RU2388920C1 - Gas-pumping station on offshore platform - Google Patents
Gas-pumping station on offshore platform Download PDFInfo
- Publication number
- RU2388920C1 RU2388920C1 RU2009115091/06A RU2009115091A RU2388920C1 RU 2388920 C1 RU2388920 C1 RU 2388920C1 RU 2009115091/06 A RU2009115091/06 A RU 2009115091/06A RU 2009115091 A RU2009115091 A RU 2009115091A RU 2388920 C1 RU2388920 C1 RU 2388920C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- drives
- turbine
- pumping station
- offshore platform
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к транспортировке газообразного углеводородного топлива по трубопроводам большой протяженности, проложенным по морскому дну.The invention relates to the transportation of gaseous hydrocarbon fuel through long-distance pipelines laid along the seabed.
Известна атомная подводная газоперекачивающая станция по патенту РФ на изобретение № 2191321, которая содержит стальной герметичный корпус, разделенный прочными переборками на реакторный отсек, два жилых и аккумуляторных отсека и два концевых - турбинных отсека.Known nuclear subsea pumping station according to the patent of the Russian Federation for invention No. 2191321, which contains a sealed steel casing, separated by solid bulkheads into the reactor compartment, two residential and battery compartments, and two end - turbine compartments.
В реакторном отсеке размещен один автономный источник энергии, питающий все потребители атомной подводной газоперекачивающей станции - водо-водяной атомный реактор. Реактор соединен паропроводами с газовыми турбонагнетателями. В соседних, симметрично расположенных относительно реакторного отсеках расположены жилые каюты, аккумуляторные батареи, пульты управления и все остальное общекорабельное оборудование, механизмы и устройства. В концевых герметичных отсеках размещены паротурбинные установки, которые через специальный вращающийся вал соединены с носовым концом ротора компрессора-нагнетателя, который размещен вне прочного корпуса и крепится к концевой сферической переборке. Роль дейдвудного сальника в данном случае выполняют носовое масляное уплотнение компрессора-нагнетателя и носовой его подшипник. Таким образом, весь тракт перекачиваемого атомной подводной газоперекачивающей станцией природного газа находится вне прочного легкого корпуса, причем приемные и напорные ветви газопроводов от компрессора-нагнетателя проходят по междубортому пространству.In the reactor compartment there is one autonomous source of energy that feeds all consumers of a nuclear subsea pumping station - a water-to-water nuclear reactor. The reactor is connected by steam lines to gas turbochargers. In neighboring, symmetrically located relative to the reactor compartments are located living cabins, batteries, control panels and all other general ship equipment, mechanisms and devices. Steam turbine units are placed in the end tight compartments, which are connected through a special rotating shaft to the nose end of the compressor-supercharger rotor, which is located outside the durable housing and is attached to the end spherical bulkhead. The role of the stern gland in this case is played by the nasal oil seal of the compressor-supercharger and its nasal bearing. Thus, the entire tract of the natural gas pumped by an atomic subsea gas pumping station is located outside a durable lightweight housing, with the receiving and pressure branches of gas pipelines from the compressor-supercharger passing through the double-sided space.
Порядок посещения этой станции в подводном положении следующий. Открывается входной люк, через который обслуживающий персонал попадает в жилой отсек станции. Затем уже из жилого отсека производятся газовый анализ воздуха в концевом отсеке и его замена в случае необходимости, открывается входной люк на переборке и обслуживающий персонал приступает к осмотру механизмов, уплотнения компрессора-нагнетателя и замене расходных материалов. После окончания работ обслуживающий персонал покидает станцию до следующего посещения.The procedure for visiting this station underwater is as follows. An access hatch opens, through which service personnel enter the station's living compartment. Then, gas analysis of the air in the end compartment is already carried out from the living compartment, and if necessary, it is replaced, the access hatch opens on the bulkhead and maintenance personnel begin to inspect the mechanisms, seal the compressor-supercharger and replace consumables. After completion of work, maintenance personnel leave the station before the next visit.
