海上设施的制作方法
【专利说明】海上设施发明领域
[0001]本发明广泛地涉及一种海上设施。
[0002]背景
[0003]通常，一些类型的工业工厂和制造厂消耗大量的电能是已知的，这可能会引起基于电网的陆上供电的中断，并且还产生作为副产物的大量的污染。此类工厂和制造厂的一些实例包括金属处理设施、废金属处理设施、冶炼厂等。
[0004]通过燃烧煤、天然气或石油的陆基发电的效率低并且产生可能是有害的和/或在靠近发电厂的区域可能造成污染的排放物，也是已知的。当这些陆基发电设施位于居住区附近时，这些易燃物品的储存设施的爆炸危险或火灾风险也是人们关注的问题。关于水电站坝、风力涡轮机和太阳能，挑战在于找到能够利用这些自然力量并且足够近以把所利用的能量传输到电网的地理位置。例如，对于陆基风力发电，已知的是沿海海岸线适合设置风力涡轮机，因为沿海风是相当连续的并具有介于4米/秒至18米/秒的平均风速。但是，可使用的沿海海岸线通常是有限的和/或可能位于距电网很大的距离处，从而导致显著的传输损耗。关于核电，核废料处理和/或核泄漏的危险一直是关注的问题。
[0005]因此，存在一种需要以解决上述问题中的至少一些。
[0006]概述
[0007]根据一个方面，提供了一种海上设施，其包括浮动平台；金属处理装置，其设置在浮动平台上；和电力管理模块，其适用于管理并把稳定的电源提供到金属处理装置。
[0008]海上设施可还包括适用于为金属处理装置供电的发电系统。
[0009]发电系统可包括多个风力涡轮机。
[0010]发电系统可包括至少一个燃气涡轮发电机。
[0011]发电系统可包括多个风力涡轮机和至少一个燃气涡轮发电机的组合。
[0012]海上设施可还包括用于合并发电系统的电力输出的变电站。
[0013]海上设施可还包括LNG再气化系统。
[0014]LNG再气化系统可包括用于LNG和中间流体之间的热交换的管壳式蒸发器。
[0015]LNG再气化系统可还包括用于中间流体和环境空气之间的热交换的多个空气风扇加热器。
[0016]来自燃气涡轮发电机的排气可以被引导到中间流体，以用于排气和中间流体之间的热交换。
[0017]海上设施可还包括排气鼓风系统，该排气鼓风系统用于朝向多个风力涡轮机引导来自燃气涡轮发电机的排气。
[0018]海上设施可还包括系泊系统。
[0019]系泊系统可配置成用于将来自海上设施的电力传输到另一个位置。
[0020]系泊系统可还配置用于把燃气供应到另一个位置。
[0021]系泊系统可以是转塔式系泊系统。
[0022]金属处理装置可适用于熔化金属。
[0023]附图简要说明
[0024]从下面的仅通过示例的方式的书面描述并结合附图，本发明的实施方案对本领域的普通技术人员将变得更好理解和明显，在附图中:
[0025]图1示意性地示出了根据示例性实施方案的浮动式海上设施。
[0026]图2示出了结合到根据示例性的实施方案的海上设施的金属处理方法的流程图。
[0027]图3示意性地示出了具有根据示例性实施方案的发电系统的浮动式海上设施。
[0028]图4示意性地示出了具有根据示例性实施方案的风力发电系统的浮动式海上设施。
[0029]图5示意性地示出了具有如在图3中示出的发电系统的浮动式海上设施的俯视图。
[0030]图6A和图6B示出了在具有图3和图5中示出的发电系统的浮动式海上设施上的风力涡轮机的不同布置。
[0031]图6-9示意性地示出了具有根据其它示例性实施方案的发电系统的浮动式海上设施的侧视图。
[0032]详细描述
[0033]图1示意性地示出了根据示例性实施方案的浮动式海上设施100。海上设施100包括浮动平台102。海上设施100可安装有装置104，装置104形成了海上工业处理厂或制造厂的部分。在一个实施例中，装置104可以是适用于处理金属或处理废金属等金属处理装置104。应当理解的是，工业处理工厂或制造厂的装置可能需要电力的稳定供给，以确保连续有效的生产。然而，在海上环境中，取决于把电力供应到海上设施的发电系统的类型，电源可能是不稳定的或易变的。图1中所示的配置还包括电力管理模块106，电力管理模块106适用于管理并稳定的电源提供给装置104。应当理解的是，电力管理模块106可以是任何类型的，并且可以位于任何地方，只要它能够管理供应给装置104的电力。
