstrukturelemente kann dabei zur Kühlung des Kühlmittels genutzt werden, insbesondere wenn diese Außenoberflächen in dem die Umspannplattform umgebenden Wasser (d.h. im Meerwasser) angeordnet sind. Dadurch werden die Baugröße der Kühlanlage und die Plattformkosten vorteilhaft reduziert.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht einen Zwischenkühlkreislauf vor, der thermisch zwischen dem Kühlkreislauf und wenigstens einer Plattformkomponente der Umspannplattform angeordnet ist und über einen Wärmetauscher thermisch an den Kühlkreislauf gekoppelt ist.
Die Verwendung eines Zwischenkühlkreislaufes (als Primärkühlkreislauf) ist insbesondere zur Kühlung von Plattformkomponenten vorteilhaft, deren Kühlung ein spezielles und relativ teures Kühlmittel erfordert, wie beispielsweise eine Isolierflüssigkeit zur Kühlung von Transformatoren. Durch den Zwischenkühlkreislauf kann die Verwendung des teuren Kühlmittels vorteilhaft auf den Zwischenkühlkreislauf beschränkt werden, während in dem daran thermisch gekoppelten und als Sekundärkühlkreislauf fungierenden Kühlkreislauf, der im Allgemeinen größer als der Zwischenkühlkreislauf ist, ein kostengünstigeres Kühlmittel verwendet werden kann.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht mehrere miteinander verbundene Hohlstrukturelemente der Umspannplattform vor, die zusammen einen Abschnitt des Kühlkreislaufs bilden.
Durch die Verbindung mehrerer Hohlstrukturelemente der Umspannplattform zu einem Abschnitt des Kühlkreislaufs werden vorteilhaft das Volumen und die zur Kühlung des Kühlmittels nutzbare Außenoberfläche des durch Hohlstrukturelemente der Umspannplattform gebildeten Kühlers vorteilhaft erhöht.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass wenigstens ein Hohlstrukturelement, das einen Abschnitt des Kühlkreislaufs bildet, wenigstens teilweise in dem die Umspannplattform umgebenden Wasser angeordnet ist.
Dadurch kann das die Umspannplattform umgebende Wasser vorteilhaft zur Kühlung des Kühlmittels im Kühlkreis der Kühlanlage genutzt werden.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht wenigstens einen thermoelektrischen Generator vor, der an einem einen Kühlkreisabschnitt bildenden Hohlstrukturelement unterhalb des Wasserspiegels des die Umspannplattform umgebenden Wassers zur Nutzung einer Temperaturdifferenz zwischen Temperaturen dieses Wassers und des Kühlmittels angeordnet ist.
Hohlstrukturelemente des Plattformfundaments eignen sich besonders vorteilhaft als Kühlelemente und/oder Kühlmittelspeicher, da sie in der Regel unterhalb des Wasserspiegels des die Umspannplattform umgebenden Wassers angeordnet sind und große Außenoberflächen zur Kühlung des Kühlmittels im Kühlkreislauf der Kühlanlage aufweisen.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass im Inneren wenigstens eines Hohlstrukturelementes, das einen Abschnitt des Kühlkreislaufs bildet, wenigstens ein Innenrohr angeordnet ist, so dass zwischen dem Hohlstrukturelement und dem Innenrohr ein Bereich zur Führung von Kühlmittel entsteht.
Durch ein derartiges Innenrohr kann die erforderliche Menge von Kühlmittel im Kühlkreis der Kühlanlage vorteilhaft verringert werden, da das Innere des Innenrohres nicht mit Kühlmittel befüllt werden muss, oder das Innenrohr kann vorteilhaft genutzt werden, um Abschnitte des Kühlkreises außerhalb und innerhalb des Innenrohres voneinander zu trennen, in denen Kühlmittel in verschiedene Richtungen strömt.
Eine Weitergestaltung dieser Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, das Innere wenigstens eines Innenrohres mit der Umgebung des das Innenrohr enthaltenden Hohlstrukturelementes zu verbinden, so dass die Umspannplattform umgebendes Wasser in das Innere des Innenrohres hinein und aus dem Inneren des Innenrohres heraus fließen kann.
Dadurch kann der Innenraum wenigstens eines Innenrohres mit Meerwasser befüllt werden, so dass nicht nur Meerwasser, das Innenrohr umgebende Hohlstrukturelement umgibt, sondern vorteilhaft auch Meerwasser im Inneren des Innenrohres zur Kühlung von Kühlmittel im Kühlkreis der Kühlanlage genutzt werden kann.
Ferner kann eine Öffnung in wenigstens einem Innenrohr zu dem Bereich zwischen wenigstens einem Innenrohr und dem das Innenrohr enthaltende Hohlstrukturelement vorgesehen sein.
Dadurch kann Kühlmittel in das Innere des Innenrohres geleitet werden, so dass das Innere und das Äußere des Innenrohres zur Führung von Kühlmittel in entgegen gesetzten Richtungen verwendet werden können.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sehen wenigstens ein an einem einen Kühlkreisabschnitt bildenden Hohlstrukturelement angeordnetes erstes Versteifungselement, das als Kühlrippe zur Kühlung von Kühlmittel ausgebildet ist, und/oder wenigstens ein an einer Innenwand eines einen Kühlkreisabschnitt bildenden Hohlstrukturelementes angeordnetes zweites Versteifungselement, welches wenigstens einen Kühlmittelkanal zur Führung von Kühlmittel aufweist, vor.
Dadurch können vorteilhaft Versteifungselemente, die die Stabilität der Umspannplattform erhöhen, auch zur Kühlung des Kühlmittels im Kühlkreis der Kühlanlage genutzt werden.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht wenigstens eine in einem einen Kühlkreisabschnitt bildenden Hohlstrukturelement angeordnete Strömungsleitvorrichtung für die Strömung des Kühlmittels in dem Hohlstrukturelement vor.
Durch derartige Strömungsleitvorrichtungen kann die Strömung des Kühlmittels im Kühlkreis der Kühlanlage vorteilhaft derart geleitet werden, dass die Kühlung des Kühlmittels optimiert wird, indem das Kühlmittel zu besonders effektiv kühlenden Bereichen des Kühlkreises geleitet wird.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, dass das Kühlmittel des Kühlkreislaufs Süßwasser, Glysantin und/oder Korrosionshemmer enthält.
