IT201700003996A1

IT201700003996A1 - Struttura galleggiante e metodo di funzionamento di una struttura galleggiante

Info

Publication number: IT201700003996A1
Application number: IT102017000003996A
Authority: IT
Inventors: Francesco Trincia
Original assignee: Nuovo Pignone Tecnologie Srl
Priority date: 2017-01-16
Filing date: 2017-01-16
Publication date: 2018-07-16
Also published as: JP2018158713A; RU2018101302A3; US20180201352A1; US10800503B2; KR102511836B1; CN108454786A; RU2746969C2; RU2018101302A; KR20180084650A; CN108454786B; JP7125842B2

Description

STRUTTURA GALLEGGIANTE E METODO DI FUNZIONAMENTO DI UNA STRUTTURA GALLEGGIANTE

DESCRIZIONE

CAMPO TECNICO

[0001] La presente descrizione riguarda una struttura galleggiante, in particolare una nave cisterna, più in particolare un mezzo di trasporto di LNG configurato per trasportare gas naturale liquefatto. La presente descrizione riguarda, inoltre, un metodo per il funzionamento di una struttura galleggiante, in particolare un mezzo di trasporto di LNG. Più specificamente, la presente invenzione riguarda una struttura galleggiante con un complesso motore a turbina a gas-generatore e un complesso motore a turbina a vapore-generatore e un metodo per il funzionamento efficiente di una tale struttura galleggiante.

ARTE ANTERIORE

[0002] Cisterne di stoccaggio su almeno alcuni natanti di trasporto di gas naturale liquefatto (LNG) noti possono non essere refrigerate e possono non essere progettate per resistere ad una pressione interna significativa. Pertanto LNG immagazzinato in esse può evaporare per ebollizione durante il trasporto. Questo è noto come gas naturale evaporato (NBOG). Il NBOG viene generato in maniera continua nelle cisterne di stoccaggio di un natante di trasporto di LNG e deve essere gestito in maniera continua per garantire la sicurezza del natante. Il NBOG può essere gestito utilizzando tale NBOG come una sorgente di combustibile o per altri processi a bordo della nave, ad esempio come sorgente di combustibile per un sistema generatore di energia elettrica o un sistema di propulsione.

[0003] Quando si è in presenza di NBOG in quantitativi in eccedenza, esso può essere bruciato in un’unità di combustione di gas (GCU), scaricando fuoribordo nell’atmosfera il calore e i prodotti di gas combusto generati. Nel senso qui utilizzato, il termine gas evaporato (BOG) ricomprende due flussi di gas: BOG naturale (NBOG) e BOG forzato (FBOG).

[0004] Strutture galleggianti con un complesso di motore a turbina a gas-generatore (GTG) per generare energia elettrica sono già state descritte. Turbine a gas possono essere fatte funzionare tramite gas evaporato. Le turbine a gas hanno vantaggi rispetto ai motori diesel. Ad esempio, le turbine a gas possono avere un peso minore, possono occupare meno spazio e possono essere vantaggiose per quanto concerne gli aspetti ambientali.

[0005] Tuttavia, sarebbe vantaggioso far funzionare strutture galleggianti con una migliore efficienza e con un consumo di combustibile e di energia complessivamente ridotto.

SOMMARIO

[0006] Alla luce di quanto sopra, vengono previsti una struttura galleggiante nonché un metodo per il funzionamento di una struttura galleggiante.

[0007] Secondo un aspetto della presente descrizione, viene prevista una struttura galleggiante, in particolare un mezzo di trasporto di LNG. La struttura galleggiante comprende: un complesso motore a turbina a gas-generatore configurato per generare una prima potenza elettrica e per fornire la prima potenza elettrica a un sistema di distribuzione elettrico, un complesso di motore a turbina a vapore-generatore configurato per generare una seconda potenza elettrica e per fornire la seconda potenza elettrica al sistema di distribuzione elettrico, e un sistema di propulsione configurato per muovere la struttura galleggiante usando potenza di spinta fornita dal sistema di distribuzione elettrico, in cui il complesso di motore a turbina a gas-generatore è configurato per generare una prima potenza elettrica massima fra 10 MW e 18 MW, in particolare fra 14 MW e 15 MW a 25° C.

[0008] Secondo un ulteriore aspetto della presente descrizione, viene previsto un metodo per il funzionamento di una struttura galleggiante, in particolare di un mezzo di trasporto di LNG. Il metodo comprende: far funzionare un complesso motore a turbina a gasgeneratore configurato per generare una prima potenza elettrica massima fra 10 MW e 18 MW per generare una prima potenza elettrica e fornire la prima potenza elettrica ad un sistema di distribuzione elettrico, far funzionare un complesso di motore a turbina a vapore-generatore per generare una seconda potenza elettrica e fornire la seconda potenza elettrica al sistema di distribuzione elettrico, e muovere la struttura galleggiante con un sistema di propulsione utilizzante una potenza di propulsione erogata dal sistema di distribuzione elettrico.

[0009] Ulteriori aspetti, vantaggi e caratteristiche della presente descrizione risulteranno chiari dalle rivendicazioni dipendenti, dalla descrizione e dai disegni allegati.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

[0010] Affinché le caratteristiche sopra citate della presente descrizione possano essere comprese in dettaglio, una illustrazione più dettagliata della descrizione, sopra brevemente riassunta, può ottenersi facendo riferimento a forme realizzative. I disegni allegati riguardano forme di realizzazione della descrizione e sono descritte nel seguito. Alcune forme di realizzazione sono illustrate nei disegni e sono dettagliate nella descrizione che segue.

[0011] La Fig. 1 è un diagramma a blocchi di una struttura galleggiante secondo forme di realizzazione qui descritte;

[0012] la Fig.2 è un diagramma a blocchi di una struttura galleggiante secondo forme di realizzazione qui descritte;

[0013] la Fig. 3 è un grafico che illustra il miglioramento di efficienza di un struttura galleggiante secondo forme di realizzazione qui descritte; e

[0014] la Fig. 4 è un diagramma di flusso che illustra un metodo di funzionamento di una struttura galleggiante secondo forme di realizzazione qui descritte.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA

[0015] Sarà ora fatto riferimento in dettaglio alle varie forme di realizzazione della descrizione, di cui uno o più esempi sono illustrati nelle figure. Ciascun esempio è fornito a titolo esplicativo e non deve intendersi come una limitazione. Ad esempio, caratteristiche illustrate o descritte come parti di una forma di realizzazione possono essere usate in, o in combinazione con qualunque altra forma di realizzazione per generare ancora un’ulteriore forma di realizzazione. Si deve comprendere che la presente descrizione comprende tali modifiche e varianti.

[0016] Nella seguente descrizione dei disegni, gli stessi numeri di riferimento si riferiscono a componenti corrispondenti o simili. In generale, sono descritte soltanto le differenze fra forme di realizzazione individuali. Se non diversamente specificato, la descrizione di una parte o di un aspetto in una forma di realizzazione si applica anche ad una corrispondente parte o aspetto in un’altra forma di realizzazione.