Недостатками этой станции является очень низкая надежность, обусловленная наличием только одного атомного реактора, размещение компрессора-нагнетателя вне станции, что приводит к необходимости выполнения вращающегося вала в прочном корпусе и возможной его разгерметизации, а также невозможности обслуживания компрессора-нагнетателя на больших глубинах, например более 50 м.The disadvantages of this station are the very low reliability due to the presence of only one nuclear reactor, the location of the compressor-compressor outside the station, which leads to the need for a rotating shaft in a robust housing and its possible depressurization, as well as the inability to service the compressor-compressor at great depths, for example, more 50 m
Известна атомная подводная газоперекачивающая станция по патенту РФ на изобретение №2154231. Эта атомная газоперекачивающая станция, содержащая легкий и прочный корпус, разделенный прочными переборками на герметичные отсеки, в среднем из которых установлен водо-водяной атомный реактор, соединенный паропроводами с газовыми турбонагнетателями, приводная турбина которых соединена вращающимся валом с компрессором-нагнетателем, приемные и напорные ветви газопроводов которого проходят по междубортному пространству и соединены с выгородками стыковочных узлов станции с магистральным газопроводом, расположенных в килевой ее части.Known nuclear subsea pumping station according to the patent of the Russian Federation for the invention No. 2154231. This atomic gas pumping station, containing a light and durable housing, separated by solid bulkheads into sealed compartments, on average of which a water-water atomic reactor is installed, connected by steam pipelines to gas turbochargers, a drive turbine of which is connected by a rotating shaft to a compressor-supercharger, receiving and pressure branches the gas pipelines of which pass through the inter-side space and are connected to the baffles of the docking nodes of the station with the main gas pipeline located in its keel part .
Недостаток - большая стоимость оборудования и стоимость электроэнергии, вырабатываемой с применением атомного реактора. Применение обычного газотурбинного привода, работающего на отборе части перекачиваемого газа, под водой невозможно, т.к. технически невозможно осуществить забор воздуха для газотурбинного привода и выброс выхлопных газов а атмосферу.The disadvantage is the high cost of equipment and the cost of electricity generated using a nuclear reactor. The use of a conventional gas turbine drive operating on the selection of part of the pumped gas under water is not possible, because it is technically impossible to take air for a gas turbine drive and exhaust emissions into the atmosphere.
Известна подводная буровая установка по патенту РФ №2081289, прототип. Эта установка содержит платформу и газоперекачивающую станцию на ней.Known underwater drilling rig according to the patent of the Russian Federation No. 2081289, prototype. This installation contains a platform and a gas pumping station on it.
Недостаток - низкая надежность станции, обусловленная рядом причин:The disadvantage is the low reliability of the station, due to several reasons:
1. Отсутствие дублирующих систем.1. The lack of duplicate systems.
2. Наличие одного газового нагнетателя.2. The presence of one gas supercharger.
3. Расположение газового нагнетателя вне станции.3. Location of the gas supercharger outside the station.
4. Отсутствие внешнего источника питания электроэнергией.4. The lack of an external power source for electricity.
5. Катастрофические последствия при поломке газового нагнетателя, приводящие к прекращению подачи газа в газовую магистраль.5. The catastrophic consequences of a breakdown of the gas supercharger, leading to the cessation of gas supply to the gas pipeline.
6. Наличие задвижек вне станции и отсутствие дистанционного управления ими. Задачи создания изобретения - повышение надежности работы станции и обеспечение безопасности и удобства обслуживания.6. The presence of valves outside the station and the lack of remote control. The objectives of the invention are to increase the reliability of the station and ensure safety and ease of maintenance.
Заявленные технические результаты достигнуты в газоперекачивающей станции на морской платформе, содержащей контейнер, разделенный перегородкой на два герметичных отсека, в одном из которых установлен, по меньшей мере, один газотурбинный привод, содержащий входное устройство, компрессор, камеру сгорания, турбину, свободную турбину и выхлопное устройство, при этом свободная турбина валом нагрузки соединена с электрическим генератором, а в другом - газовые нагнетатели с приводами, отличающейся тем, что электрический генератор соединен со свободной турбиной через магнитную муфту и электрическими связями через коммутатор соединен с приводами газовых нагнетателей и с аккумуляторными батареями, внутрь контейнера вертикально вверх введены подводящий и отводящий газопроводы, на концах которых размещены разъемные соединения, имеющие возможность соединяться с подводящим и отводящим патрубками газовой магистрали, выполненные перпендикулярно к ней и установленные по обе стороны байпасного торубопровода, имеющего два запорных крана, на его концах, при этом запорные краны выполнены с дистанционными приводами, а между нагнетателями и их приводами установлены магнитные муфты. Платформа может быть оборудована системой утилизации тепла с баком для воды, насосом с приводом и регенеративным теплообменником, установленным в выходном устройстве. К камере сгорания может быть подсоединен трубопровод отбора газа, в котором установлен дожимной компрессор с приводом и регулятор расхода. Газоперекачивающая станция может содержать независимые маслосистемы привода и нагнетателя, имеющие маслоохладители, соединенные с патрубками забора и сброса воды.The claimed technical results are achieved in a gas pumping station on an offshore platform containing a container divided by a partition into two sealed compartments, one of which has at least one gas turbine drive containing an inlet device, a compressor, a combustion chamber, a turbine, a free turbine and an exhaust a device, wherein a free turbine is connected by a load shaft to an electric generator, and in another, gas blowers with drives, characterized in that the electric generator is connected to a free turbine through a magnetic coupling and electrical connections through a switch is connected to the drives of gas superchargers and to the batteries, inlet and outlet gas pipelines are introduced vertically upward into the container, at the ends of which are detachable connections that can be connected to the inlet and outlet pipes of the gas main, made perpendicularly to it and installed on both sides of the bypass piping having two shut-off valves, at its ends, while the shut-off valves are They are filled with remote drives, and magnetic couplings are installed between the blowers and their drives. The platform can be equipped with a heat recovery system with a water tank, a pump with a drive and a regenerative heat exchanger installed in the output device. A gas extraction pipe may be connected to the combustion chamber, in which a booster compressor with a drive and a flow regulator are installed. The gas pumping station may contain independent oil systems of the drive and supercharger having oil coolers connected to the water intake and discharge pipes.