[0034]如图1所示，浮动平台102是船舶的形状。浮动平台102可以是转换为供使用的现有船舶或为特定目的而建造的新船舶。可以理解的是，浮动平台102也可以是驳船或为该目的定制的其它浮动平台结构的形式。
[0035]海上设施100上的处理工厂可以配置成用于处理钢或铝废金属。在该结构中，钢或铝废金属处理工厂可包括适用于熔化钢或铝废金属的金属处理装置104。已经从外来杂质中分离出来并且被粉碎成用于处理的适当尺寸的预处理的钢或铝废金属，可以直接传送到海上设施100。装载设备可以把钢或铝废金属装载到海上设施100上的储存器110内。
[0036]为了熔化钢或铝废金属，金属处理装置104可以包括电炉。钢或铝废金属可以被送入电炉，以熔化成熔融金属。熔融金属可接着被转移到保温炉108，在保温炉108中，熔融金属的化学成分被调整和控制成所需的特定组分。可包含质量控制模块，以贯穿整个过程监测和控制熔融金属的化学成分、清洁度和稠度(consistency)。在过程的最后阶段，熔融金属可通过铸造设备铸成铸块或进一步通过挤出设备等加工成板材或棒。最终产品随后在从海上设施100被卸下前存储在储存器110内。
[0037]在示例性的实现方案中，当处理铝废料时，电炉可能需要加热到约950°C以熔化铝废料。在另一个示例性的实现方案中，当处理钢废料时，电炉可能需要加热到约1500°C以熔化钢废料。应当理解的是，如果电力是从陆基电网提取的，此种炉的操作可能导致电力系统上的闪变和谐波失真。这可能对相同电网上的其它使用者造成损坏。有利的是，通过把电炉移动至海上设施并从陆基电网中隔离电炉，由电炉操作所造成的与损坏相关联的问题可被消除。
[0038]在另一个实施方案中，海上设施100可包括用于处理原料废金属所需要的其它装置。例如，除了金属处理装置104，海上设施100可以包括隔离装置，隔离装置用于处理原钢或铝废金属，以从原钢或铝废金属中分离外来杂质。海上设施100可还包括粉碎装置，以将原钢或铝废金属粉碎成用于后续处理的适当尺寸。在该结构中，原钢或铝废金属可以直接传送到海上设施100。
[0039]在一个实现方案中，用于处理废金属以产生铸块、板材或棒的装置的生产线可以以串联的方式布局，使得其在长度上约为400m。在这种情况下，浮动平台102在长度上可以是450米或更长，以适应这种布局。
[0040]在一个实施方案中，压载舱和空舱被布置并布局在海上设施100中，使得用于处理废金属的装置被隔离在这些压载舱和空舱内，这些压载舱和空舱内充当火灾障碍或防爆屏蔽，以确保海上设施100的安全和稳定。
[0041]图2示出了结合到根据示例性的实施方案的海上设施的金属处理方法的流程图200。在步骤202中，提供原料废金属。在步骤204中，原料废金属被处理，使得外来杂质从原料废金属中被分离且原料废金属被粉碎。在步骤206中，处理后的废金属被送入炉中。在步骤210中，该炉被加热直至熔化废金属。在步骤212中，从金属处理中生产金属铸块、板材或棒。有利的是，在海上结构中进行金属处理可以从居住区消除或隔离电源供应问题和与金属处理相关联的污染。
[0042]应当理解的是，为了将电力提供到海上设施100上的装置104，发电系统是必需的。发电系统可与装置104共同位于海上设施100的相同的浮动平台102上。在另一实施方案中，发电系统可位于单独的浮动平台上，该单独的浮动平台邻近具有装置104的浮动平台102。电力可经由水下电缆从发电系统传输至具有装置104的浮动平台102。
[0043]图3示出了具有风力发电系统的浮动式海上设施300。具有发电系统的海上设施300包括具有多个风力涡轮机304的浮动平台302。如所示的浮动平台302是船舶的形状。浮动平台302可以是转换为供使用的现有船舶或为特定目的而建造的新船舶。可以理解的是，浮动平台302也可以是驳船或为该目的定制的其它浮动平台的形式。
[0044]如图3所示，多个风力涡轮机304沿浮动平台302的甲板布置。在一个实施方案中，每个风力涡轮机304可以是80米高，具有50米的涡轮叶片。风力涡轮机可以是两叶片的风力涡轮