[0017] Forme di realizzazione qui descritte concernono una struttura galleggiante, ed in particolare un mezzo di trasporto di LNG configurato per contenere e trasportare gas naturale liquefatto. In un mezzo di trasporto di LNG, gas evaporato naturale (NBOG) è sostanzialmente una sorgente “gratuita” di combustibile come risultato delle operazioni della mezzo di trasporto di LNG e brucia in maniera più pulita rispetto ai tradizionali combustibili liquidi quali gasolio marino (MGO), ad esempio carburante diesel. Usare NBOG proveniente da una cisterna di stoccaggio di LNG come combustibile di propulsione per una struttura galleggiante può essere vantaggioso poiché l’utilizzo di NBOG migliora l’economia del trasporto marittimo del LNG e riduce l’impatto ambientale delle operazioni di LNG.

[0018] Sistemi di propulsione e di potenza di un mezzo di trasporto di LNG supportano un’ampia gamma di operazioni navali routinarie. Esse variano per quanto riguarda la richiesta, la durata e i requisiti di ridondanza. Durante un tipico ciclo di fornitura di carico, la nave può essere soggetta alle seguenti operazioni base.

[0019] Carico: questo è tipicamente il periodo durante il quale LNG viene trasferito dalle cisterne di stoccaggio di LNG del terminale a terra alle cisterne di carico della nave. Se le cisterne non contengono un residuo di LNG per mantenere le basse temperature ed evitare l’ingresso di aria, lo spurgo e il raffreddamento divengono vantaggiosi e aumentano il tempo necessario per le operazioni di carico. Durante il carico, in generale non vi è NBOG disponibile per alimentare l’impianto di potenza della nave. In varie forme di realizzazione, in funzione del tipo di nave, carichi elettrici tipici sono dell’ordine da 2,5 MW a 5 MW.

[0020] Approvvigionamento in porto, bunkeraggio e riposo dell’equipaggio: la nave è ferma in porto ad eccezione dell’attività di manutenzione, rifornimento dei magazzini e rifornimento dei combustibili liquidi e dell’olio lubrificante. I livelli di potenza possono variare da 1,55 MW a 3,5 MW, il più basso nel ciclo di funzionamento della nave.

[0021] Transito nel o dal porto: la nave è in viaggio a bassa velocità, tipicamente 10 o 12 nodi e si muove fra la struttura portuale e il mare aperto. I livelli di potenza sono intermedi, da 3 MW a 13 MW. Questa è una fase in cui è importante la massima ridondanza degli equipaggiamenti. I canali del porto possono essere stretti e i rischi connessi ad altro traffico portuale possono richiedere una continuità di potenza. Oltre alla scorta di rimorchiatori le navi usano i rimorchiatori per girare, posizionarsi nel canale e per movimenti da e verso il molo. Durante le operazioni a rimorchio a volte la potenza di propulsione può essere zero.

[0022] Navigazione in mare aperto: lo spostamento fra il porto di carico e il porto di destinazione consuma la maggior parte del tempo di utilizzo della nave. La velocità della nave è soggetta a condizioni ambientali, di mare, economiche e di orari. Le navi possono funzionare alla velocità più economica, che può verificarsi quando l’impianto di potenza consuma tutto il NBOG e non viene usato il gas evaporato forzato (FBOG). Il transito in mare aperto è una parte del viaggio in cui l’economia di combustibile può essere più importante della ridondanza. Il transito in mare aperto è anche caratterizzato dal consumo di potenza più elevato. Ad esempio il sistema di potenza della nave può generare una potenza elevata o la massima potenza disponibile.

[0023] Scarico: questo è il periodo in cui la nave trasferisce il carico al terminale di terra. In una forma di realizzazione esemplificativa, i livelli di potenza assorbita dai sistemi ausiliari della nave e dalle pompe del carico sono nell’ordine di 8 MW.

[0024] Gli operatori sceglieranno un modo di funzionamento che di volta in volta si adatta al meglio alle circostanze e all’economia.

[0025] Per decenni la propulsione dei mezzi di trasporto di LNG è stata basata sulla tecnologia dei motori diesel a due tempi. La recente pressione sul prezzo di trasporto del LNG ha portato le società di trasporto del LNG a cambiare la tecnologia di propulsione tradizionale verso soluzioni innovative che offrono migliori economie.

[0026] Ad esempio, anziché motori diesel per generare una porzione principale della potenza di propulsione di una nave, può essere usato un complesso motore a turbina a gas-generatore (GTG). Il GTG può essere fatto funzionare con gas evaporato, in particolare gas evaporato naturale (NBOG). Il GTG può essere usato in combinazione con un complesso di motore a turbina a vapore-generatore (STG) che è azionato da vapore. Il vapore può essere generato utilizzando gas esausto caldo proveniente dal GTG. Rispetto ai motori diesel, i costi e il consumo di combustibile possono essere ridotti, e nello stesso viaggio di trasporto può essere trasportata una quantità maggiore di LNG.

[0027] Un sistema di potenza di una nave può comprendere un complesso di motore a turbina a gas-generatore (GTG) comprendente un motore a turbina a gas e un primo generatore elettrico azionato dal motore a turbina a gas. Il GTG può essere configurato per generare una prima potenza elettrica che può essere fornita a un sistema di distribuzione elettrico della struttura galleggiante. Il motore a turbina a gas può essere alimentato con gas naturale, in particolare con gas evaporato naturale (NBOG) da una cisterna di stoccaggio di LNG sulla struttura galleggiante.

[0028] Il sistema di potenza della nave può comprendere, inoltre, un complesso di motore a turbina a vapore-generatore (STG) comprendente una turbina a vapore e un secondo generatore elettrico azionato dal motore a turbina a vapore. Il STG può essere configurato per generare una seconda potenza elettrica, che può essere fornita al sistema di distribuzione elettrico della struttura galleggiante. Inoltre, possono essere opzionalmente previsti motori diesel.

[0029] In alcune forme di realizzazione il gas caldo ed esausto proveniente dal GTG può essere usato almeno parzialmente per generare vapore per azionare il STG. Ciò può aumentare l’efficienza del sistema di potenza della nave. In particolare, una configurazione a ciclo combinato comprendente GTG e STG può raggiungere un’efficienza elevata. In alternativa, o in aggiunta, è anche possibile bruciare BOG in una unità di combustione di gas per generare vapore per alimentare il STG.

[0030] Grandi motori a turbina a gas a sono stati convenzionalmente usati su mezzi di trasporto di LNG, allo scopo di avere la possibilità di generare elevati valori di potenza elettrica per muovere il natante ad elevate velocità, ad esempio motori a turbina a gas configurati per alimentare una potenza all’albero di 25 MW o più. Tuttavia, grandi motori a turbina a gas possono presentare degli inconvenienti. Ad esempio grandi motori a turbina a gas lavorano tipicamente ad un’efficienza massima quando sono fatti funzionare alla potenza di progetto, alla quale la struttura galleggiante viene spinta ad una elevata velocità di navigazione, ad esempio di 19,5 nodi o più. Tuttavia, far avanzare il natante ad una elevata velocità di navigazione può provocare un elevato consumo di combustibile.