Сущность изобретения поясняется на чертежах, где:The invention is illustrated in the drawings, where:
на фиг.1 приведена схема морской платформы со станцией,figure 1 shows a diagram of an offshore platform with a station,
на фиг.2 приведен вид станции сверху,figure 2 shows a top view of the station,
на фиг.3 приведен вид сбоку,figure 3 shows a side view,
на фиг.4 приведена пневмогидравлическая и электрическая схема,figure 4 shows the pneumohydraulic and electrical circuit,
на фиг.5 приведена конструкция газового нагнетателя с магнитной муфтой.figure 5 shows the design of a gas supercharger with a magnetic coupling.
Предложенное техническое решение обладает новизной, изобретательским уровнем и промышленной применимостью. Новизна подтверждается патентными исследованиями, а изобретательский уровень - достижением нового технического результате при использовании новых технических решений.The proposed technical solution has novelty, inventive step and industrial applicability. The novelty is confirmed by patent research, and the inventive step is achieved by the achievement of a new technical result when using new technical solutions.
Газоперекачивающая станция на морской платформе (фиг.1…5) предназначена для повышения давления газа, подведенного по входной магистрали 1, и его передачи в выходную магистраль 2, между которыми установлен байпасный трубопровод 3, с запорными кранами 4 и 5. Входная и выходная газовые магистрали 1 и 2 установлены горизонтально на подставках 6 на морском дне. Станция установлена в контейнере 7 на морской платформе 8, которая, в свою очередь, содержит основание платформы 9, установленное на 4-х опорах 10, которые опираются в грунт 11. Станция установлена в контейнере 7, разделенном перегородкой 12 на герметичные отсеки: двигательный отсек 13 и газоперекачивающий отсек 14. Выходное устройство 15 частично установлено в контейнере 7.A gas pumping station on an offshore platform (FIGS. 1 ... 5) is designed to increase the pressure of the gas supplied through the inlet line 1 and transfer it to the outlet line 2, between which a bypass line 3 is installed, with shut-off valves 4 and 5. Gas inlet and outlet highways 1 and 2 are installed horizontally on
В отсеке 13 установлены, по меньшей мере, один газотурбинный привод 16 и свободная турбина 17, соединенная валом нагрузки 18 с электрическим генератором 19, который установлен в отсеке 14. В дальнейшем приведено описание газоперекачивающей станции, оборудованной одним газотурбинным приводом и одним электрическим нагнетателем. Газотурбинный привод 16 содержит воздухозаборник 20, компрессор 21, камеру сгорания 22, турбину 23, свободную турбину 17, которая валом нагрузки 18 через магнитную муфту 24 соединена с электрическим генератором 19. Под водой по обе стороны от байпасного трубопровода 3 установлены запорные клапаны 25 и 26 с дистанционными приводами 27, к которым подстыкованы соответственно подводящий и отводящий трубопроводы 28 и 29. На верхнем конце подводящий газопровод 34 имеет газовые нагнетатели 30 (не менее двух, в дальнейшем для примера показана система с двумя нагнетателями), перед которым и за которым установлены запорные клапаны 31 и 32 соответственно. Газовые нагнетатели 30 оборудованы приводами 33 (электрические приводы во взрывозащитном исполнении). К отводящему газопроводу 29 подстыкован трубопровод отбора газа 34, содержащий дожимной компрессор 35 с приводом 36, регулятор расхода 37 и клапан 38. Этот трубопровод соединен с камерой сгорания 22. Внутри выходного устройства 15 установлен регенеративный теплообменник 39, к которому от бака 40 подходит трубопровод 41, содержащий водяной насос 42 с приводом 43. Трубопровод 41 из регенеративного теплообменника 39 также подстыкован к баку 40 для возврата подогретой воды. Подогретая вода используется для отопления и технологических нужд.At least one
Газоперекачивающая станция содержит воздухозаборную систему 44 с шумоглушителем 45 и воздухоочистителем 46, а также газовыхлопной тракт 47 с шумоглушителем 48 и погодный колпак 49. Высота расположения воздухозаборной системы 44 и газовыхлопного тракта 47 значительно отличаются. Газовыхлопной тракт размещен выше на расстояние Н (фиг.3).The gas pumping station comprises an
