[發明專利]用于旋轉機械的多點安裝系統

有效

• 申請號: 201580055662.1
• 申請日: 2015-09-03
• 公開（公告）號: CN107002507B
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: D.扎菲諾;F.卡潘尼;E.徹卡奇;S.羅辛;D.馬庫奇
• 申請（專利權）人: 諾沃皮尼奧內股份有限公司
• 主分類號: F01D25/28
• 分類號: F01D25/28;F16M5/00;F16M7/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴志軍;譚祐祥

描述了一種用于支撐旋轉機械的支撐系統。該系統包括基部框架(9)，基部框架(9)具有用于安裝旋轉機械(3,5,7)的上側，和下側。成組主支撐部件(13)根據三角形布置而布置且形成限定安裝平面的三點安裝布置。此外，提供在至少一個方向上具有可變剛度(S1,S2)的成組輔助支撐部件(15)，且其構造且布置成當基部框架(9)受到過載時增大其剛度，因而減小主支撐部件(13)上的負載。

本發明的領域

本公開大體上涉及用于旋轉機械的安裝設備和系統，旋轉機械諸如燃氣渦輪發動機、電動馬達、發電機、渦輪壓縮機等。更具體而言，本公開涉及對用于油氣工業中的此類安裝系統和設備的改進。

背景技術

已開發了專門的安裝系統以用于不同技術領域中的各種機械布置。已發現，對于相對大、笨重的機械，諸如燃氣渦輪、大型發電機和渦輪壓縮機，通常必須開發安裝系統，其可對機械構件提供可靠的支撐和穩定性，同時適應特定的機械設計。安裝策略通常必須進一步考慮特定機械將在其中操作的環境狀態。

油氣工業提供了多種示例性情形，其中非常大的旋轉機械的特定操作狀態需要特殊的安裝系統。旋轉機械布置典型地包括原動機，諸如燃氣渦輪，原動機驅動包括旋轉機械(例如發電機或渦輪壓縮機)的負載。在本說明書和所附權利要求的情境中，用語渦輪壓縮機用于指示動態型壓縮機，諸如軸向或離心壓縮機。

旋轉機械通常布置在基板或基部框架上，從而形成模塊化布置。基部框架繼而安裝在支撐結構上，支撐結構一般諸如離岸平臺或海洋船只的甲板或任何其它鋼結構。

大的旋轉機械在油氣工業中的典型應用包括天然氣液化設施。從離岸氣田獲取的天然氣被冷凍和液化以用于運輸目的。在冷凍過程中處理制冷劑以用于冷卻和液化天然氣。由燃氣渦輪發動機驅動的渦輪壓縮機用于在制冷循環中處理制冷劑。燃氣渦輪發動機通常用于電能產生目的，以用于驅動電力發電機。大型旋轉渦輪壓縮機也用在油氣田中以用于氣體注入和氣升應用。

用于此類旋轉機械的基板必須被設計成耐受由于旋轉機械的負載以及其操作引起的高靜態和動態負載。動態負載包括與機械的正常操作相關的操作負載，以及意外和環境負載。前者是由于旋轉機械的異常操作狀態引起的，例如，由于渦輪中的葉片損失導致的不平衡引起的。后者可例如由于安裝了旋轉機械的船舶或離岸平臺上的波浪或風作用引起。

另外的平坦、大體上平面的船舶甲板在波浪作用的影響下可經歷扭轉運動或其它振動和機械應力，且繼而可將該扭轉運動傳遞至其上安裝了旋轉機械的基板。

雖然在岸上應用中，旋轉機械通常借助于多點、超靜定系統(也稱為靜態不可確定或靜態不確定系統)安裝在地面上，但由于因例如波浪運動等引起的以上提到的運動，超靜定安裝不適于離岸應用中。

由于波浪運動引起的船舶甲板的扭轉例如可導致超靜定、多點系統的安裝點實際上移出原始期望的安裝平面。這繼而導致安裝在基部框架或基板上的旋轉機械的傳動裝置的旋轉軸的失準。在對于構件的失準具有低容限的設備的情況下，以上情況可能是毀滅性的。

為了解決以上問題，開發了三點安裝系統。三點安裝系統包括具有上表面和下表面的基板或基部框架，旋轉機械安裝在該上表面處，三個支撐部件布置在該下表面處。支撐部件將基部框架連接至船舶的甲板或離岸平臺，或任何其它支撐結構。支撐部件位于等腰三角形的頂點處，該等腰三角形可關于基板的中心線或關于布置在基板之上的旋轉機械的軸系居中。

支撐部件的設計為諸如在基板與支撐結構之間提供均衡連接。為此，各支撐部件提供約束，以便允許所有的旋轉移動，但阻止所有的平移移動，除了在一個水平方向上，即，在與基部框架平行的一個方向上。由各支撐部件留下的單個自由度允許例如由渦輪機械在操作期間生成的熱導致的基部框架相對于甲板或其它支撐結構的熱生長。該均衡連接適應基部框架與支撐結構之間的任何移位，而不在基部框架中引起將不利地影響旋轉機械的對準的額外應力。此外，使用三點均衡連接簡化了支撐結構的設計，因為這不改變其總剛度。