Süßwasser hat gegenüber Salzwasser, das häufig als Kühlmittel in herkömmlichen Kühlanlagen von Umspannplattformen eingesetzt wird, den Vorteil, dass es weniger korrosiv ist. Die Verwendung von Süßwasser verringert daher die Korrosionsbelastung der Kühlanlage und insbesondere deren Pumpen und senkt dadurch auch den Aufwand für Wartung und Pflege der Kühlanlage. Zusatzstoffe zum Kühlmittel wie Glysantin oder Korrosionshemmer eignen sich vorteilhaft zur Korrosionsminderung, Verschmutzungsreduzierung und zum Frostschutz von oberhalb des Meerwasserspiegels verlaufenden Abschnitten des Kühlkreises.
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Kühlkreislauf gegenüber der Umgebung der Umspannplattform hermetisch abgeschlossen ist.
Dadurch wird das Eindringen von korrosivem Wasser und aggressiver Meerluft aus der Umgebung der Umspannplattform in den Sekundärkreislauf verhindert. Dies reduziert vorteilhaft die Korrosionsbelastung der Komponenten des Sekundärkreislaufs, insbesondere der Pumpen, verringert dadurch auch den Wartungsaufwand für diese Komponenten und erhöht deren Betriebssicherheit.
Eine weitere Ausgestaltung sieht wenigstens einen ein Gas enthaltenden Ausgleichsraum zur Aufnahme der thermisch bedingten Volumenschwankungen des Kühlmittels vor, somit werden die Volumenschwankungen des Kühlmittels durch Kompression des Gases aufgenommen. Vorteilhafterweise wird dieser Ausgleichsraum ebenfalls in einer Hohlstruktur des Plattformfundamentes angeordnet.
Die Größe des Ausgleichsraumes und seine Befüllung mit Gas wird vorzugsweise derart bemessen, dass der sich bei einer maximalen zu erwartenden Temperatur des Kühlmittels durch Kompression des Gases einstellende Differenzdruck zur Umgebung 0,5 bar nicht überschreitet. Als Füllgas des Ausgleichsraumes für die Volumenschwankungen des Kühlmittels ist vorzugsweise Stickstoff vorgesehen.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen:

FIG 1: schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Umspannplattform mit einer Kühlanlage,

FIG 2: schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel einer Umspannplattform mit einer Kühlanlage,
FIG 3: schematisch eine erste Ausgestaltung eines als Plattformstandbein ausgebildeten Hohlstrukturelementes einer Umspannplattform,
FIG 4: schematisch eine zweite Ausgestaltung eines als Plattformstandbein ausgebildeten Hohlstrukturelementes einer Umspannplattform,
FIG 5: schematisch eine dritte Ausgestaltung eines als Plattformstandbein ausgebildeten Hohlstrukturelementes einer Umspannplattform,
FIG 6: schematisch ein drittes Ausführungsbeispiel einer Umspannplattform mit einer Kühlanlage,
FIG 7: schematisch ein viertes Ausführungsbeispiel einer Umspannplattform mit einer Kühlanlage,
FIG 8: schematisch eine erste Ausführung eines Hohlstrukturelementes mit Kühlmittelkanälen in einer Querschnittdarstellung,
FIG 9: schematisch eine zweite Ausführung eines Hohlstrukturelementes mit Kühlmittelkanälen in einer Querschnittdarstellung,
FIG 10: schematisch eine dritte Ausführung eines Hohlstrukturelementes mit Kühlmittelkanälen in einer Querschnittdarstellung,
FIG 11: schematisch eine vierte Ausführung eines Hohlstrukturelementes mit Kühlmittelkanälen in einer Querschnittdarstellung,
FIG 12: schematisch eine fünfte Ausführung eines Hohlstrukturelementes mit Kühlmittelkanälen in einer Querschnittdarstellung,
FIG 13: schematisch eine sechste Ausführung eines Hohlstrukturelementes mit Kühlmittelkanälen in einer Querschnittdarstellung,
FIG 14: schematisch eine siebte Ausführung eines Hohlstrukturelementes mit Kühlmittelkanälen in einer Längsschnittdarstellung,
FIG 15: schematisch zwei kühlmittelführende Hohlstrukturelemente, die mittels einer Groutverbindung verbunden sind,
FIG 16: eine erste Ausführung eines ein Knotenelement bildenden Hohlstrukturelementes zur Verbindung kühlmittelführender Hohlstrukturelemente,
FIG 17: eine zweite Ausführung eines ein Knotenelement bildenden Hohlstrukturelementes zur Verbindung kühlmittelführender Hohlstrukturelemente,
FIG 18: eine dritte Ausführung eines ein Knotenelement bildenden Hohlstrukturelementes zur Verbindung kühlmittelführender Hohlstrukturelemente,
FIG 19: eine vierte Ausführung eines ein Knotenelement bildenden Hohlstrukturelementes zur Verbindung kühlmittelführender Hohlstrukturelemente,
FIG 20: eine fünfte Ausführung eines ein Knotenelement bildenden Hohlstrukturelementes zur Verbindung kühlmittelführender Hohlstrukturelemente, und
FIG 21: eine sechste Ausführung eines ein Knotenelement bildenden Hohlstrukturelementes zur Verbindung kühlmittelführender Hohlstrukturelemente.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Figur 1 zeigt schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Umspannplattform 1 mit einer Kühlanlage 3 zur Kühlung einer Plattformkomponente 11. Die Plattformkomponente 11 ist beispielsweise ein Transformator.
Die Umspannplattform 1 befindet sich im Wasser 7 im offenen Meer vor einer Küste. Das Plattformfundament der Umspannplattform 1 umfasst mehrere vertikal verlaufende Standbeine bildende Hohlstrukturelemente 2, die als Stahlrohre ausgebildet sind und Fundamentbeine der Umspannplattform 1 bilden, die aus dem Wasser 7 herausragen und einen Plattformkopf 10 der Umspannplattform 1 tragen, auf dem sich die Plattformkomponente 11 befindet. Diese Fundamentbeine sind durch unterhalb des Wasserspiegels 71 des die Umspannplattform 1 umgebenden Wassers 7 verlaufende verbindende Hohlstrukturelemente 23, 24 miteinander verbunden, wobei ein erstes verbindendes Hohlstrukturelement 24 schräg zu den Fundamentbeinen verläuft und das zweite verbindende Hohlstrukturelement 23 orthogonal zu den Fundamentbeinen unterhalb des ersten verbindenden Hohlstrukturelementes 24 verläuft.
Die Kühlanlage 3 umfasst einen als Primärkühlkreislauf ausgebildeten Zwischenkühlkreislauf 3.1 und einen als Sekundärkühlkreislauf ausgebildeten Kühlkreislauf 3.2, die über einen Wärmetauscher 31 thermisch gekoppelt sind.
