用于机械外壳的多层板

技术领域

本发明涉及用于机械外壳、特别是用于涡轮机外壳的板。

更具体地，本发明涉及用于涡轮机外壳的多层板。

背景技术

众所周知，涡轮机通常被容纳在壳体结构或外壳中。所述外壳大体包括由多个梁和柱构成的支承结构，所述支承结构通过板封闭，所述板形成外壳的侧壁和顶壁。

该外壳被布置成用于减少机械对周围环境的噪声排放的需要以及控制围绕机械的大气条件、压力和温度的需要二者，并且特别是用于避免机械附近的污染、灰尘和总体而言不期望的物质。

此外，外壳被布置成用于保护机械不受可能出现的火灾并且/或者不受工厂中可能出现且可能损坏机器自身的爆炸的影响。

这种外壳300的实例示于图1中。

目前的用于机器外壳、特别是用于油气工业中的涡轮机外壳的板包括钢制结构和内部岩棉(或类似的材料)层以用于降噪。

用于机器外壳的板实际上起到多种作用。

在这些作用中，板起到隔音屏障的作用，使得从外壳外侧感知到的噪声降低到期望水平、并且/或者降低到人员安全参考标准指示的噪声水平。

此外，板起到适于减少通过外壳壁传热的保温幕的作用。

已知的用于机器外壳的板的实例示于图2中。

参照图1和2，用于机械、特别是用于涡轮机的外壳300目前通过板100实现，该板包括钢片101、内部降噪层102、和穿孔片103。

钢片101具有支承作用并且允许将板100固定到外壳的支承结构200。

一旦安装板，钢片101面向外壳外侧，而穿孔片103面向外壳内侧。

降噪层102由岩棉或类似材料制成。

面向外壳300内侧的穿孔片103被穿孔，以便允许声波穿透板内侧并且到达岩棉层，该岩棉层具有降噪作用。

钢板100通常直接螺栓连接到外壳的支承结构200的一部分。

板的降噪性能与板厚度、并且具体而言与降噪层102的厚度严格相关，并且这意味着较高的性能需要较大的板(伴随重量增加)。

此外，图2类型的传统的外壳板不提供高爆炸和火灾保护，并且与增强爆炸和/或火灾保护性能相关的任何设计改变都将导致板本身以及支承结构重量的显著增加。

外壳的重量是现有解决方案所具有的缺点之一。实际上，外壳的重量大之所以具有负面影响，不仅在于机械装置、并且具体而言涡轮机位于离岸平台上的情况下，而且还在于岸上装置的情况下。

实际上，机械通常被安装在钢基框架上，用于岸上和离岸应用二者。机械外壳能够被直接安装于该基部框架上，该基部框架随后由钢结构支承或者被安装在地面上。备选地，外壳能够被安装在平台甲板上(用于离岸)，或者通过地基被直接安装在地面上(在岸上工厂的情况下)。

在机械和外壳被安装在基板上的情况下，由于外壳和机械的总体重量增加，滑橇(skid)必须被设计成具有更大的静态和动态负载，因此导致额外的重量增加。当基板由平台甲板支承(离岸)或者通过被安装在地面上(岸上)的钢结构支承时，支承结构也将需要被加强，以承受该负载增大。

在机械并且外壳被直接安装于地面上的情况下，由于外壳和机械的总体重量增加，地基所需的挖掘深度增大。

因此，由于这些原因，外壳重量的增加总是不期望的情况，原因在于其涉及成本和机械安装复杂度的增加。

其它的用于机械外壳的板必须满足的要求是对由于外部爆炸(被称为爆炸负载)而造成的力的抵抗力。

对工厂工程的改进、例如在爆炸的情况下对压力波进行更准确的计算的可能性总是导致对外壳可能在工厂的一部分爆炸的情况下所经受的爆炸负载的更准确的计算。此外，对人员安全和环境保护的关注近年来快速增长，从而导致总是更高的要求并且因此需要外壳的板在对负载爆炸的抵抗力方面满足相比过去更严格的设计参数。

由于更准确的计算技术，已经有可能得出这样的结论，即，已知类型的金属板不能抵抗期望的爆炸负载值。

现有技术的用于外壳的板因此具有若干缺点。

其中，已显示，外壳的单个板的大重量是现有技术的缺点。

此外，对爆炸负载的有限抵抗力、即由于发生在外壳外侧的爆炸的冲击波对板造成的弯曲应力是现有技术板的另一个缺点。

此外，已知的板不适于抵抗火灾，原因在于面向外壳的外侧的钢片101和岩棉不适于抵抗火灾并且未提供特殊处理以便增加该抵抗力。

最重要的，由于板的重量而造成的外壳的物流和组装的高成本是现有技术的另一个缺点。

此外，需要认识到，能够抵抗恶劣环境(例如，在海洋中的离岸平台上安装的情况下)的不锈钢或其它合适钢的板使已知的板的成本显著增加。

发明内容

本发明涉及用于机械、特别是涡轮机外壳的板，该板能够提供高水平的喷火以及火灾/爆炸保护、和噪声控制方面的高性能，同时相对于现有技术的板结构较轻。

更具体地，当与本领域内已知的技术解决方案相比时，根据本发明的用于涡轮机外壳的板具有增大的爆炸和火灾抵抗力以及增大的噪声控制。

所有这些性能都是通过相对于现有技术具有减小的重量的用于外壳的板获得的。

此外，根据本发明的涡轮机外壳的板具有较高的耐腐蚀性，从而使得板还适于被成功地安装于离岸平台，具有增大的可靠性和减小的成本。

本发明还涉及需要精简(lean)安装并且对EHS(环境、健康、安全)具有较小影响的用于涡轮机外壳的板。

附图说明

其它细节和特定实施例将参考附图，在附图中：

-图1示出了机械的外壳、特别是涡轮机的外壳的透视图；

-图2示出了已知类型的用于外壳的板的横截面图；

-图3是根据本发明的一个实施例的用外壳的板的透视剖面图。

具体实施方式

示范性实施例的以下描述参考附图。以下详细描述并不限制本发明。实际上，本发明的范围由所附权利要求书限定。

说明书中各处提到“一个实施例”或“实施例”意味着结合一个实施例描述的特定特性、结构或特征包括在所公开的主题的至少一个实施例中。因此，在贯穿本说明书的各种位置中出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”未必是指同一实施例。另外，特定特征、结构或特性可以任何合适方式组合在一个或多个实施例中。