[0031] Secondo forme di realizzazione qui descritte, il sistema di potenza della nave comprendente un GTG e un STG è progettato focalizzandosi su una velocità di navigazione media, ad esempio una velocità di navigazione di 18 nodi o meno, che può far risparmiare una quantità considerevole di combustibile. In particolare, può essere previsto un GTG più piccolo, configurato per generare una massima potenza di uscita ridotta e/o con una potenza d’albero ridotta del motore a turbina a gas rispetto alle strutture galleggianti convenzionali. In particolare, in alcune forme di realizzazione può essere usato un GTG con una potenza nominale ridotta e comprendente un motore a turbina a gas con una ridotta potenza d’albero. In particolare, un GTG funziona ad una elevata efficienza quando viene fatto funzionare alla potenza di uscita di progetto, cioè una potenza d’uscita ridotta, alla quale la struttura galleggiante può essere spinta ad una velocità di navigazione ridotta. Pertanto, una velocità di progetto della struttura galleggiante può essere ridotta rispetto alle strutture galleggianti convenzionali, ma l’efficienza energetica e/o il consumo di combustibile possono essere migliorati.

[0032] Ciò dà luogo a un compromesso fra il tempo di trasporto - che può aumentare rispetto al tempo di trasporto di una nave che naviga a elevata velocità di navigazione - e un consumo di combustibile - che può essere considerevolmente ridotto rispetto a quello di una nave progettata per una elevata velocità di navigazione. Sostanzialmente, l’integrazione di un modello di turbina a gas di minori dimensioni può dare significativi vantaggi economici grazie alla combinazione di risparmio di combustibile e introiti extra, ad esempio dovuti a un maggiore carico utile.

[0033] La Fig. 1 è un diagramma a blocchi schematico di un sistema di potenza di una struttura galleggiante 100 secondo forme di realizzazione qui descritte. La struttura galleggiante 100 comprende un GTG 10 configurato per generare una prima potenza elettrica 21 e per fornire la prima potenza elettrica 21 ad un sistema di distribuzione elettrico 50, un STG 30 configurato per generare una seconda potenza elettrica 41 e per fornire la seconda potenza elettrica 41 al sistema di distribuzione elettrico 50, e un sistema di propulsione 60 configurato per spingere la struttura galleggiante 100 usando una potenza di propulsione 61 alimentata dal sistema di distribuzione elettrico 50. Secondo forme di realizzazione qui descritte, il GTG 50 è configurato per generare una prima potenza elettrica massima di 10 MW o più e 18 MW o meno in condizioni standard, in particolare di 14 MW o più e di 15 MW o meno.

[0034] La potenza elettrica massima di un GTG nel senso qui utilizzato può essere intesa come la potenza nominale o come la potenza di uscita di progetto del GTG in condizioni standard. Tipicamente, l’efficienza energetica di un GTG è massima quando il GTG viene fatto funzionare alla potenza di uscita di progetto. Pertanto, il GTG di una struttura galleggiante secondo forme di realizzazione qui descritte può essere progettato per una potenza d’uscita fra 10 MW e 18 MW.

[0035] La potenza d’albero del motore a turbina a gas a del GTG può essere leggermente superiore della potenza nominale del GTG poiché il generatore elettrico del GTG può comportare alcune perdite. Ad esempio, in alcune forme di realizzazione la potenza d’albero del motore a turbina a gas può essere 11 MW o più e 19 MW o meno, in particolare 15 MW o più e 17 MW o meno in condizioni standard. Nel senso qui utilizzato, le condizioni standard possono riferirsi alla pressione atmosferica e a una temperatura di circa 25° C.

[0036] In alcune forme di realizzazione, che possono essere combinate altre forme di realizzazione qui descritte, il GTG può comprendere una turbina a gas a Nova<TM>LT16, che può essere configurata per una potenza d’albero di circa 16,5 MW in condizioni standard. Documenti di riferimento che descrivono i dettagli tecnici di una turbina a gas Nova<TM>LT16 sono qui incorporati per riferimento.

[0037] Si deve notare che la potenza generata da un GTG può dipendere in particolare dalle condizioni di temperatura. Ad esempio, un GTG con una turbina a gas Nova<TM>LT16 può produrre una potenza elettrica massima di 14,5 MW a 25° C (che è il caso normale nella navigazione marittima), e l’intervallo può variare da 11,3 MW da 50° C a 18 MW a -20° C.

[0038] Utilizzando un modello di turbina a gas a di “piccola taglia” che è più “centrata” rispetto al carico ad una velocità di navigazione media della nave può essere più efficiente in combinazione con un STG, dando luogo ad una efficienza complessiva migliorata e/o a un ridotto consumo di combustibile rispetto al caso di un modello di turbine a gas di “grande taglia” che non è “centrata” rispetto a detto carico di progetto.

[0039] Inoltre, usando un complesso di motore a turbina a gas-generatore in combinazione con un complesso di motore a turbina a vapore-generatore si può ottenere un aumento ad esempio del 10% della capacità di carico utile, ad esempio di gas naturale liquefatto LNG, rispetto alle tecnologie di motorizzazione precedentemente utilizzate.

[0040] In alcune forme di realizzazione, che possono essere combinate con altre forme di realizzazione qui descritte, il complesso di motore a turbina a vapore-generatore 30 può essere configurato per generare una seconda potenza elettrica massima fra 3 MW e 8 MW, in particolare il 5 MW e 6 MW, in particolare in condizioni standard. La seconda potenza elettrica massima del STG può essere intesa come la potenza di uscita di progetto o la potenza nominale del STG. Il STG può funzionare alla potenza di uscita di progetto quando il GTG viene fatto funzionare per generare la prima potenza elettrica massima, e il gas esausto caldo dal GTG produce il vapore per azionare il STG.

[0041] Ad esempio, in condizioni standard (25° C di temperatura ambiente, che è il caso normale nella navigazione marittima) il STG può produrre una seconda potenza elettrica massima di 5 MW o più e 6 MW o meno. Pertanto, ad esempio quando si usa un modello di turbine a gas Nova<TM>LT16, il sistema di potenza comprendente GTG e STG può essere configurato per generare una potenza elettrica totale di 19 MW o più e 21 MW o meno, che è tipicamente una potenza sufficiente per coprire le esigenze elettriche per una velocità della nave fra 17 nodi e 18 nodi.

[0042] Nel caso di un mezzo di trasporto di LNG, la dimensione della nave è espressa dalla capacità di carico della nave. Un valore tipico di una capacità di carico di un mezzo di trasporto di LNG come qui descritto è di 150.000 m³ o più e 200.000 m³ o meno, in particolare attorno a 174.000 m³.