Der Zwischenkühlkreislauf 3.1 ist thermisch direkt an die Plattformkomponente 11 gekoppelt. Er umfasst erste Rohrleitungen 35 und eine erste Pumpe 33.
Der Kühlkreislauf 3.2 umfasst eine zweite Rohrleitungen 36, eine zweite Pumpe 34 sowie die Standbeine bildenden Hohlstrukturelemente 2 und die verbindenden Hohlstrukturelemente 23, 24. Mittels der zweiten Pumpe 34 wird ein Kühlmittel 39 durch den Kühlkreislauf 3.2 gepumpt.
Als Kühlmittel 39 wird im Kühlkreislauf 3.2 vorzugsweise Süßwasser verwendet. Zur Korrosionsminderung, Verschmutzungsreduzierung und zum Frostschutz von oberhalb des Wasserspiegels 71 des die Umspannplattform 1 umgebenden Wassers 7 verlaufenden Abschnitten des Kühlkreislaufes 3.2 können dem Süßwasser ferner Zusatzstoffe, beispielsweise Glysantin und/oder Korrosionshemmer, beigemischt werden.
Die Standbeine bildenden Hohlstrukturelemente 2 und die verbindenden Hohlstrukturelemente 23, 24 führen also Kühlmittel 39 und sind in den Kühlkreislauf 3.2 integriert. Da sie große unterhalb des Wasserspiegels 71 des die Umspannplattform umgebenden Wassers 7 liegende Außenoberflächen aufweisen, kann dadurch vorteilhaft Kühlmittel 39 in den Standbeine bildenden Hohlstrukturelementen 2 und verbindenden Hohlstrukturelementen 23, 24 effizient gekühlt werden.
Die Standbeine bildenden Hohlstrukturelemente 2 sind dabei derart mit Kühlmittel 39 befüllt, dass ein Kühlmittelspiegel 73 des Kühlmittels 39 in diesen Bereichen 21 über dem Wasserspiegel 71 des die Umspannplattform 1 umgebenden Wassers 7 liegt. Dadurch wird vorteilhaft verhindert, dass bei kleinen Leckagen der Hohlstrukturelemente 2, 23, 24 sie umgebendes korrosives Wasser 7 in die Hohlstrukturelemente 2, 23, 24 und damit in den Kühlkreislauf 3.2 eindringt.
In einem ersten der Standbeine bildenden Hohlstrukturelement 2 ist ein Innenrohr 22 angeordnet, so dass um das Innenrohr 22 herum zwischen diesem Hohlstrukturelement 2 und dem Innenrohr 22 ein Bereich 21 zur Führung von Kühlmittel 39 entsteht. Das Innenrohr 22 ist mit dem zweiten verbindenden Hohlstrukturelement 23 verbunden und weist eine Öffnung 28 zu diesem auf, durch welche Kühlmittel 39 von dem zweiten verbindenden Hohlstrukturelement 23 in das Innenrohr 22 fließen kann.
Das Kühlmittel 39 wird mittels der zweiten Pumpe 34 durch den Kühlkreislauf 3.2 gepumpt, so dass es wie durch die Pfeile in Figur 1 angedeutet fließt: von dem Wärmetauscher 31 fließt das Kühlmittel 39 über eine zweite Rohrleitung 36 in den das Innenrohr 22 umgebenden Bereich 21 im ersten der Standbeine bildenden Hohlstrukturelemente 2; von dort fließt das Kühlmittel 39 entlang des Innenrohres 22 nach unten und in das erste verbindende Hohlstrukturelement 24; über das erste verbindende Hohlstrukturelement 24 fließt es in das zweite der Standbeine bildenden Hohlstrukturelemente 2 und von dort in das zweite verbindende Hohlstrukturelement 23; von dem zweiten verbindende Hohlstrukturelement 23 fließt das Kühlmittel 39 dann durch die Öffnung 28 in das Innenrohr 22 und von dort schließlich über eine in das Innenrohr 22 ragende zweite Rohrleitung 36 zurück zu dem Wärmetauscher 31.
An den Außenseiten der Standbeine bildenden Hohlstrukturelement 2 sind jeweils erste Versteifungselemente 41 angeordnet, die als die Außenoberflächen dieser Hohlstrukturelemente 2 vergrößernde Kühlrippen zur Kühlung von Kühlmittel 39 ausgebildet sind.
Figur 2 zeigt schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel einer Umspannplattform 1 mit einer Kühlanlage 3 zur Kühlung einer Plattformkomponente 11. Die Plattformkomponente 11 ist auch in diesem Ausführungsbeispiel beispielsweise ein Transformator.
Wie im ersten Ausführungsbeispiel befindet sich die Umspannplattform 1 im Wasser 7 im offenen Meer vor einer Küste und das Plattformfundament der Umspannplattform 1 umfasst mehrere Standbeine bildenden Hohlstrukturelemente 2, die als Stahlrohre ausgebildet sind und Fundamentbeine der Umspannplattform 1 bilden. Diese Fundamentbeine sind durch unterhalb des Wasserspiegels 71 des die Umspannplattform 1 umgebenden Wassers 7 verlaufende verbindende Hohlstrukturelemente 23, 24 miteinander verbunden, wobei ein erstes verbindendes Hohlstrukturelement 24 schräg zu den Fundamentbeinen verläuft und das zweite verbindende Hohlstrukturelement 23 orthogonal zu den Fundamentbeinen unterhalb des ersten verbindenden Hohlstrukturelementes 24 verläuft.
Ebenfalls wie im ersten Ausführungsbeispiel umfasst die Kühlanlage 3 einen als Primärkühlkreislauf ausgebildeten Zwischenkühlkreislauf 3.1 und einen als Sekundärkreislauf ausgebildeten Kühlkreislauf 3.2, die über einen Wärmetauscher 31 thermisch gekoppelt sind, wobei der Zwischenkühlkreislauf 3.1 thermisch direkt an die Plattformkomponente 11 gekoppelt und analog zum ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet ist.
Der Kühlkreislauf 3.2 umfasst eine zweite Rohrleitung 36, eine zweite Pumpe 34 sowie die Standbeine bildenden Hohlstrukturelemente 2 und das erste verbindende Hohlstrukturelement 24. Mittels der zweiten Pumpe 34 wird ein Kühlmittel 39 durch den Kühlkreislauf 3.2 gepumpt.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel ist in jedem der Standbeine bildenden Hohlstrukturelement 2 ein Innenrohr 22 angeordnet, so dass um das Innenrohr 22 herum zwischen diesem Hohlstrukturelement 2 und dem Innenrohr 22 ein Bereich 21 zur Führung von Kühlmittel 39 entsteht. Die beiden Bereiche 21 der Standbeine bildenden Hohlstrukturelemente 2 sind miteinander durch das erste verbindende Hohlstrukturelement 24 verbunden.
Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel wird in dem Innenrohr 22 eines ersten der Standbeine bildenden Hohlstrukturelementes 2 jedoch kein Kühlmittel 39 des Kühlkreises 3.2 sondern Wasser 7 des die Umspannplattform 1 umgebenden Meeres geführt. Dazu ist das Innere dieses Innenrohres 22 über Verbindungskanäle 47, 48 mit der Umgebung des das Innenrohr 22 enthaltenden Hohlstrukturelementes 2 verbunden, so dass die Umspannplattform 1 umgebendes Wasser 7 durch erste Verbindungskanäle 47 in das Innere des Innenrohres 22 hinein und durch zweite Verbindungskanäle 48 aus dem Inneren des Innenrohres 22 heraus fließen kann. Die zweiten Verbindungskanäle 48 sind dabei oberhalb der ersten Verbindungskanäle 47 angeordnet, so dass durch die ersten Verbindungskanäle 47 in das Innenrohr 2 eingetretenes und durch die Aufnahme von Wärme aus dem Kühlmittel 39 erwärmtes Wasser 7 innerhalb des Innenrohres 22 aufsteigt und durch die zweiten Verbindungskanäle 48 aus dem Innenrohr 22 austreten kann. Es ist also keine Pumpe nötig, um das Wasser 7 durch das Innenrohr 22 zu pumpen. Das Innenrohr 22 des ersten der Standbeine bildenden Hohlstrukturelementes 2 erhöht vorteilhaft die von Wasser 7 des Meeres umströmte Oberfläche dieses Hohlstrukturelementes 2 und verbessert damit die Kühlung des Kühlmittels 39 in diesem Hohlstrukturelement 2.
Das Innenrohr 22 in dem zweiten der Standbeine bildenden Hohlstrukturelemente 2 ist wie das Innenrohr 22 in dem ersten der Standbeine bildenden Hohlstrukturelemente 2 des ersten Ausführungsbeispiels ausgebildet, d.h. es weist wenigstens eine Öffnung 28 zu dem kühlmittelbefüllten Bereich 21 zwischen ihm und dem zweiten der Standbeine bildenden Hohlstrukturelemente 2 auf, so dass Kühlmittel 39 aus diesem Bereich in dieses Innenrohr 22 fließen kann.
Die die Innenrohre 22 umgebenden Bereiche 21 im Inneren der Standbeine bildenden Hohlstrukturelemente 2 sowie das Innenrohr 22 des zweiten der Standbeine bildenden Hohlstrukturelementes 2 sind analog zum ersten Ausführungsbeispiel derart mit Kühlmittel 39 befüllt, dass der Kühlmittelspiegel 73 des Kühlmittels 39 über dem Wasserspiegel 71 des die Umspannplattform 1 umgebenden Wassers 7 liegt.
Das Kühlmittel 39 wird mittels der zweiten Pumpe 34 durch den Kreislauf 3.2 gepumpt, so dass sich die beispielhaft durch die Pfeile in Figur 2 angedeutete Kühlmittelströmung einstellt: von dem Wärmetauscher 31 fließt das Kühlmittel 39 über eine zweite Rohrleitung 36 in den Bereich 21 im ersten der Standbeine bildenden Hohlstrukturelemente 2, der das dort angeordnete Innenrohr 22 umgibt; von dort fließt das Kühlmittel 39 entlang des Innenrohres 22 nach unten und in das erste verbindende Hohlstrukturelement 24; über das erste verbindende Hohlstrukturelement 24 fließt es in den Bereich 21 im zweiten der Standbeine bildenden Hohlstrukturelemente 2, der das dort angeordnete Innenrohr 22 umgibt, und von dort durch die wenigstens eine Öffnung 28 in dieses Innerohr 22; aus diesem Innenrohr 22 fließt das Kühlmittel 39 schließlich über eine in dieses Innenrohr 22 ragende zweite Rohrleitung 36 zurück zu dem Wärmetauscher 31.
Die Figuren 3 bis 5 zeigen Ausgestaltungen von kühlmittelführenden Standbeine bildenden Hohlstrukturelementen 2 mit verschiedenen Versteifungselementen 41, 42, 43, die sowohl die Stabilität dieser Hohlstrukturelemente 2 verbessern als auch der Kühlung des Kühlmittels 39 in diesen Hohlstrukturelementen 2 dienen. Die Versteifungselemente 41, 42, 43 sind ferner vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie als Strömungsleitvorrichtungen dienen.
Figur 3 zeigt ein ein Standbein bildendes Hohlstrukturelement 2, an dessen Außenwand als Kühlrippen ausgebildete äußere erste Versteifungselemente 41 angeordnet sind, und an dessen Innenwand kühlmittelführende zweite Versteifungselemente 43, die jeweils wenigstens einen (nicht näher dargestellten Kühlmittelkanal) zur Führung von Kühlmittel 39 aufweisen und vertikal verlaufen, angeordnet sind.
Figur 4 zeigt ein ein Standbein bildendes Hohlstrukturelement 2, an dessen Außenwand vier vertikal verlaufende kühlmittelführende zweite Versteifungselemente 43 angeordnet sind, und an dessen Innenwand als Kühlrippen ausgebildete innere erste Versteifungselemente 42 angeordnet sind. Das mittlere in Figur 4 dargestellte zweite Versteifungselement 43 befindet sich also ebenfalls an der Außenwand des ein Standbein bildenden Hohlstrukturelementes 2 und ist hier dargestellt, um anzudeuten, dass die vier zweiten Versteifungselemente 43 entlang des Umfangs eines Querschnitts der Außenwand dieses Hohlstrukturelementes 2 um 90 Grad gegeneinander versetzt angeordnet sind.
Figur 5 zeigt ein ein Standbein bildendes Hohlstrukturelement 2, an dessen Innenwand horizontal verlaufende kühlmittelführende zweite Versteifungselemente 43 übereinander angeordnet sind.
Figur 6 zeigt schematisch ein drittes Ausführungsbeispiel einer Umspannplattform 1 mit einer Kühlanlage 3 zur Kühlung einer Plattformkomponente 11. Die Plattformkomponente 11 ist auch in diesem Ausführungsbeispiel beispielsweise ein Transformator.
