Samenvatting

Gedurende het afstudeerproject zijn de huidige transport en hijsvoorzieningen voor de bundels van de horizontale HRSG onderzocht. Met als doel om te besparen op de kosten die per project gemaakt worden om de bundels vanaf de fabriek te vervoeren en te plaatsen naar en in de HRSG.

Een van de fundamentele onderdelen van de HRSG zijn de harpen, de harpen hangen verticaal in de horizontale HRSG en zorgen voor de overdracht van warmte energie uit de rookgassen van een gasturbine naar water. Het water wordt omgezet in stoom voor een stoomturbine, zodat er extra elektrische energie opgewerkt wordt. Dit wordt ook wel de combined cycle genoemd. Het koppelen van een gasturbine aan een stroomturbine verbeterd het procesrendement aanzienlijk.

De harpen kunnen op verschillende manieren vervoerd en in de HRSG geplaatst worden, een daarvan is door gebruik te maken van harpbundels. In de fabriek worden afzonderlijke harpen gebundeld en verbonden met piping in een speciaal transport frame. Ook wordt de ophanging van de bundel geplaatst in het frame, het zogeheten suspension frame. De transportframes worden gehesen met een op maat gemaakte hijsbalk, zodat de bundels met frame als breakbulk in het transport schip geladen kunnen worden. Waarna ze vervoerd worden naar een haven in de buurt van de bouwplaats. Vanaf de haven wordt dezelfde balk weer gebruikt om de bundels op vrachtwagens te laden. Door de maten en gewichten van de bundels dienen ze als oversized load vervoerd te worden, hier komt het aanvragen van vergunningen bij kijken. Eenmaal aangekomen op de bouwplaats dienen de bundels gekanteld te worden tot ze verticaal hangen en dus in de HRSG geplaatst kunnen worden. Omdat de harpen uit lange pijpen met vinnen bestaan dienen deze tegen doorbuigen ondersteund te worden, als dit niet het geval is beschadigen de pijpen en vinnen en zal de warmteoverdracht van de harpen drastisch dalen. Om de bundels te kantelen wordt dus een apart frame gebruikt, het strongback frame met een top hijs frame. De bundel inclusief transportframe wordt in de strongback geplaatst door middel van een tweede hijsbalk. Het strongback frame wordt verticaal gehesen en aan de goal post bevestigd. Met het top hijs frame wordt de bundel uit de strongback gehesen en in de HRSG geplaatst, waarna de volgende bundel in het strongback frame gehesen kan worden.

Omdat het transport van de lege frames terug naar de fabriek niet rendabel is worden er nieuwe frames gefabriceerd. Wel wordt er gekeken of de strongback hergebruikt kan worden bij een volgend project, dit hangt volledig af van de specificaties van de HRSG bundels en de kosten van het transport naar de andere bouwplaats.

Uit overleg met een aantal betrokkenen bij NEM is er voor elke voorziening een pakket van eisen opgesteld. Aan de hand van deze eisen zijn er enkele concepten opgesteld. Welke door middel van de Kesselring methode aan de variabele eisen gemeten zijn om tot de beste keuze te komen. Uit Kesselring en verschillende afwegingen over de beschikbare tijd binnen het project. Is de keuze gemaakt om de transportkosten van de strongback te verlagen, door deze uit te voeren als delen ter grootte van containers. Zodat het economisch gezien rendabel wordt om de strongback te vervoeren naar een volgende bouwplaats en dus te hergebruiken. Voorwaarde hiervoor is wel dat de strongback dusdanig universeel uitgevoerd dient te worden dat deze daadwerkelijk gebruikt kan worden bij de verschillende HRSG’s.

Uit de keuze om het concept van de strongback ter grote van containers uit te voeren, is een vakwerk gemaakt. Het vakwerk is zo gedimensioneerd dat deze in delen ter grote van containers opgedeeld kan worden. Een twintig voet en twee veertig voet containers. Aan de hand van het vakwerk zijn de resultante krachten bij een lading van 310 ton berekend. Het vakwerk is uitgewerkt in het programma Femap om de profielen te dimensioneren. Hieruit is een frame ontstaan. Met de kennis dat het vakwerk in evenwicht is, zijn de krachten op de verbindingstukken bij maximale belasting berekend. Het frame is uitgewerkt in het 3D programma Autodesk Inventor, waarin de verbindingen tussen de framedelen en de hoekdelen van containers ontworpen en gemodelleerd zijn.

Naast het container-sized frame is een nieuwe verbinding tussen de strongback en de bundel ontworpen. Door middel van een vormgesloten haak kan de bundel overeind gehesen worden. Als de bundel en het frame geheel gekanteld zijn is het mogelijk om de bundel uit de haak te laten zakken.
Door de mogelijkheid om het frame te hergebruiken kan er aanzienlijk op de kosten voor het plaatsen van de bundels bespaard worden.