[0043] In alcune forme di realizzazione, il sistema di propulsione può essere configurato per spingere la struttura galleggiante a una velocità massima di 18 nodi o meno, quando la potenza di propulsione 61 corrisponde alla somma della prima potenza elettrica massima e della seconda potenza elettrica massima. Pertanto, quando il GTG e il STG producono entrambi la rispettiva potenza elettrica di uscita di progetto, che è usata come potenza di propulsione 61 attraverso il sistema di distribuzione elettrico 50, la struttura galleggiante può essere spinta ad una velocità di 18 nodi o meno. Si nota che nei sopra riportati calcoli la parte della potenza generata dal GTG e dal STG che può essere usata per i servizi 62 della nave è posta pari a zero. In funzione di tale carico di potenza addizionale della nave, la potenza disponibile come potenza di propulsione 61 può essere corrispondentemente ridotta.

[0044] Secondo alcune forme di realizzazione qui descritte, il GTG e il STG possono essere progettati così che, utilizzando la somma della prima potenza elettrica 21 e della seconda potenza elettrica 41 generate ad una massima efficienza dal GTG e/o dal STG, la struttura galleggiante può essere spinta ad una velocità di 18 nodi o meno, in particolare tra 16 nodi 18 nodi. In questo caso può non essere richiesta ulteriore potenza, ad esempio potenza generata da un motore diesel.

[0045] In alcune forme di realizzazione, che possono essere combinate con altre forme di realizzazione qui descritte, la prima potenza elettrica massima può essere più del 50%, in particolare più del 70% della richiesta di potenza elettrica totale della struttura galleggiante, e/o la seconda potenza elettrica massima può essere meno del 50%, in particolare in meno del 30% della richiesta di potenza elettrica totale della struttura galleggiante. Questi rapporti possono consentire di far funzionare il STG parzialmente, prevalentemente o integralmente con vapore riscaldato tramite il gas esausto caldo del GTG.

[0046] In alcune forme di realizzazione, che possono essere combinate con altre forme di realizzazione qui descritte, il GTG 10 può comprendere un motore a turbina a gas a doppia alimentazione atto ad essere fatto funzionare con gas evaporato 71 dal contenitore di LNG 70 e con gasolio marino, come carburante diesel. Ad esempio il GTG può comprendere una turbina a gas Nova<TM>LT16.

[0047] La struttura galleggiante può comprendere, inoltre, un generatore di vapore 80 configurato per usare gas esausto caldo 81 proveniente dal GTG 10 e/o gas caldo proveniente da un’unità di ossidazione per generare vapore 82, in cui il vapore 82 può essere configurato per azionare una turbina a vapore del STG 30. L’unità di ossidazione può essere un’unità di combustione di gas configurata per bruciare gas naturale, ad esempio NBOG e/o FBOG.

[0048] In alcune forme di realizzazione, che possono essere combinate con altre forme di realizzazione qui descritte, la struttura galleggiante può comprendere, inoltre, uno o più complessi di motore diesel-generatore configurati per fornire una capacità di black start del complesso di motore a turbina a gas-generatore 10 e/o per fornire una terza potenza elettrica al sistema di distribuzione elettrico 50. I complessi di motore dieselgeneratore possono essere configurati per generare la terza potenza elettrica in un intervallo fra 2 MW e 5 MW.

[0049] Quando sono previsti dei complessi di motore diesel-generatore, la struttura galleggiante 100 può essere “forzata” a velocità di navigazione superiori, ad esempio ad una velocità di navigazione superiore a 18 nodi, ad esempio 19 nodi o più, in particolare 19,5 nodi o più. Ad esempio, quando è richiesta un’elevata velocità di navigazione, possono essere accesi uno, due o più motori diesel aggiuntivi per ottenere una potenza aggiuntiva ad esempio di 3 MW o più per il sistema di propulsione 60. È chiaro che una velocità di navigazione elevata “forzata” provoca un consumo di combustibile extra da parte dei motori diesel.

[0050] In alcune forme di realizzazione, il sistema di propulsione può essere configurato per spingere la struttura galleggiante ad una velocità di 19 nodi o più, ad esempio 19,5 nodi, quando il GTG 10 genera la prima potenza elettrica massima, il STG genera la seconda potenza elettrica massima e l’uno o più complessi di motore diesel-generatore generano la terza potenza elettrica. In altre parole, una velocità di navigazione di più di 18 nodi può essere prevista facendo funzionare non soltanto il GTG ed il STG, bensì anche i complessi di motore diesel-generatore. In questo caso la potenza di propulsione può corrispondere alla somma della prima potenza elettrica massima, della seconda potenza elettrica massima e della potenza aggiuntiva di, ad esempio 3 MW o più, che può essere fornita dai motori diesel.

[0051] Per spingere la struttura galleggiante 100 ad una velocità di navigazione media ad esempio di 17-18 nodi, può non esservi necessità di accendere l’uno o più complessi di motore diesel-generatore. Il sistema di potenza secondo forme di realizzazione qui descritte può fornire in questo caso una migliore efficienza del ciclo combinato. Per spingere la struttura galleggiante a una velocità di navigazione ad esempio 19,5 nodi, l’efficienza del ciclo combinato può essere migliore nel caso di un GTG con una turbina a gas più grande, ad esempio un GTG configurato per generare 20 MW o più.

[0052] In alcune forme di realizzazione, il GTG 10 può comprendere un motore a due alberi, comprendente una turbina di alta pressione disposta su un albero di compressione e configurata per azionare un compressore di gas e/o una turbina di bassa pressione disposta su un albero di generazione di potenza e configurata per generare potenza. Un motore a due alberi può avere una migliore flessibilità nel reagire ad un distacco del carico, poiché le velocità di rotazione della turbina di alta pressione e della turbina di bassa pressione possono essere variabile. Ad esempio possono essere previste una turbina di alta pressione a due stadi e/o una turbina di bassa pressione a due stadi.

[0053] La turbina di bassa pressione (anche denominata turbina di potenza) può essere configurata per una velocità di rotazione da 6000 a 9000 g/min. In particolare la velocità nominale della turbina di potenza può essere 7800 g/min. In alternativa o in combinazione, la velocità nominale della turbina di alta pressione può essere da 9000 a 12.000 g/min, in particolare circa 10.204 g/min.

[0054] In alcune forme di realizzazione, la disponibilità del motore a turbina a gas può essere elevata, ad esempio del 90% o più o fino a 99% o più. In alternativa o in aggiunta, il motore a turbina a gas può avere una bassa manutenzione. Ad esempio, il motore a turbina a gas può essere progettato per un intervallo medio di manutenzione di 35.000 ore.