Das Plattformfundament dieses Ausführungsbeispiels ist fachwerkartig aus länglichen eine Fachwerkstruktur bildenden Hohlstrukturelementen 27.1 und jeweils mehreren dieser Hohlstrukturelemente 27.1 verbindenden Knotenelemente bildenden Hohlstrukturelementen 27.2 ausgebildet. Die Knotenelemente bildenden Hohlstrukturelemente 27.2 können beispielsweise als zylindrische, kugelförmige oder mehrflächige Körper ausgebildet sein und werden mit den die Fachwerkstruktur bildenden Hohlstrukturelementen 27.1, die sie jeweils verbinden, in der Regel verschweißt. Die Knotenelemente bildenden Hohlstrukturelemente 27.2 werden vorteilhaft als Gussknoten ausgeführt.
Die Kühlanlage 3 ist analog zu den in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen ausgebildet und umfasst einen Zwischenkühlkreislauf 3.1 und einen daran über einen Wärmetauscher 31 thermisch gekoppelten Kühlkreislauf 3.2. Der Kühlkreislauf 3.2 umfasst unter dem Wasserspiegel 71 des die Umspannplattform 1 umgebenden Wassers 7 verlaufende Hohlstrukturelemente 27.1, 27.2 des Plattformfundaments, durch die mittels einer zweiten Pumpe 34 ein Kühlmittel 39 des Kühlkreislauf 3.2 gepumpt wird. Das Kühlmittel 39 wird mittels einer zweiten Rohrleitung 36 des Kühlkreislaufes 3.2 in das Plattformfundament hinein und aus ihm heraus geleitet.
Die Innenräume der in den Kühlkreislauf 3.2 einbezogenen Hohlstrukturelemente 27.1, 27.2 sind miteinander derart verbunden, dass eine Zirkulation des Kühlmittels 39 innerhalb des Plattformfundaments gefördert wird. Durch die bei der Kühlung an den Wänden der Hohlstrukturelemente 27.1, 27.2 entstehende Erhöhung der Dichte des Kühlmittels 39 kommt es zu einem Eigenantrieb der Kühlmittelströmung. Vorteilhafterweise werden schräg und waagerecht verlaufende, die Fachwerkstruktur bildende Hohlstrukturelemente 27.1 derart mit wenigstens annähernd vertikal verlaufenden, die Fachwerkstruktur bildenden Hohlstrukturelementen 27.1 verbunden, dass dieser Eigenantrieb der Kühlmittelströmung, deren Richtung in Figur 6 beispielhaft durch Pfeile angedeutet ist, unterstützt wird und in Pumprichtung der zweiten Pumpe 34 verläuft. Dazu werden in Knotenelementen bildende Hohlstrukturelemente 27.2 Strömungsleitvorrichtungen vorgesehen, welche einen gerichteten Kühlmittelfluss zwischen den die Fachwerkstruktur bildenden Hohlstrukturelementen 27.1 ermöglichen. Verschiedene mögliche Ausführungen derart ausgebildeter Hohlstrukturelemente 27.2 sind in den unten beschriebenen Figuren 16 bis 21 dargestellt.
Bevorzugt erfolgt die Rückführung des Kühlmittels 39 aus dem Plattformfundament derart, dass die Entnahme im untersten Teil des Plattformfundaments erfolgt. Im in Figur 6 dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Kühlmittel 39 über eine zweite Rohrleitung 36, die innerhalb eines vertikal verlaufenden Hohlstrukturelementes 27.1 angeordnet ist, zum Wärmetauscher 31 zurückgeführt.
Die Kühlwirkung des Plattformfundaments kann auch in diesem Ausführungsbeispiel durch (in Figur 6 nicht dargestellt) als Kühlrippen ausgebildete innere oder äußere erste Versteifungselemente 41, 42 an den die Fachwerkstruktur bildenden Hohlstrukturelementen 27.1 erhöht werden, die derart ausgestaltet werden, dass sie zur mechanischen Festigkeit des Plattformfundaments beitragen.
In weiteren Ausgestaltungen des in Figur 6 dargestellten Ausführungsbeispiels werden innerhalb der Hohlstrukturelemente 27.1, 27.2 weitere Strömungsleitvorrichtungen oder Wirbulatoren zur Erzielung einer turbulenten Strömung angeordnet.
Figur 7 zeigt schematisch ein viertes Ausführungsbeispiel einer Umspannplattform 1 mit einer Kühlanlage 3 zur Kühlung einer Plattformkomponente 11. Die Plattformkomponente 11 ist auch in diesem Ausführungsbeispiel beispielsweise ein Transformator.
Das Tripod-Fundament umfasst drei als Fundamentbeine ausgebildete Standbeine bildende Hohlstrukturelemente 2, mittels derer die Umspannplattform 1 auf einem Gewässerboden 8 aufgestellt ist, ein eine Trägerstruktur bildendes Hohlstrukturelement 25, dessen oberes Ende aus dem die Umspannplattform 1 umgebenden Wasser 7 herausragt und den Plattformkopf 10 der Umspannplattform 1 trägt, sowie für jedes der Standbeine bildendes Hohlstrukturelement 2 zwei verbindende Hohlstrukturelemente 23, 24, die das jeweilige Hohlstrukturelement 2 mit dem die Trägerstruktur bildenden Hohlstrukturelement 25 verbinden. Dabei verläuft jeweils ein erstes verbindendes Hohlstrukturelement 24 von dem die Trägerstruktur bildenden Hohlstrukturelement 25 schräg abwärts zu dem ein Standbein bildendes Hohlstrukturelement 2 und das zweite verbindende Hohlstrukturelement 23 verläuft unterhalb des ersten verbindenden Hohlstrukturelementes 24 fast parallel zu dem Gewässerboden 8. Die verbindenden Hohlstrukturelemente 23, 24 weisen jeweils Öffnungen 28 zu dem die Trägerstruktur bildenden Hohlstrukturelement 25 und dem jeweiligen ein Standbein bildendes Hohlstrukturelement 2 auf, so dass die Innenräume aller Hohlstrukturelemente 2, 23, 24, 25 einen zusammenhängenden Hohlraum bilden, der gegenüber der Umgebung der Umspannplattform 1 hermetisch abgeschlossen ist.
Die Kühlanlage 3 umfasst einen Zwischenkühlkreislauf 3.1 und einen über einen Wärmetauscher 31 daran thermisch gekoppelten Kühlkreislauf 3.2, der in diesem Ausführungsbeispiel allein von den Hohlstrukturelementen 2, 23, 24, 25 gebildet wird. Dazu ist der von den Innenräumen der Hohlstrukturelemente 2, 23, 24, 25 gebildete Hohlraum mit dem Kühlmittel 39 des Kühlkreislaufes 3.2 befüllt und der Wärmetauscher 31 ist innerhalb des Innenraums des die Trägerstruktur bildenden Hohlstrukturelementes 25 in dem Kühlmittel 39 angeordnet.
