海上建筑物制造技术

一种海上建筑物(6、7)，其具有电气装置(1)，所述电气装置包括填充有绝缘液体(1.5)的壳体(1.1)，所述海上建筑物还具有膨胀容器系统，该膨胀容器系统的内部容积包括具有绝缘液体(3)的区域和气垫(4)，其中壳体(1.1)、管线(5、5.1、5.5)和膨胀容器系统构成耐压的密封单元，所述海上建筑物应实现特别简单的设计结构。为此，气垫(4)的至少一部分布置在海平面(11)之下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】海上建筑物本专利技术涉及一种包括电气装置的海上建筑物，该电气装置包括填充有绝缘液体的壳体，所述海上建筑物还包括膨胀容器系统，该膨胀容器系统的内部容积包括气垫，其中，所述壳体经由管线连接到膨胀容器系统，其中壳体、管线和膨胀容器系统构成耐压的密封单元。在沿海的公共海域(英语：offshore)中建造的固定建筑物被称为海上建筑物。这些例如包括石油钻井平台、风力发电设备以及变电和研究平台。特殊的地基结构是安全设立海上建筑物所必需的。例如，所述地基结构可以锚定在海底中。在石油钻井平台中长久以来已经检验过的是桁架结构，其构建在海底上(英文Jeckets)。较新的发展要么同样基于处于海底上的结构(三脚架、重量地基、桶地基)，要么利用打入海底中的桩(单桩、三桩地基)的承载能力。备选地，地基结构也可以设计为浮动的，也就是设计为所谓的具有浮动体的浮动地基，所述浮动体仅借助链条等上的锚固定在海底上，以保持位置。特别是在风力发电场中，电气设备也需要在海上使用，其设计用于高功率并且嵌入冷却和绝缘液体中，例如，变压器或节流阀。通常，该装置包括包围电气部件的壳体，所述壳体例如用绝缘液体、例如油填充。这种封闭的壳体需要膨胀容器系统来补偿由不同的运行温度引起的冷却和绝缘液体的体积波动。例如在变压器中，该膨胀容器大多安装在变压器的盖上。然而，在海上建筑物中，这种布置是不利的，因为它首先对于海上的风提供了较大的迎风面，这使得有必要采用用于极端天气条件(即风速超过200公里/小时)的设计。其次，为了进行固定和维护工作需要复杂的控制台。第三，在膨胀容器中的绝缘液体的热学产生的体积波动的情况下，这种布置需要用于空气交换的除湿措施。为了至少部分地解决这些问题，已经提出了在包含气垫的情况下对这种电气设备进行密封性封闭，该气垫承受冷却和绝缘流体的体积波动。在此膨胀容器系统设计为封闭式，并且其内部容积包括气垫。电气设备的壳体通过管线连接到膨胀容器系统。然而，由于气体的高膨胀系数，外部温度波动在电气系统内引起显著的温度相关的压力波动，所述压力波动必须通过耗费的措施来限制。因此，本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种本文开头所述类型的海上建筑物，其实现了特别简单的设计。按照本专利技术，通过将气垫的至少一部分设置在海平面以下来解决所述技术问题。本专利技术基于这种考量，即通过特别是在补偿容器系统内的气垫中实现尽可能恒定的温度，可以减小封闭的补偿容器系统内的压力波动。也就是气垫必须被调节温度。然而在海上应用中尤其是周围的海水适合于这种情况，因此通过补偿容器系统与变压器的空间分离以及至少将气垫设置在海平面以下能够特别简单对补偿容器系统并且尤其是对气垫进行温度调节。所述设置这样进行，使得气垫和海水之间能够进行足够的热交换。由此，气体的温度在很大程度上与基础结构周围海水的温度耦合。例如，气体填充的补偿容器可以在海平面以下被固定在海上建筑物的基础结构的外壁上。有利的是，整个膨胀容器系统位于海平面以下，也就是管线或者说管路从填充有冷却和绝缘液体的壳体导引至膨胀容器系统的一个或多个部件所在的海平面以下的区域。在第一有利的设计方案中，膨胀容器系统包括膨胀容器，该膨胀容器包含具有绝缘液体的区域，其中，所述管线填充有液体并且与膨胀容器中具有绝缘液体的区域相连，所述膨胀容器系统还包含压缩室，该压缩室通过气体填充的管线与气垫的包含在膨胀容器中的部分相连，其中，压缩室布置在海平面以下。在膨胀容器系统的这种至少两部分式的实施形式中，整个液体区域仍然可以布置在海平面以上，只有一部分气垫通过相应的管线至少部分地在海平面下方地布置在单独的压缩室中。随着温度升高，绝缘液体膨胀并且将气体通过管线挤压到膨胀容器系统的压缩室中。由于大部分气体现在位于压缩室内部，并且压缩室由于与水温的热耦合几乎不存在温度波动，所以气体的体积膨胀系数仅具有很小的影响，并且对变压器的内部压力及其膨胀容器系统仅具有很小的影响。在另一有利的设计方案中，海上建筑物包括至少一个第二电气装置，其包括填充有绝缘液体的第二壳体，其中膨胀容器系统包括第二膨胀容器，其中第二壳体经由液体填充的第二管线与膨胀容器系统中的第二膨胀容器相连，所述第二膨胀容器包含具有绝缘液体的第二区域，其中气垫的包含在第二膨胀容器中的部分通过充气的第二管线与压缩室相连。换句话说，多个电气装置的膨胀容器彼此连接并且使用共同的压缩容积。在海上建筑物的第二个备选的有利设计方案中，管线是气体填充或者说充气的。在这样的实施例中，电气装置的壳体本身已经包括气垫的一部分，该气垫经由管线与膨胀容器系统中的空间相连。