[0055] Il GTG 10 può essere adattato alle esigenze di funzionamento della propulsione di un mezzo di trasporto di LNG che può comprendere una o più delle seguenti caratteristiche: (i) il GTG 10 può essere poli-carburante, cioè atto ad essere fatto funzionare con BOG 72 fornito dal serbatoio 70 di LNG e con un ulteriore combustibile, ad esempio gasolio marino (MGO), ad esempio in situazioni in cui non è disponibile BOG; (ii) il GTG 10 può essere atto a essere fatto funzionare in condizioni marine gravose, ad esempio durante una tempesta, il che può significare elevati angoli di beccheggio e rollio; (iii) il GTG 10 può essere atto ad accettare una variazione di carico elettrico della struttura galleggiante, in particolare comprendente la capacità di accettare un distacco totale del carico e/o variazioni di carico improvvise del 25% o più rispetto al carico di base, in particolare senza spegnimento della fiamma nel motore a turbina a gas. Il tempo di recupero può essere basso; (iv) il sistema di potenza comprendente il GTG 10 può essere compatto e può consentire un carico utile addizionale ad esempio del 10% sulla struttura del natante, rispetto ad un sistema di potenza che comprende esclusivamente motori diesel.

[0056] Secondo un aspetto della presente descrizione, la struttura galleggiante può comprendere un GTG che ha ugelli di turbina a sezione variabile disposti fra la turbina di alta pressione e la turbina di bassa pressione. Gli ugelli di turbina a sezione variabile possono essere configurati per regolare un rapporto delle velocità di rotazione della turbina di alta pressione e della turbina di bassa pressione. Pertanto, si può ottenere un’elevata efficienza non soltanto a pieno carico, ma anche a un carico parziale del GTG. In particolare, ugelli a geometria variabile possono essere previsti a valle di una turbina ad alta pressione a due stadi e a monte di una turbina a bassa pressione a due stadi, per migliorare il funzionamento a carico parziale del motore a turbina a gas.

[0057] Un motore a turbina a gas di piccole dimensioni può avere una capacità superiore di accettare un’improvvisa variazione del carico elettrico (un distacco totale o parziale del carico) senza spegnimento di fiamma e con un breve tempo di recupero. Inoltre, ugelli di turbina a sezione variabile fra la turbina di alta pressione e la turbina di bassa pressione possono migliorare ulteriormente la capacità di sopportare variazioni di carico senza spegnimento di fiamma.

[0058] Il GTG 10 può essere configurato per sopportare una riduzione di carico di 3 MW o più, in particolare 6 MW o più, più in particolare un distacco totale di carico, senza spegnimento di fiamma. In particolare il motore a turbina a gas del GTG 10 può essere configurato per non avere spegnimento della fiamma nel caso di una perdita di carico di 6 MW o più, o anche nel caso di distacco totale carico.

[0059] In alcune forme di realizzazione, il GTG 10 può comprendere,, inoltre un compressore assiale multistadio, in particolare comprendente vani di guida di ingresso variabili per fornire un controllo del flusso di gas in ingresso. Ad esempio, può essere previsto un compressore assiale a elevata efficienza a 12 stadi. Il compressore può essere provvisto di uno o più, in particolare due o più, più in particolare tre o più stadi a palette statoriche a geometria variabile, cioè vani di guida di ingresso variabili (VIGVs) e palette storiche variabili (VSVs) di secondo stadio e terzo stadio. Le palette statoriche possono essere configurate per ruotare, variando il passo dei profili alari nel percorso di flusso del compressore, per fornire un idoneo margine di stallo e/o una elevata efficienza nelle condizioni di avvio e di funzionamento. Inoltre, in alcune forme di realizzazione possono essere previsti stadi con palette statoriche a geometria fissa.

[0060] Aria in ingresso nel GTG può essere diretta del compressore assiale tramite un plenum di ingresso, dopo di che l’aria può essere compressa con un rapporto di 15:1 o superiore, in particolare 19:1 o superiore nel compressore assiale.

[0061] L’aria compressa che esce la compressore assiale può essere diretta in un combustore anulare, dove l’aria compressa può essere miscelata con il combustibile, ad esempio gas naturale compresso. La miscela combustibile/aria può essere inizialmente incendiata con una candela. Una volta che la combustione si auto-sostiene, la candela può essere spenta. In alcune forme di realizzazione, possono essere previsti 30 bruciatori o più, ad esempio 39 bruciatori.

[0062] Il gas di combustione caldo può essere alimentato all’interno della turbina di alta pressione che può azionare il rotore del compressore. La turbina di alta pressione può essere una turbina assiale del tipo a reazione, ad esempio comprendente una ruota di turbina di primo stadio e una ruota di turbina di secondo stadio.

[0063] Il gas può ulteriormente espandersi attraverso la turbina di bassa pressione che può azionare il carico in uscita. Gas esausti dalla turbina di bassa pressione possono essere deviati da un diffusore di scarico e possono essere scaricati attraverso una flangia del plenum di scarico.

[0064] La turbina di bassa pressione può comprendere un rotore e un complesso di statore a bassa pressione. Il rotore può comprendere un disco di turbina di primo stadio e un disco di turbina di secondo stadio.

[0065] La Fig. 2 è un diagramma a blocchi schematico di un sistema di potenza di una struttura galleggiante 100 secondo alcune forme di realizzazione qui descritte. Il sistema di potenza può comprendere alcune delle caratteristiche o tutte le caratteristiche del sistema di potenza descritto sopra con riferimento alla Fig. 1, così che si può fare riferimento alle spiegazioni di cui sopra che non vengono qui ripetute. Il sistema di potenza può essere configurato per fornire potenza elettrica di bordo e potenza di propulsione per il mezzo di trasporto del LNG.

[0066] In particolare, la struttura galleggiante 100 comprende un GTG 10 con un motore a turbina a gas 12 e un primo generatore elettrico 14, un STG 30 con un motore a turbina a vapore 32 e un secondo generatore elettrico 34, e uno o più complessi di motore dieselgeneratore 90 con uno o più terzi generatori elettrici 91. Il GTG 10 è configurato per generare una prima potenza elettrica 21, il STG 30 è configurato per generare una seconda potenza elettrica 41, e i complessi di motore diesel-generatore a 90 sono configurati per generare una terza potenza elettrica.

[0067] La prima potenza elettrica massima del GTG 10 è 10 MW o più e 18 MW o meno. In altre parole, il GTG è progettato per una potenza di uscita fra 10 MW o più e 18 MW o meno.

[0068] In alcune forme di realizzazione, la struttura galleggiante 100 comprende un compressore 102 di gas evaporato configurato per ricevere BOG 71 da uno o più serbatoi 70 di LNG, ad esempio da cisterne di stoccaggio di LNG. BOG compresso può essere canalizzato verso un’unità di combustione di gas a doppia alimentazione 106 e/o al GTG 10 che può essere un complesso di motore a turbina a gas-generatore a doppia alimentazione. Inoltre, l’unità di combustione di gas 106 può anche bruciare un “flusso libero” di gas evaporato non compresso.