Die Richtung der Kühlmittelströmung im Kühlkreislauf 3.2 ist in Figur 7 durch Pfeile angedeutet. Das Kühlmittel 39 wird durch den Wärmetauscher 31 erwärmt und steigt innerhalb des die Trägerstruktur bildenden Hohlstrukturelements 25 auf. An den Wänden der Hohlstrukturelemente 2, 23, 24, 25 wird das Kühlmittel 39 gekühlt und sinkt auf Grund seiner durch die Kühlung steigenden Dichte durch die verbindenden Hohlstrukturelemente 24 in die Innenräume der Standbeine bildenden Hohlstrukturelemente 2 und strömt von dort durch die Innenräume der zweiten verbindenden Hohlstrukturelemente 23 zurück in den Innenraum des die Trägerstruktur bildenden Hohlstrukturelementes 25 zu dem Wärmetauscher 31. Es bildet sich also innerhalb des Plattformfundaments eine natürliche Kühlmittelströmung aus, die erforderlichenfalls durch eine (in Figur 7 nicht dargestellte) zweite Pumpe 34 verstärkt werden kann.
Zur Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit und der Effektivität der Kühlanlage 3 können Teile der Hohlstrukturelemente 2, 23, 24, 25 mehrwandig ausgeführt werden und beispielsweise mit einem Innenrohr 22 versehen werden. Zur Erhöhung der Kühlfläche können Hohlstrukturelemente 2, 23, 24, 25 mit als Kühlrippen ausgebildeten inneren oder äußeren ersten Versteifungselementen 41, 42 versehen werden.
Analog zu den in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen ist das Plattformfundament der Umspannplattform 1 derart mit dem Kühlmittel 39 befüllt, dass ein Kühlmittelspiegel 73 des Kühlmittels 39 über dem Wasserspiegel 71 des die Umspannplattform 1 umgebenden Wassers 7 liegt. Die Befüllung wird ferner so gewählt, dass über dem Kühlmittelspiegel 73 ein kühlmittelfreier Ausgleichsraum 29 verbleibt, um temperaturbedingte Volumenänderungen des Kühlmittels 39 im Kühlkreislauf 3.2 auszugleichen. Vorzugsweise wird der Ausgleichsraum 29 dabei mit einem Gas, beispielsweise mit Stickstoff, derart befüllt, dass der sich bei einer maximal zu erwartenden Temperatur des Kühlmittels 39 einstellende Differenzdruck zur Umgebung in dem Ausgleichsraum 29 kleiner als 0,5 bar bleibt. Dadurch wird der Kühlkreislauf 3.2 inklusive der in den Kühlkreislauf einbezogenen Hohlstrukturelemente vorteilhaft hermetisch gegenüber der Umgebung der Umspannplattform 1 abgeschlossen.
Die Figuren 8 bis 13 zeigen schematisch jeweils eine Ausführung eines ein Standbein bildendes Hohlstrukturelementes 2 mit den Kühlmittel 39 führenden rohrartigen Kühlmittelkanälen 51 in einer Querschnittdarstellung. Derartige Ausführungen eignen sich nicht nur für Standbeine bildende Hohlstrukturelemente 2, sondern auch für andere der in den Figuren 1, 2, 6, 7 gezeigten Hohlstrukturelemente 23, 24, 25, 27.1, 27.2.
Die Figuren 8, 12 und 13 zeigen jeweils außen an einem ein Standbein bildendes Hohlstrukturelement 2 angeordnete Kühlmittelkanäle 51, wobei die Kühlmittelkanäle 51 der in Figur 8 dargestellten Ausführung U-förmige Querschnittskonturen aufweisen, während die in den Figuren 12 und 13 dargestellten Ausführungen kreisförmige Querschnittskonturen aufweisen.
Die Figuren 9 bis 11 zeigen jeweils innen an einem ein Standbein bildenden Hohlstrukturelement 2 angeordnete Kühlmittelkanäle 51, wobei die Kühlmittelkanäle 51 der in Figur 9 dargestellten Ausführung U-förmige Querschnittskonturen aufweisen, während die in den Figuren 10 und 11 dargestellten Ausführungen kreisförmige Querschnittskonturen aufweisen.
Dabei sind die Kühlmittelkanäle 51 der in den Figuren 8 bis 10 und 13 dargestellten Ausführungen direkt an dem ein Standbein bildendes Hohlstrukturelement 2 angeordnet, während die Kühlmittelkanäle 51 der in den Figuren 11 und 12 dargestellten Ausführungen über Stege 52 mit dem ein Standbein bildenden Hohlstrukturelement 2 verbunden sind.
Figur 14 zeigt in einer Längsschnittdarstellung ausschnittsweise ein ein Standbein bildendes Hohlstrukturelement 2, an dem innen Kühlmittelkanäle 51 mit Kühlmitteleinlasskanälen 54.1 zur Zuleitung von Kühlmittel 39 und Kühlmittelauslasskanälen 54.2 zur Ableitung von Kühlmittel 39 angeordnet sind. Dieses Hohlstrukturelement 2 weist ferner unterhalb der Kühlmittelkanäle 51 Wassereinlassöffnungen 53.1 und oberhalb der Kühlmittelkanäle 51 Wasserauslassöffnungen 53.2 auf, durch die die Umspannplattform 1 umgebendes Wasser 7 in das Innere dieses Hohlstrukturelementes 2 bzw. aus dem Inneren dieses Hohlstrukturelementes 2 heraus strömen kann. Die Pfeile deuten die Richtungen an, in die jeweils Kühlmittel 39 bzw. Wasser 7 strömt.