参照图3，用于机械外壳、特别是用于涡轮机外壳的板具有多层复合结构，该多层复合结构包括不同材料的分立的层，每个层用于执行特定动作，因此提高总体板性能。

基本彼此平行的层优选地被设计和分布在整个板厚度中，从而提供从外壳壁的内侧到外侧的声传输的减少，并且同时，保护被容纳在外壳中的机械和设备不受可能来自周围区域的爆炸和火灾的影响。

更详细地，根据本发明的用于涡轮机外壳的多层板包括至少隔音层1、被直接布置在所述隔音层1上的第一结构层2、被直接布置在第一结构层2上的第一绝缘核心层3和被直接布置在所述第一绝缘核心层3上的第二结构层4、被布置在结构层4与第三结构层6之间的第二绝缘层5。

第一结构层2、绝缘核心层3和第二结构层4共同成组，以形成夹置结构(sandwichstructure)11。

夹置结构11能够加倍，包括进一步的绝缘层(第二绝缘层5)和进一步的结构层(第三结构层6)。

第一结构层2被直接布置在隔音层1上，因此第一结构层2的第一面粘附到隔音层1的第一面。

第一绝缘核心层3被直接布置在第一结构层2上，因此第一绝缘核心层3的第一面粘附到第一结构层2的第二面。

第二结构层4被直接布置在第一绝缘核心层3上，因此第二结构层4的第一面粘附到第一绝缘核心层3的第二面。

将隔音层1、第一结构层2、第一绝缘核心层3和第二结构层4附接到一起，该组件的总体重量以及厚度减小，而不降低板的结构抵抗力。

所述第一绝缘核心层3优选地由陶瓷绝缘核心或者任何其它合适的材料制成。用于所述第一绝缘核心层3的可能材料的实例为：陶瓷(Al

根据本发明的优选实施例，所述隔音层1是热和噪声绝缘层。

即使适于实现降噪功能的材料是本领域内已知的，优选地，所述噪声隔离层可以由岩棉或者任何其它的矿棉绝缘材料制成。

根据本发明，通过第一结构层2、第二结构层4和第三结构层6提供结构功能，该第一结构层、第二结构层和第三结构层优选地是由复合材料(其中包括玻璃纤维或者其它合适的材料)制成的层压层。用于所述复合材料的可能的树脂实例为：正畸树脂(Orthopthalic Resin)、异酞树脂(Isopthalic Resin)、双酚醛树脂、苯酞树脂(Therephtalic resin)、乙烯基酯树脂、环氧树脂、阻燃性树脂。所述复合材料的可能的纤维的实例为：玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维。

根据本发明的多层板还包括穿孔片10，该穿孔片被布置在所述第一隔音层1上相对于第一结构层2的所述隔音层1的相对面上。

此外，为了提高根据本发明的板的火灾和爆炸保护性能，优选地还包括被布置在第三结构层6上的烧蚀层8。

优选地，所述烧蚀层8相对于绝缘核心层5被布置在第三结构层6的相对面上。烧蚀层8相对于其它层被布置于外部，原因在于在火灾的情况下，烧蚀层是牺牲层。

用于所述烧蚀层8的可能材料的实例为：耐火涂料、耐火凝胶涂层、防火涂料、陶瓷绝缘涂料、地质聚合物和烧蚀弹性体。

优选地，为了保护本发明的多层板的层，并且具体而言用于保护一旦板安装时面向外壳的危险的外侧的最后一层(即，第三结构层6或烧蚀层8(如果设有的话))，进一步提供保护层7。

优选地，所述保护层7由树脂制成，优选地由凝胶涂层或者任何其它合适的材料制成，并且被布置在所述第三结构层上或所述烧蚀层8上(如果设有的话)。

用于所述保护层7的可能材料的实例为：耐火涂层、耐火凝胶涂层、防火涂料、陶瓷绝缘涂料、地质聚合物、泡沸油漆(intumescent paint)、烧蚀弹性体。

根据图3中所示的本发明的优选实施例，烧蚀层8被布置在保护层7与第三结构层6之间。

根据本发明的多层板还包括第二绝缘核心层5。

更优选地，所述第二绝缘层5被布置在第二结构层4与第三结构层6之间的中间位置处。

根据本发明的实施例，所述第一结构层2、第二结构层4、和第三结构层6由复合材料制成，优选地为包括玻璃纤维的复合材料。

根据本发明的优选实施例，所述第一隔音层1还包括额外的层压层9。

更优选地，所述层压层9由金属材料制成，以便提供吸收相对于由其被插入于其中的第一隔音层1所吸收的不同波长的声波的进一步降噪。

更优选地，所述层压层9不是刚性固定的，而是在板内侧浮动。

多层板的层能够彼此胶合。

根据本发明的优选实施例，多层板具有50mm至150mm之间的总体厚度。