[0069] In alcune forme di realizzazione la struttura galleggiante 100 comprende un serbatoio di combustibile 110 configurato per convogliare gasolio marino (MGO) al complesso di motore diesel-generatore 90 configurato per alimentare potenza elettrica, ad esempio durante operazioni fuori norma o per elevate velocità di navigazione. Il serbatoio di combustibile 110 può anche essere configurato per convogliare MGO all’unità di combustione di gas 106 e/o al GTO 10. Benché descritto come gasolio marino 72, il serbatoio di combustibile 110 può comprendere una varietà di altri combustibili o tipi di combustibile.

[0070] Oltre a fornire la prima potenza elettrica 21 al sistema di distribuzione elettrico 50, il GTG 10 può anche fornire un flusso di gas esausto ad alta temperatura al generatore di vapore 80 attraverso un condotto di esausto 118. Il condotto di esausto 118 può comprendere una valvola deviatrice 120 controllata da un controllore di valvola deviatrice 122. La valvola deviatrice 120 può essere configurata per modulare una quantità del flusso di esausto del GTG verso il generatore di vapore 80 e/o verso l’ambiente 124 attraverso una ciminiera 126 di bypass del generatore di vapore.

[0071] Il flusso di esausto dal GTG può essere convogliato al generatore di vapore 80 attraverso un condotto 128. In certe condizioni, il GTG 10 può non essere capace di consumare tutto il NBOG generato dal serbatoio 70 di LNG. In queste condizioni, può essere usato un percorso alternativo per il NBOG verso unità di combustione 106 del gas. L’unità di combustione 106 del gas a può ossidare il NBOG generando un flusso di gas esausti caldi che canalizzato verso l’ambiente 124 attraverso una ciminiera 130 e/o attraverso il condotto 128 attraverso una valvola deviatrice 132, che può essere controllata da un controllore di valvola deviatrice 134.

[0072] Pertanto, il generatore di vapore 80 può essere alimentato con gas esausti caldi dal GTG 10 e/o dall’unità di combustione 106 di gas attraverso il condotto 128 e ciascun flusso di gas combusti caldi può essere controllato da una rispettiva valvola deviatrice.

[0073] In altre condizioni, può essere vantaggioso avere la capacità di generare più vapore di quello che è possibile generare usando NBOG elaborato attraverso il GTG 10 e/o attraverso l’unità di combustione 106 di gas. In questo caso, può essere usato FBOG per alimentare l’unità di combustione di gas, ad esempio nel viaggio in zavorra quando il flusso di NBOG può non essere sufficiente per consentire al STG di raggiungere la piena potenza.

[0074] Le valvole deviatrici 120 e 132 possono essere controllate da rispettivi controllore 122 e 134. Benché descritti come controllori individuali separati, i controllori 122 e 134 possono essere combinati in un singolo controllore o possono essere incorporati entro un sistema di controllo di impianto di potenza più grande. Le valvole deviatrici 120 e 132 sono controllate dai rispettivi controllore 122 e 134 per garantire che gas esausto dall’unità di combustione 106 di gas, canalizzato verso il generatore di vapore 80, fornisca una contro-pressione sufficiente a garantire un flusso stabile e bilanciato di gas esausti in tutte le condizioni operative.

[0075] Il generatore di vapore 80 può essere configurato per generare vapore dal gas esausto caldo proveniente dal GTG 10 e/o dall’unità di combustione 106 di gas alimentato attraverso il condotto 128. Il vapore generato può essere convogliato al STG 30 configurato per generare la seconda potenza elettrica 41, che può essere fornita al sistema di distribuzione elettrico 50. Una prima porzione del vapore esausto dal STG 30 può essere convogliato ad uno o più carichi di vapore 138 di bordo. Vapore di riscaldamento della nave può essere derivato da una valvola di riduzione disposta a monte della turbina a vapore (flusso di vapore inferiore a circa 85%) o da vapore di estrazione (vapore esausto) prelevato dal motore a turbina a vapore (potenza > 85%). Una seconda porzione di vapore esausto dal STG 30 può essere condensato in un condensatore e riciclato verso il generatore di vapore 80 attraverso un sistema di condensato (non mostrato) e un sistema di alimentazione di acqua (non mostrato).

[0076] Durante il funzionamento, la struttura galleggiante può comprendere una pluralità di modi operativi fondamentali sulla base almeno di: una richiesta di potenza totale, equipaggiamento funzionante disponibile, ambiente operativo e configurazione di impianto elettrico. Sotto-modi di ciascuno dei modi operativi fondamentali possono prendere in considerazione differenti alimentazione di combustibile (liquido, gas), requisiti di emissioni, e un uso potenziale del diesel di emergenza di black start per aumentare la potenza.

[0077] Ad esempio possono essere previsti uno o più dei seguenti modi operativi: arresto dell’impianto (modo 0); funzionamento dell’impianto elettrico in parallelo con ciclo combinato GTG e STG (modo 1); funzionamento dell’impianto elettrico separato con ciclo combinato GTG e STG (modo 2); GTG in ciclo semplice (modo 3); ciclo di bassa temperatura STG con unità di combustione di gas come sorgente di calore (modo 4); impianto elettrico diviso con elevata ridondanza (modo 5); funzionamento con impianto elettrico in parallelo con elevata ridondanza (modo 6).

[0078] Il GTG 10 può comprendere una o più delle caratteristiche sopra descritte con riferimento la Fig. 1, cosicché si può fare riferimento alle spiegazioni di cui sopra che non vengono qui ripetute.

[0079] La Fig. 3 è un grafico che rappresenta la migliorata efficienza di una struttura galleggiante secondo forme di realizzazione qui descritte. L’asse Y mostra l’efficienza elettrica lorda del sistema di generazione elettrico combinato gas e vapore, anche denominato COGES. L’asse X mostra la somma della prima potenza elettrica e della seconda potenza elettrica generate dal GTG e dal STG (potenza lorda di impianto COGES).

[0080] Si evidenzia che, rispetto ad un impianto COGES convenzionale, l’efficienza di un impianto COGES secondo forme di realizzazione qui descritte è superiore in un intervallo di potenza lorda di impianto COGES da circa 5 MW a circa 20 MW, corrispondenti ad una velocità di navigazione della struttura galleggiante da circa 10 nodi a circa 18 nodi. D’altro canto, l’impianto COGES secondo forme di realizzazione qui descritte può non essere capace di spingere la struttura galleggiante ad una velocità di navigazione superiore a circa 18 nodi senza potenza aggiuntiva che può essere fornita da un motore diesel. Per spingere la struttura galleggiante ad elevate velocità di navigazione, ad esempio di 19,5 nodi o superiori, l’efficienza dell’impianto COGES può essere sufficiente. Tuttavia, in un intervallo di velocità da 18 nodi o meno, il sistema COGES secondo forme di realizzazione qui descritte fornisce migliori valori di efficienza.