膨胀容器系统在此仅填充气体。在这样的实施例中，多个电气装置也可以使用共同的膨胀容器系统。为此，海上建筑物有利地包括第二电气装置，该第二电气装置包括填充有绝缘液体的第二壳体，其中，第二壳体经由充气管线连接到膨胀容器系统。在这种情况下，有利地存在多个相互连接的膨胀容器和/或压缩室。这使得即使在海平面以下的不同位置上也可以进行更灵活的布置，并且可以将膨胀容器系统用于多个电气装置。由此还可以例如在使用桁架结构的管子时简化与基础结构的现有几何形状的适配。在特别有利的设计方案中，气垫的布置在海平面以下的部分、特别是膨胀容器和/或压缩室布置在海上建筑物的基础结构的空心结构元件中。这实现了特别简单和节省空间的构造方式。在此，空心结构元件有利地至少部分地形成包围气垫的壁，即，空心结构元件的壁同时是压缩室的壁。在极端情况下，空心结构元件甚至可以作为整体形成压缩室。如果不是这种情况并且在压缩室和空心结构元件之间留有空间，则有利地用水填充所述空间以确保良好的热交换。在另一有利的设计方案中，膨胀容器包括将气垫和绝缘液体彼此分开的膜。通过这种弹性膜在很大程度上避免了膨胀容器系统中的气体溶解在冷却和绝缘液体中。此外，液体填充的管线在壳体和膨胀容器系统之间有利地具有布赫霍尔茨继电器或者说双浮子继电器或瓦斯继电器(Buchholzrelais)。与具有扩展散热器的实施例相对，在这里提出的实施例中才可以使用布赫霍尔茨继电器。布赫霍尔茨继电器能显示故障，例如短路、线圈间短路或缺少冷却和绝缘液体，从而提高运行安全性。有利的是，电气装置是变压器，例如在风力发电场的变电站上的变压器。特别是用于海上风力发电场的变压器通常是填充油的，因此这里描述的实施例具有特别大的优点。海上建筑物还有利地包括风力发电设备。通过本专利技术实现的优点尤其在于，通过将密封的膨胀容器系统的气垫至少部分地布置在海平面以下，可以在海水和气体之间进行热交换并且因此实现气体的温度均衡。由此减少了电气装置(例如变压器)内的压力波动。这可以实现迄今体积相当大的补偿容器的大幅缩小。因此，所描述的解决方案为海上变电站的流体填充部件的氧气和湿气隔绝(密封)提供了简化的可行方案。该解决方案特别适用于可选的绝缘液体的使用。此外，通过取消除湿措施在很大程度上无需维护。此外，通过所描述的解决方案可以实现变压器的整体高度的减小。期望的是特别低的结构高度，因为接近风力发电设备的转子叶片的旋转圆的情形会限制具有其自己的变电站的风力发电设备上的变压器的结构高度。所提出的解决方案的使用将显著地有利于使用传统的基础结构。即使对于变压器有腔室(Einhausung)的情况，也可以通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海上建筑物(6、7)，具有电气装置(1)，所述电气装置包括填充有绝缘液体(1.5)的壳体(1.1)，所述海上建筑物还具有膨胀容器系统，该膨胀容器系统的内部容积包含气垫(4)，其中，所述壳体(1.1)通过管线(5、5.1、5.5)与膨胀容器系统相连，其中，壳体(1.1)、管线(5、5.1、5.5)和膨胀容器系统构成耐压的密封单元，并且其中，气垫(4)的至少一部分布置在海平面(11)之下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.21 DE 102016200800.51.一种海上建筑物(6、7)，具有电气装置(1)，所述电气装置包括填充有绝缘液体(1.5)的壳体(1.1)，所述海上建筑物还具有膨胀容器系统，该膨胀容器系统的内部容积包含气垫(4)，其中，所述壳体(1.1)通过管线(5、5.1、5.5)与膨胀容器系统相连，其中，壳体(1.1)、管线(5、5.1、5.5)和膨胀容器系统构成耐压的密封单元，并且其中，气垫(4)的至少一部分布置在海平面(11)之下。2.按照权利要求1所述的海上建筑物(6、7)，其中，整个膨胀容器系统布置在海平面(11)以下。3.按照前述权利要求之一所述的海上建筑物(6、7)，其中，膨胀容器系统包括膨胀容器(2.1)，该膨胀容器包含具有绝缘液体(3)的区域，其中，所述管线(5、5.1)填充有液体并且与膨胀容器(2.1)中具有绝缘液体(3)的区域相连，其中，所述膨胀容器系统还包含压缩室(2.2)，该压缩室通过气体填充的管线(5.5)与气垫(4)的包含在膨胀容器(2.1)中的部分相连，其中，压缩室(2.2)布置在海平面(11)以下。4.按照权利要求3所述的海上建筑物(6、7)，其中，所述海上建筑物(6、7)包括至少一个第二电气装置(1)，所述至少一个第二电气装置包括填充有绝缘液体(1.5)的第二壳体(1.1)，其中，膨胀容器系统包括第二膨胀容器(2.1)，其中，第二壳体(1.1)经由液体填充的第二管线(5、5.1)与膨胀容器系统中的第二膨胀容器(2.1)相连，所述第二膨胀容器包含具有绝缘液体(3)的第二区域，其中，气垫(...

【专利技术属性】
技术研发人员：J芬德森，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE