一种轻型化海上升压站与海上制氢、加氢融合平台的制作方法

本发明涉及水利水电工程，具体涉及一种轻型化海上升压站与海上制氢、加氢融合平台。

背景技术：

1、在全球能源体系从以化石燃料为主的传统体系向高效、可再生的低碳能源体系转型趋势下，氢能、海上风电等绿色能源是实现我国能源战略的重要路径。在此条件下海上风能和氢能相互促进，即利用海上风电电解海水制备氢气，不仅能够解决海上风电并网消纳的问题，还可达到降本增效的目的。

2、目前，国内外两者的融合发展已有雏形，荷兰建立世界上首个海上风电制氢项目——poshydon，以q13a-a平台作为试验平台验证海上风电制氢的可行性，氢气产出后与天然气混合，通过已有天然气管道并入国家管网。

3、已有技术方案，如授权公告号为【zl 202320170987.6】的一种适用于海上风电的模块化制氢平台，其仅针对海上制氢进行了创新研发，而实际工程中海上制氢与海上升压站单独设置会导致用海面积大，工程总价高，且单一的制氢功能不利于绿氢的消纳应用。目前，海上制氢、加氢与海上升压站融合平台暂无方案设计。因此，亟需提出一种切实可行的轻型化海上升压站与海上制氢、加氢融合布置方案，解决用海大、造价高、氢消纳等问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种可解决海上风电并网消纳的问题，降低初期投入及后期运维成本的融合平台。

2、为此，本发明采用以下技术方案：

3、一种轻型化海上升压站与海上制氢、加氢融合平台，在海上风电场的边缘区域设置融合平台；所述融合平台设有五层，所述融合平台的一层-二层为制氢功能区，且三层-五层为变电功能区；所述融合平台的制氢功能区和变电功能区上共同设置电缆竖井，所述电缆竖井内设置供电电缆、氢气管道和冷却水管；所述供电电缆连接制氢功能区和变电功能区，所述变电功能区在融合平台五层下方错层设置主变散热器与主变本体，所述变电功能区在融合平台四层设置蓄电池室；所述海上风电场产生的电能通过场内集电线路输送至融合平台，其中一部分电能通过蓄电池室输送至制氢功能区，另一部分电能经过主变本体后通过海缆送入陆上集控中心；所述冷却水管连接融合平台一层与二层内的制氢设备室；所述融合平台一层外部区域设置加氢设备间，可为航道上过往船提供氢气，所述融合平台三层外部设置向上开放式的氢气储存区，所述氢气储存区内设有可拆卸氢气罐，可为运输船输送氢气。

4、进一步地：所述融合平台的一层-四层设置相互连接的室内楼梯间，所述融合平台五层设置与四层室内楼梯间连接的室外楼梯，每层均设置楼梯搭接平台，保障逃救生及变电功能区的设备检修功能需求。

5、进一步地：所述融合平台各层设置全区域覆盖的逃生通道，所述融合平台各层外圈均设置固定式栏杆。

6、进一步地：所述融合平台各层的中间区域以及外部区域分别设置主厂房和副厂房。

7、进一步地：所述融合平台一层中间区域设置补水配碱室和制氢纯化室，所述补水配碱室内设置配碱设备，所述制氢纯化室内设置制氢纯化设备；所述融合平台二层中间区域设置氢气缓冲区和氢气压缩区，所述氢气缓冲区内设置缓氢罐，所述氢气压缩区内设置氢气压缩器。

8、进一步地：所述融合平台一层与二层的中部区域底部设置架空地板，用以在其下方敷设机柜所需的电缆、氢气管道及冷却管道；所述融合平台一层与二层主厂房顶部设置吊顶，所述吊顶上可预留通风风管。

9、进一步地：所述制氢功能区内设置闭环的冷却水系统，所述融合平台一层外部区域设置相邻的海上提升及淡化设备间和水泵房，所述融合平台二层在海上提升及淡化设备间正上方设置海上提升及淡化设备间上空；所述冷却水系统通过冷却水管将海上提升及淡化设备间中提取的海水经制氢功能区的各设备间至水泵房循环冷却使用。

10、进一步地：所述融合平台三层中间区域内包括主变室、低压配电室和接地变兼站用电室；所述融合平台四层中间区域内设置散热器区、变电柴油机和室，所述融合平台四层在主变室正上方设置主变室上空。

11、进一步地：所述融合平台四层中间区域内设置互为备用的发电设备，各套所述发电设备分别设置于对应的柴油机房内，且每套发电设备配备日用油箱间。

12、进一步地：所述融合平台五层上设置吊机，用于全站设备的吊装、移位和可拆卸氢气罐的吊装作业；所述融合平台五层还设置检修吊盖，用于变电功能区设备的检修作业。

13、进一步地：所述可拆卸氢气罐顶部和底部分别设置吊耳和可拆卸支座。

14、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

15、1)本发明融合平台融合了海上制氢、加氢功能，无需额外用海征地的同时，能够有效缓解海上风电快速增长和电网建设速度较慢之间的矛盾，解决海上风电消纳问题，提高风能利用率；此外，海上制氢、加氢为海上升压站提供了新的功能，实现了双产业的优势互补，具备更高的经济效益，实现了用海集约化、全站轻型化及产业多元化。

16、2)本发明融合平台的变电功能区为海上制氢、加氢设置了两套220kv柴油发电机，解决意外断电时电力供应问题，避免制氢、加氢设备因意外断电造成的损坏等不利情况，可靠程度高。

17、3)本发明融合平台适用于远海的海上风电制氢项目。融合平台制取的氢气充装在可拆卸氢气罐中，利用融合平台的吊机，将氢气罐由运输船海运到码头氢气转运场地，供陆上使用和消纳；同时又可作为海上加氢站直接为过往船舶提供清洁能源。

18、4)本发明制氢功能区与变电功能区为上、下独立布置，不同产业运维时具有独立性；两个功能区块通过电缆竖井实现电能的交互，关联位置集中，调试、试运行时策略简单。

19、5)本发明的制氢功能区位于下层，采用闭合的冷却水系统，通过提取的低温海水对制氢设备进行冷却，用以保障电解槽等设备的安全运行温度环境。

技术特征：

1.一种轻型化海上升压站与海上制氢、加氢融合平台，其特征在于：在海上风电场(1)的边缘区域设置融合平台(3)；所述融合平台(3)设有五层，所述融合平台(3)的一层-二层为制氢功能区，且三层-五层为变电功能区；所述融合平台(3)的制氢功能区和变电功能区上共同设置电缆竖井(a6)，所述电缆竖井(a6)内设置供电电缆(8)、氢气管道(9)和冷却水管(10)；

2.根据权利要求1所述的一种轻型化海上升压站与海上制氢、加氢融合平台，其特征在于：所述融合平台(3)的一层-四层设置相互连接的室内楼梯间，所述融合平台(3)五层设置与四层室内楼梯间连接的室外楼梯。

3.根据权利要求1所述的一种轻型化海上升压站与海上制氢、加氢融合平台，其特征在于：所述融合平台(3)各层设置全区域覆盖的逃生通道(11)，所述融合平台(3)各层外圈均设置固定式栏杆(17)。

4.根据权利要求1所述的一种轻型化海上升压站与海上制氢、加氢融合平台，其特征在于：所述融合平台(3)一层中间区域设置补水配碱室(a11)和制氢纯化室(a12)；所述融合平台(3)二层中间区域设置氢气缓冲区(a21)和氢气压缩区(a22)。

5.根据权利要求1所述的一种轻型化海上升压站与海上制氢、加氢融合平台，其特征在于：所述融合平台(3)一层与二层的中部区域底部设置架空地板(15)，用以在其下方敷设机柜所需的电缆、氢气管道(9)及冷却管道(10)；

6.根据权利要求1或5所述的一种轻型化海上升压站与海上制氢、加氢融合平台，其特征在于：所述制氢功能区内设置闭环的冷却水系统，所述融合平台(3)一层外部区域设置相邻的海上提升及淡化设备间(b3)和水泵房(b2)，所述融合平台(3)二层在海上提升及淡化设备间(b3)正上方设置海上提升及淡化设备间上空(b31)；所述冷却水系统通过冷却水管(10)将海上提升及淡化设备间(b3)中提取的海水经制氢功能区的各设备间至水泵房(b2)循环冷却使用。

7.根据权利要求1所述的一种轻型化海上升压站与海上制氢、加氢融合平台，其特征在于：所述融合平台(3)三层中间区域内包括主变室(a32)、低压配电室(a33)和接地变兼站用电室(a35)；所述融合平台(3)四层中间区域内设置散热器区(a41)、变电柴油机(a45)和gis室(a47)，所述融合平台(3)四层在主变室(a32)正上方设置主变室上空(a42)。

8.根据权利要求1所述的一种轻型化海上升压站与海上制氢、加氢融合平台，其特征在于：所述融合平台(3)四层中间区域内设置互为备用的发电设备，各套所述发电设备分别设置于对应的220kv柴油机房(a43)内，且每套发电设备配备日用油箱间(a44)。

9.根据权利要求1所述的一种轻型化海上升压站与海上制氢、加氢融合平台，其特征在于：所述融合平台(3)五层上设置吊机(20)，用于全站设备的吊装、移位和可拆卸氢气罐(14)的吊装作业；所述融合平台(3)五层还设置检修吊盖，用于变电功能区设备的检修作业。

10.根据权利要求1所述的一种轻型化海上升压站与海上制氢、加氢融合平台，其特征在于：所述可拆卸氢气罐(14)顶部和底部分别设置吊耳(18)和可拆卸支座(19)。

技术总结
本发明提供了一种轻型化海上升压站与海上制氢、加氢融合平台，在海上风电场的边缘区域设置融合平台；所述融合平台设有五层，所述融合平台的一层‑二层为制氢功能区，且三层‑五层为变电功能区；所述融合平台的制氢功能区和变电功能区上共同设置电缆竖井，所述电缆竖井内设置供电电缆、氢气管道和冷却水管；所述供电电缆连接制氢功能区和变电功能区，所述变电功能区在融合平台五层下方错层设置主变散热器与主变本体，所述变电功能区在融合平台四层设置蓄电池室。本发明融合平台融合了海上制氢、加氢功能，无需额外用海征地的同时，能够有效缓解海上风电快速增长和电网建设速度较慢之间的矛盾，解决海上风电消纳问题，提高风能利用率。

技术研发人员：李炜,孙震洲,陈杰峰,陈依翔,贾献林,吕国儿,马煜祥,屈思怡,张雨婷
受保护的技术使用者：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/7/15