[0081] Ad esempio, usando un impianto COGES comprendente un motore a turbina a gas Nova<TM>LT, ad una bassa velocità di 17 nodi, non vi è necessità di avviare il motore supplementare, e l’impianto GOGES fornisce una efficienza migliorata del 47% rispetto al 45% di un impianto COGES convenzionale. Se la velocità di navigazione è superiore, ad esempio 19,5 nodi, l’efficienza dell’impianto COGES tradizionale può essere superiore, ad esempio 49%, poiché probabilmente non vi è necessità di avviare motori diesel addizionali. Una bassa potenza di circa 16 MW può essere richiesta per la propulsione a 17 nodi rispetto ad una richiesta di potenza elevata per una propulsione a 19,5 nodi (23,28MW). Si può risparmiare una considerevole quantità di combustibile.

[0082] Secondo un ulteriore aspetto, viene descritto un metodo per il funzionamento di una struttura galleggiante, in particolare una nave cisterna, più in particolare un mezzo di trasporto di LNG.

[0083] Come illustrato in Fig. 4, nel riquadro 410 sono previsti, su una struttura galleggiante, un GTG 10 configurato per generare una prima potenza elettrica massima fra 10 MW e 18 MW, e un STG 30. In altre parole, il GTG 10 che è previsto a bordo della struttura galleggiante può avere una potenza di uscita di progetto o una potenza nominale di 10 MW o più e 18 MW o meno.

[0084] Nel box 420 il GTG 10 viene fatto funzionare per generare una prima potenza elettrica 21, e la prima potenza elettrica 21 è fornita ad un sistema di distribuzione elettrico 50. Inoltre il STG 30 è fatto funzionare per generare una seconda potenza elettrica 41, e la seconda potenza elettrica 41 è alimentata al sistema di distribuzione elettrico 50.

[0085] Nel box 430, la struttura galleggiante viene spinta con un sistema di propulsione 60 che utilizza potenza di propulsione 61 fornita la sistema di distribuzione elettrico 50.

[0086] In alcune forme di realizzazione, la struttura galleggiante può essere spinta ad una velocità di 18 nodi o meno, ad esempio da 17 nodi a 18 nodi, con una potenza di propulsione di 19-21 MW, che può corrispondere circa alla somma della prima potenza elettrica massima e di una seconda potenza elettrica massima. In altre parole, quando il GTG 10 e/o il STG 30 sono fatti funzionare in un intervallo di elevata efficienza, che può corrispondere alle rispettive potenze di uscita di progetto del GTG e/o del STG, la struttura galleggiante può navigare a una velocità di 18 nodi o meno. Il consumo di combustibile può essere ridotto.

[0087] In alcune forme di realizzazione uno o più complessi di motore diesel-generatore 90 possono essere fatti funzionare per generare una terza potenza elettrica 92 e per fornire la terza potenza elettrica 92 al sistema di distribuzione elettrico 50. A seconda delle richieste di potenza della struttura galleggiante, la terza potenza elettrica può variare da 2 MW a 5 MW.

[0088] Ad esempio, la struttura galleggiante può essere spinta ad una velocità di 18 nodi o più, ad esempio fra 19 nodi e 20 nodi, con una potenza di propulsione nell’intervallo di 22-26 MW. Questa potenza può corrispondere alla somma della prima potenza elettrica massima, di una seconda potenza elettrica massima e di una terza potenza, che può essere generata dall’uno o più complessi di motore diesel-generatore. In particolare il GTG e/o il STG possono essere fatti funzionare in un intervallo di elevata efficienza che può corrispondere alla rispettiva potenza nominale del GTG e/o del STG, e potenza addizionale può essere generata dall’uno o più complessi di motore diesel-generatore, allo scopo di “forzare” il sistema di propulsione a spingere la struttura galleggiante ad una elevata velocità di navigazione. Il consumo di combustibile, in particolare il consumo di diesel, può aumentare.

[0089] In alcune forme di realizzazione, ad esempio anche durante la navigazione in mare aperto, la struttura galleggiante può essere fatta funzionare in un primo modo di funzionamento con una potenza di propulsione inferiore a un livello di riferimento. In questo caso può non essere fornita la terza potenza elettrica 92 al sistema di distribuzione elettrico 50, e la struttura galleggiante può navigare ad una velocità di 18 nodi o meno.

[0090] In alcune forme di realizzazione, ad esempio in situazioni eccezionali o in caso di urgenza, la struttura galleggiante può essere fatta funzionare un secondo modo operativo con una potenza di propulsione sopra il livello di riferimento. In questo caso la terza potenza elettrica può essere fornita al sistema di distribuzione elettrico 50, e la struttura galleggiante può navigare ad una velocità superiore a 18 nodi. Nel secondo modo operativo, il GTG e/o il STG possono essere fatti funzionare per generare una potenza corrispondente alle rispettive potenze nominali.

[0091] Tipicamente, il GTG 10 può essere fatto funzionare completamente o parzialmente tramite gas evaporato 71 proveniente dal serbatoio 70 di LNG, ad esempio soltanto tramite NBOG. Può non essere richiesta evaporazione forzata.

[0092] In alcune forme di realizzazione, il funzionamento del GTG 10 può comprendere la regolazione degli ugelli di turbina a sezione variabile disposti a valle della turbina di alta pressione ed a monte della turbina di bassa pressione del motore a turbina a gas del GTG 10, per regolare il rapporto delle velocità di rotazione della turbina di alta pressione e della turbina di bassa pressione.

[0093] In ciò, gli ugelli di turbina a sezione variabile possono essere regolati in funzione di una richiesta di prima potenza elettrica e/o in caso di perdite di carico sul GTG 10.

[0094] Mentre ciò che precede riguarda forme di realizzazione di quanto qui descritto, altre ulteriori forme di realizzazione di quanto qui descritto possono essere concepite senza discostarsi dall’ambito principale, e l’ambito è determinato dalle rivendicazioni che seguono.