Кроме того, газоперекачивающий агрегат содержит блок управления 50, который подключен к коммутатору 51 при помощи электрических связей 52, которыми коммутатор 51 также соединен со всеми приводами, в том числе 33, 43 и др. (фиг.1 и фиг.4). Газоперекачивающая станция содержит маслоохладители 54, к которым подстыкованы подводящий трубопровод воды 55 с водяным насосом 56 и отводящий трубопровод воды 57. По линии масла маслоохладители 44 соединены трубопроводом 58, содержащим насос 59, и трубопроводом 60 с газотурбинным приводом 16 и газовыми нагнетателями 30. Блок управления 50, коммутатор 51 и аккумуляторы 53 установлены в техническом помещении 61. На основании платформы 9 установлены жилое помещение 62 и вертолетная площадка 63 (фиг.2).In addition, the gas pumping unit includes a
Газовый нагнетатель 30 (фиг.5) представляет собой центробежный компрессор и содержит установленную в корпусе 64 на валу 65 крыльчатку 66, имеющую ступицу 67. К корпусу 64 подсоединены входной корпус 68, а на выходе - выходной корпус 69. Газовый нагнетатель имеет переднее уплотнение 70 и заднее уплотнение 71, отделяющее разгрузочную полость 72. В ступице 67 крыльчатки 66 выполнены отверстия 73, соединяющие разгрузочную полость 72 с полостью крыльчатки 66. Вал 65 установлен на подшипнике 74 в корпусе 75, перед ним выполнена полость 76, а за ним - полость 77. Магнитная муфта 24 установлена на валу 65 и содержит ведущую полумуфту 78 и ведомую полумуфту 79, выполненные в виде цилиндров с постоянными магнитами 80, установленными на их торцах, и магнитопроницаемую перегородку 81 между ними. Кроме того, станция оборудована системами пожаротушения, освещения, системой безопасности (система доступа и видеоконтроля) и системой освещения. Эти системы на фиг.1…5 не показаны.The gas supercharger 30 (Fig. 5) is a centrifugal compressor and contains an
При работе запускают газотурбинный привод 16, открыв клапан 38 и подав газ в камеру сгорания 22. Электрический генератор 19 подает электрическую энергию на все приводы, в том числе на приводы 33, которые раскручивают газовые нагнетатели 30, газ повышает свое давление и подает газ в отводящую магистраль 2. При этом клапаны 4 и 5 закрыты, а клапаны 25, 26, 31 и 32 открыты.During operation, the gas-
Так как применено не менее двух газовых нагнетателей 30, то один из них может работать, а другие находиться в резерве и запускаться при поломке работающего нагнетателя или его отключении для проведения профилактических работ. Применение магнитных муфт позволяет в случае серьезной поломки газотурбинного привода или одного из газовых нагнетателей исключить катастрофу, связанную с полным разрушением станции, и пожара на ней. Применение дистанционно управляемых запорных клапанов обеспечивает безопасность работ и удобство эксплуатации. Применение байпасного трубопровода позволяет при серьезной аварии на газоперекачивающей станции исключить ее из работы и пустить перекачиваемый газ напрямую без дополнительного увеличения его давления в магистрали. Это может привести к уменьшению его расхода или к необходимости форсирования других станций, установленных в этой же газовой магистрали, но не приведет к прекращению перекачки газа к потребителю.Since at least two
Применение предложенного изобретения позволило значительно увеличить надежность работы газоперекачивающей станции за счет:The application of the proposed invention has significantly increased the reliability of the gas pumping station due to:
1. Дублирования газовых нагнетателей, т.е. применения двух и более газовых нагнетателей. Возможно дублирование газотурбинных приводов и электрических генераторов. (На фиг.1…5 такой вариант не показан.)1. Duplication of gas superchargers, i.e. application of two or more gas superchargers. Duplication of gas turbine drives and electric generators is possible. (In figure 1 ... 5 such an option is not shown.)