Figur 15 zeigt schematisch zwei Hohlstrukturelemente 2.1, 2.2, die mittels einer so genannten Groutverbindung 9 verbunden sind. Die Hohlstrukturelemente 2.1, 2.2 werden montiert, wobei ein Ende eines ersten Hohlstrukturelementes 2.1 in das zweite Hohlstrukturelement 2.2 eingeführt wird, und ein Zwischenraum zwischen den Hohlstrukturelementen 2.1, 2.2 wird mit einem Groutmaterial 91, beispielsweise einem hochfesten Beton oder Mörtel, verfüllt. Dadurch können Toleranzen und Schiefstellungen der Hohlstrukturelemente 2.1, 2.2 ausgeglichen und ein Kraftfluss zwischen ihnen hergestellt werden. Das Groutmaterial 91 wird über einen Materialeinlassanschluss 92 im zweiten Hohlstrukturelement 2.2 eingelassen. Ferner weist das zweite Hohlstrukturelement 2.2 eine Auslassöffnung 93 zur Entlüftung und/oder zum Ablassen eines bei der Einleitung des Groutmaterials 91 verdrängten Mediums auf.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass kühlmittelführende Hohlstrukturelemente 2.1, 2.2, die mittels einer derartigen Groutverbindung 9 verbunden werden, über wenigstens ein Kühlmittelverbindungselement 94 miteinander verbunden werden, durch welches Kühlmittel 39 leitbar ist. Dafür wird eines der Hohlstrukturelemente 2.1, 2.2 mit dem Kühlmittelverbindungselement 94 versehen, während in dem anderen Hohlstrukturelement 2.1, 2.2 eine Aufnahmevorrichtung 95, beispielsweise eine entsprechende Öffnung, zur Aufnahme des Kühlmittelverbindungselementes 94 vorgesehen wird, so dass das Innere des Kühlmittelverbindungselementes 94 während des Verfüllprozesses des Groutmaterials 91 frei von Groutmaterial 91 bleibt.
Die Figuren 16 bis 21 zeigen schematisch in einer Schnittdarstellung jeweils ein ein Knotenelement bildendes Hohlstrukturelement 27.2 einer wie in Figur 6 ausgeführten Umspannplattform 1. Die Knotenelemente bildenden Hohlstrukturelemente 27.2 weisen jeweils eine Strömungsleitvorrichtung zur Lenkung des sie durchströmenden Kühlmittels 39 auf.
Die in den Figuren 16 bis 21 gezeigten Knotenelemente bildende Hohlstrukturelemente 27.2 unterscheiden sich jeweils voneinander durch ihre Form und/oder die Ausführung der Strömungsleitvorrichtung.
Die Figuren 16, 19 und 20 zeigen jeweils Knotenelemente bildende Hohlstrukturelemente 27.2, deren Strömungsleitvorrichtung als eine Innenwand 83 ausgebildet ist, mittels derer Kühlmittel 39 von einem der eine Fachwerkstruktur bildenden Hohlstrukturelemente 27.1 in ein anderes dieser Hohlstrukturelemente 27.1 gelenkt wird.
Die Figuren 17, 18 und 21 zeigen jeweils Knotenelemente bildende Hohlstrukturelemente 27.2, deren Strömungsleitvorrichtung wenigstens ein Rohrsegment 85 umfasst, durch das Kühlmittel 39 geführt wird. Dabei umfassen die Strömungsleitvorrichtungen der in den Figuren 18 und 21 dargestellten Knotenelemente bildenden Hohlstrukturelemente 27.2 zusätzlich Seitenkanalabschlüsse 84, die die für die Rohrsegmente 85 verwendeten Ausgänge dieser Knotenelemente bildenden Hohlstrukturelemente 27.2 um die Rohrsegmente 85 herum verschließen, so dass durch diese Ausgänge Kühlmittel 39 nur innerhalb der Rohrsegmente 85 treten kann. Dadurch wird vorteilhaft ein Kreuzen von in verschiedene Richtungen verlaufenden Kühlmittelströmungen innerhalb dieser Hohlstrukturelemente 27.2 ermöglicht, wie es in Figur 21 durch Pfeile angedeutet ist. Die Seitenkanalabschlüsse 84 können beispielsweise als Kappen ausgebildet sein.
In allen in den Figuren 1, 2, 6 und 7 dargestellten Ausführungsbeispielen werden keine Pumpen, Filter oder Kühler eingesetzt, die von dem die Umspannplattform 1 umgebenden Wasser 7 durchflossen werden. Dadurch wird der Pflege- und Wartungsaufwand für die Komponenten des Kühlkreises 3.2 gegenüber derartiges Wasser 7 verwendende Kühlanlagen 3 vorteilhaft erheblich reduziert. Außerdem wird die Betriebssicherheit dieser Komponenten verbessert, so dass auch eine betriebssichernde redundante Bereitstellung dieser Komponenten vorteilhaft vermindert werden kann.
Die dargestellten Ausführungsbeispiele können in verschiedener Weise kombiniert und/oder ausgestaltet werden. Eine mögliche Ausgestaltung sieht beispielsweise an wenigstens einer Innenwand eines Hohlstrukturelementes 2, 23, 24, 25, 27.1, 27.2 Profile, beispielsweise U-Profile, vor, die derart angebracht sind, dass sie zum Kühlmitteltransport nutzbare Räume bilden. Um die erforderliche Pumpleistung im Kühlkreislauf 3.2 gering zu halten, erfolgt die Verbindung der Hohlstrukturelemente 2, 23, 24, 25, 27.1, 27.2 zu Kühlmittelkanälen ferner vorzugsweise derart, dass der natürliche durch die Schwerkraft (d.h. durch einen Dichteunterschied) getriebene Eigenantrieb des Kühlmittels 39 unterstützt wird. In Abhängigkeit von dem Aufbau der Umspannplattform 1 ist die Nutzung vorhandener Geometrien zur Wärmeabführung vorteilhaft. Können beispielsweise vertikale oder horizontale Rohre (z.B. ein Standbein oder eine Querstrebe) als Kühlflächen verwendet werden, kann eine geringere Flächeneffektivität dieser Kühlflächen in Kauf genommen werden. Vorteilhafterweise werden die der Kühlung dienenden Hohlstrukturelemente 2, 23, 24, 25, 27.1, 27.2 des Plattformfundamentes der Umspannplattform 1 derart gestaltet, dass sie eine große Auffangfläche für die natürliche Wasserströmung des Wassers 7 bilden. Weiterhin wird durch geeignete Strömungsleitvorrichtungen zusätzliche Wasserströmung zu den als Kühler dienenden Strukturteilen des Plattformfundamentes geführt. In einer besonderen Ausführung werden an der Außenseite der Hohlstrukturelemente 2, 23, 24, 25, 27.1, 27.2 zusätzliche Wärme abgebende Flächen angebracht, welche zweckmäßigerweise in Bereichen mit günstigen Kühlmittelströmungsverhältnissen platziert werden. Diese Flächen können je nach Strömungsverhältnissen sowohl horizontal als auch vertikal oder winklig angebracht werden. Die Form und Anordnung dieser Flächen wird so gewählt, dass einerseits eine maximale Bestreichung mit dem Kühlmedium Wasser 7 erfolgt, aber gleichzeitig eine Störung der Bestreichung anderer Wärme abgebender Teile vermieden wird. In einer besonderen Ausführungsform können die zusätzlichen Kühlflächen in der Art ausgebildet werden, dass sie als Strömungsleitvorrichtung dienen.