Claims

STRUTTURA GALLEGGIANTE E METODO DI FUNZIONAMENTO DI UNA STRUTTURA GALLEGGIANTE RIVENDICAZIONI 1. Una struttura galleggiante (100), in particolare un mezzo di trasporto di LNG, comprendente: un complesso di motore a turbina a gas-generatore (10) configurato per generare una prima potenza elettrica (21) e per fornire la prima potenza elettrica (21) ad un sistema di distribuzione elettrico (50); un complesso di motore a turbina a vapore-generatore (30) configurato per generare una seconda potenza elettrica (41) e per fornire la seconda potenza elettrica (41) al sistema di distribuzione elettrico (50); e un sistema di propulsione (60) configurato per spingere una struttura galleggiante (100) usando una potenza di propulsione (61) fornita dal sistema di distribuzione elettrico (50), in cui il complesso di motore a turbina a gas-generatore (10) è configurato per generare una prima potenza elettrica massima fra 10 MW e 18 MW, in particolare fra 14 MW e 15 MW a 25° C.
2. La struttura galleggiante della rivendicazione 1, in cui il complesso di motore a turbina a vapore-generatore (30) è configurato per generare una seconda potenza elettrica massima fra 3 MW e 10 MW, in particolare fra 5 MW e 6 MW.
3. La struttura galleggiante della rivendicazione 2, in cui il sistema di propulsione è configurato per spingere la struttura galleggiante ad una velocità massima di 18 nodi o meno, quando la potenza di propulsione (61) corrisponde ad una somma della prima potenza elettrica massima e della seconda potenza elettrica massima.
4. La struttura galleggiante di una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 3, comprendente inoltre uno o più complessi di motore diesel-generatore (90) configurati per fornire una capacità di black start del complesso di motore a turbina a gas-generatore (10) e/o configurato per fornire una terza potenza elettrica (92) al sistema di distribuzione elettrico (50), in particolare in cui la terza potenza elettrica (92) è fra 2 MW e 5 MW.
5. La struttura galleggiante della rivendicazione 4, in cui sistema di propulsione (60) è configurato per spingere la struttura galleggiante ad una velocità massima di 19 nodi o più, quando il complesso di motore a turbina a gas-generatore (10) genera la prima potenza elettrica massima, il complesso di motore a turbina a vaporegeneratore (30) genera la seconda potenza elettrica massima e l’uno o più complessi di motore diesel-generatore (90) generano la terza potenza elettrica (92).
6. La struttura galleggiante di una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 5, in cui il complesso di motore a turbina a gas-generatore (10) comprende un motore a turbina a gas a doppia alimentazione atto ad essere fatto funzionare con gas evaporato (71) da un serbatoio (70) di LNG e con gasolio marino (72).
7. La struttura galleggiante di una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 6, in cui il complesso di motore a turbina a gas-generatore (10) comprende un motore a doppio albero comprendente una turbina di alta pressione disposta su un albero di compressione di gas e configurata per azionare un compressore di gas, e una turbina di bassa pressione disposta su un albero di generazione di potenza e configurata per la produzione di potenza.
8. La struttura galleggiante della rivendicazione 7, in cui il complesso di motore a turbina a gas-generatore (10) è configurato e disposto nella struttura galleggiante così da massimizzare la capacità di carico della nave per gas naturale liquefatto.
9. La struttura galleggiante della rivendicazione 7 o 8, in cui il complesso di motore a turbina a gas-generatore (10) comprende ugelli di turbina a sezione variabile disposti fra la turbina di alta pressione e la turbina di bassa pressione e configurati per regolare un rapporto tra le velocità di rotazione della turbina di alta pressione e della turbina di bassa pressione.
10. La struttura galleggiante di una qualsiasi delle rivendicazioni 7 a 9, in cui il complesso di motore a turbina a gas-generatore (10) comprende un compressore a flusso assiale multistadio, in particolare comprendente vani di guida di ingresso variabili, per fornire un controllo del flusso di gas in ingresso.
11. La struttura galleggiante di una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 10, in cui il complesso di motore a turbina a gas-generatore (10) è configurato per sopportare una riduzione del carico di 3 MW o più, in particolare di 6 MW o più, più in particolare un distacco totale del carico, senza spegnimento di fiamma del complesso di motore a turbina a gas-generatore (10).
12. La struttura galleggiante di una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 11, comprendente inoltre un generatore di vapore (80) configurato per usare gas esausto caldo (81) proveniente dal complesso di motore a turbina a gas-generatore (10) e/o un gas caldo proveniente da un’unità di ossidazione, per generare vapore (82), in cui il vapore (82) è atto ad azionare una turbina a vapore del complesso di motore a turbina a vapore-generatore (30).
13. Un metodo per il funzionamento di una struttura galleggiante, in particolare un mezzo di trasporto di LNG, comprendente: far funzionare un complesso di motore a turbina a gas-generatore (10) configurato per generare una prima potenza elettrica massima tra 10 MW e 18 MW per generare una prima potenza elettrica (21) e fornire la prima potenza elettrica ad un sistema di distribuzione elettrico (50); far funzionare un complesso di motore a turbina a vapore-generatore (30) per generare una seconda potenza elettrica (41) e fornire la seconda potenza elettrica al sistema di distribuzione elettrico (50); e spingere la struttura galleggiante con un sistema di propulsione (60) usando una potenza di propulsione (61) fornita dal sistema di distribuzione elettrico (50).
14. Il metodo della rivendicazione 13, comprendente: spingere la struttura galleggiante ad una velocità di 18 nodi o meno con una potenza di propulsione corrispondente alla somma della prima potenza elettrica massima e della seconda potenza elettrica massima del complesso di motore a turbina a vaporegeneratore (30).
15. Il metodo della rivendicazione 13 o 14, comprendente inoltre il far funzionare uno o più complessi di motore diesel-generatore (90) per generare una terza potenza elettrica (92) e fornire la terza potenza elettrica (92) al sistema di distribuzione elettrico (50), in particolare in cui la terza potenza elettrica è da 2 MW a 5 MW.
16. Il sistema della rivendicazione 15, comprendente: spingere la struttura galleggiante ad una velocità di 19 nodi o più con una potenza di propulsione corrispondente alla somma della prima potenza elettrica massima, di una seconda potenza elettrica massima del complesso di motore a turbina a vaporegeneratore (30) e della terza potenza elettrica (92).
17. Il metodo della rivendicazione 15 o 16, in cui, quando la struttura galleggiante viene fatta funzionare in un primo modo operativo che richiede la potenza di propulsione inferiore a un livello di riferimento, non viene fornita la terza potenza elettrica (92) al sistema di istruzione elettrico (50), e/o quando la struttura galleggiante viene fatto funzionare in un secondo modo operativo che richiede la potenza di propulsione superiore al livello di riferimento, la terza potenza elettrica (92) è fornita al sistema di distribuzione elettrico (50).
18. Il metodo di una qualsiasi delle rivendicazioni 13 a 17, in cui il complesso di motore a turbina a gas-generatore (10) è parzialmente o completamente azionato con gas evaporato (71) dal serbatoio di LNG (70) e/o il complesso di motore a turbina a vaporegeneratore (30) è parzialmente o interamente azionato da vapore generato con un gas esausto caldo dal complesso di motore a turbina a gas-generatore (10).
19. Il metodo di una qualsiasi delle rivendicazioni 13 a 18, in cui il far funzionare il complesso di motore a turbina a gas-generatore (10) comprende il regolare ugelli di turbina a sezione variabile disposti a valle di una turbina di alta pressione ed a monte di una turbina di bassa pressione del complesso di motore a turbina a gasgeneratore (10) per regolare il rapporto tra le velocità di rotazione della turbina di alta pressione e della turbina di bassa pressione.
20. Il metodo della rivendicazione 19, in cui gli ugelli di turbina a sezione variabile sono regolati in funzione di una prima richiesta di potenza elettrica e/o in caso di distacco del carico sul complesso di motore a turbina a gas-generatore (10).