2. Применения электрических приводов для запорных кранов во взрывозащитном исполнении, особенно размещенных в нагнетательном отсеке.2. The use of electric drives for shut-off valves in explosion-proof design, especially located in the discharge compartment.
3. Применения аккумуляторов.3. Battery applications.
4. Дистанционного управления запорными кранами.4. Remote control shut-off valves.
5. Применения блока управления и коммутатора.5. Applications of the control unit and switch.
6. Размещения газотурбинного привода и электрического генератора и газовых нагнетателей внутри контейнера в разных отделенных друг от друга отсеках.6. Placement of the gas turbine drive and electric generator and gas superchargers inside the container in different compartments separated from each other.
7. Разделение контейнера перегородкой на два герметичных независимых друг от друга отсека.7. Separation of the container by a partition into two airtight compartments independent of each other.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009115091/06A RU2388920C1 (en) | 2009-04-20 | 2009-04-20 | Gas-pumping station on offshore platform |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009115091/06A RU2388920C1 (en) | 2009-04-20 | 2009-04-20 | Gas-pumping station on offshore platform |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2388920C1 true RU2388920C1 (en) | 2010-05-10 |
Family
ID=42673974
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009115091/06A RU2388920C1 (en) | 2009-04-20 | 2009-04-20 | Gas-pumping station on offshore platform |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2388920C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2504693C1 (en) * | 2012-06-04 | 2014-01-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный минерально-сырьевой университет "Горный" | Electrically driven pumping station on offshore platform |
RU2654291C1 (en) * | 2017-07-26 | 2018-05-17 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" | Underwater nuclear gas pumping station |
-
2009
- 2009-04-20 RU RU2009115091/06A patent/RU2388920C1/en active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2504693C1 (en) * | 2012-06-04 | 2014-01-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный минерально-сырьевой университет "Горный" | Electrically driven pumping station on offshore platform |
RU2654291C1 (en) * | 2017-07-26 | 2018-05-17 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" | Underwater nuclear gas pumping station |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20230071116A1 (en) | Single-transport mobile electric power generation | |
US8984893B2 (en) | System and method for augmenting gas turbine power output | |
AU2018231588B2 (en) | Power supply system for an offshore platform | |
RU2008127358A (en) | ELECTRICALLY UNDERWATER SYSTEM FOR INCREASING THE PRESSURE OF A BOREHOLE FLUID | |
NO20093508A1 (en) | Rotary Pressure Reduction Turbine with Gear Wheel for Well Drill with Hydraulic Power Transmission for Power Generator Operation | |
CN106761971B (en) | A kind of method of the emergent supply turbo-engine lube of high position energy storage | |
CN103748632A (en) | Arrangement and method for providing an emergency supply to a nuclear installation | |
RU2388920C1 (en) | Gas-pumping station on offshore platform | |
JP2012021979A (en) | Aseismatic/tsunami-resistant emergency power generation facility for nuclear power plant | |
RU2419739C1 (en) | Nuclear submerged gas pumping station | |
WO2022076001A1 (en) | Single-transport mobile electric power generation | |
RU2609273C2 (en) | Power-generating complex "skat" | |
CN103615317B (en) | Gas generator set box | |
RU2191321C2 (en) | Underwater nuclear gas-transfer station | |
CN104126073A (en) | Water lifting system and method having such system | |
CN105736216B (en) | Device for generating electricity by utilizing pressure energy and residual pressure energy of petroleum exploitation stratum | |
RU2154231C1 (en) | Atomic submersible gas-transfer station | |
GB2426294A (en) | Power generation system | |
CN206496665U (en) | Jetting steam bleeding system | |
RU2324064C1 (en) | Energy gas-turbine power plant | |
GB2619778A (en) | Power plant and method | |
WO2023244119A1 (en) | Turbine-generator, power plant and method | |
RU2504693C1 (en) | Electrically driven pumping station on offshore platform | |
RU2654291C1 (en) | Underwater nuclear gas pumping station | |
KR20170114333A (en) | Complex power generating system and ship having the same |