In einer weiteren Ausgestaltung wird wenigstens ein thermoelektrischer Generator an einem einen Kühlkreisabschnitt bildenden Hohlstrukturelement 2, 23, 24, 25, 27.1, 27.2 unterhalb des Wasserspiegels 71 des die Umspannplattform 1 umgebenden Wassers 2 zur Nutzung einer Temperaturdifferenz zwischen Temperaturen dieses Wassers 7 und des Kühlmittels 39 angeordnet.
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Claims

Umspannplattform (1) mit wenigstens einem Hohlstrukturelement (2, 23, 24, 25, 27.1, 27.2, 2.1, 2.2) und mit einer Kühlanlage (3) zur Kühlung wenigstens einer Plattformkomponente (11) der Umspannplattform (1), wobei
- die Kühlanlage (3) einen Kühlkreislauf (3.2) umfasst, in dem ein Kühlmittel (39) geführt wird,

- und wenigstens ein Abschnitt des Kühlkreislaufs (3.2) von einem Hohlstrukturelement (2, 23, 24, 25, 27.1, 27.2, 2.1, 2.2) gebildet wird, durch welches das Kühlmittel (39) geführt wird.
Umspannplattform (1) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
einen Zwischenkühlkreislauf (3.1), der thermisch zwischen dem Kühlkreislauf (3.2) und wenigstens einer Plattformkomponente (11) der Umspannplattform (1) angeordnet ist und über einen Wärmetauscher (31) thermisch an den Kühlkreislauf (3.2) gekoppelt ist.
Umspannplattform (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
mehrere miteinander verbundene Hohlstrukturelemente (2, 23, 24, 25, 27.1, 27.2, 2.1, 2.2), die zusammen einen Abschnitt des Kühlkreislaufs (3.2) bilden.
Umspannplattform (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Hohlstrukturelement (2, 23, 24, 25, 27.1, 27.2, 2.1, 2.2), das einen Abschnitt des Kühlkreislaufs (3.2) bildet, wenigstens teilweise in dem die Umspannplattform (1) umgebenden Wasser (7) angeordnet ist.
Umspannplattform (1) nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch
wenigstens einen thermoelektrischen Generator, der an einem einen Kühlkreisabschnitt bildenden Hohlstrukturelement (2, 23, 24, 25, 27.1, 27.2, 2.1, 2.2) unterhalb des Wasserspiegels des die Umspannplattform (1) umgebenden Wassers (7) zur Nutzung einer Temperaturdifferenz zwischen Temperaturen dieses Wassers (7) und des Kühlmittels (39) angeordnet ist.
Umspannplattform (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Hohlstrukturelement (2, 23, 24, 25, 27.1, 27.2, 2.1, 2.2), das einen Abschnitt des Kühlkreislaufs (3.2) bildet, Teil des Plattformfundaments der Umspannplattform (1) ist.
Umspannplattform (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren wenigstens eines Hohlstrukturelementes (2, 23, 24, 25, 27.1, 27.2, 2.1, 2.2), das einen Abschnitt des Kühlkreislaufs (3.2) bildet, wenigstens ein Innenrohr (22) angeordnet ist, so dass zwischen dem Hohlstrukturelement (2, 23, 24, 25, 27.1, 27.2, 2.1, 2.2) und dem Innenrohr (22) ein Bereich (21) zur Führung von Kühlmittel (39) entsteht.
Umspannplattform (1) nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch
Verbindungskanäle (47, 48), die das Innere wenigstens eines Innenrohres (22) mit der Umgebung des das Innenrohr (22) enthaltenden Hohlstrukturelementes (2, 23, 24, 25, 27.1, 27.2, 2.1, 2.2) verbinden, so dass die Umspannplattform (1) umgebendes Wasser (7) in das Innere des Innenrohres (22) hinein und aus dem Inneren des Innenrohres (22) heraus fließen kann.
Umspannplattform (1) nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch
wenigstens eine Öffnung (28) in wenigstens einem Innenrohr (22) zu dem Bereich (21) zwischen dem Innenrohr (22) und dem das Innenrohr (22) enthaltenden Hohlstrukturelement (2, 23, 24, 25, 27.1, 27.2, 2.1, 2.2).
Umspannplattform (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
wenigstens ein an einem einen Kühlkreisabschnitt bildenden Hohlstrukturelement (2, 23, 24, 25, 27.1, 27.2, 2.1, 2.2) angeordnetes Versteifungselement (41, 42, 43), das als Kühlrippe zur Kühlung von Kühlmittel (39) ausgebildet ist oder wenigstens einen Kühlmittelkanal (51) zur Führung von Kühlmittel (39) aufweist.
Umspannplattform (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
wenigstens zwei kühlmittelführende Hohlstrukturelemente (2.1, 2.2), die mittels einer Groutverbindung (9) verbunden sind, wobei ihre kühlmittelführenden Bereiche über wenigstens ein Kühlmittelverbindungselement (94) miteinander verbunden sind, durch welches Kühlmittel (39) leitbar ist.
Umspannplattform (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
wenigstens eine in einem einen Kühlkreisabschnitt bildenden Hohlstrukturelement (2, 23, 24, 25, 27.1, 27.2, 2.1, 2.2) angeordnete Strömungsleitvorrichtung für die Strömung des Kühlmittels (39) in dem Hohlstrukturelement (2, 23, 24, 25, 27.1, 27.2, 2.1, 2.2).
Umspannplattform (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
wenigstens ein ein Knotenelement bildendes Hohlstrukturelement (27.2), das andere kühlmittelführende Hohlstrukturelemente (27.1) verbindet und in seinem Inneren eine Strömungsleitvorrichtung zur Lenkung des Kühlmittels (39) aufweist.
Umspannplattform (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkreislauf (3.2) inklusive mindestens eines einen Kühlkreisabschnitt bildenden Hohlstrukturelementes (2, 23, 24, 25, 27.1) gegenüber einer Umgebung der Umspannplattform (1) hermetisch abgeschlossen ist.
Umspannplattform (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
wenigstens einen ein Gas enthaltenden Ausgleichsraum (29) zur Aufnahme von Kühlmittel (39) des Kühlkreislaufs (3.2) bei Volumenänderungen des Kühlmittels (39).