Il progetto Pieter Schelte - Ansaldo Sistemi Industriali

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The Pieter Schelte project
In January 2008 Ansaldo Sistemi Industriali
proudly signed a contract
with Imtech Marine & Offshore BV for
the “Pieter Schelte” project.
The scope of supply is for 12 converters
Silcovert SVGN 10K0 DFE 24P +
braking chopper, with degree of protection
IP54 for azimuth thrusters propellers
for dynamic positioning and
for vessel propulsion.
The converters have been designed,
constructed and tested in compliance
with Lloyd’s Register Classification.
The Pieter Schelte project is a single
hull ship but with a double bow of the
Ettore Merli
Swiss-based Allseas Group. The vessel
is able to perform the transport, installation
and decommissioning of large
offshore oil and gas platforms, thanks
to the slot between the two bows and
the tilting lift beam in the stern.
The vessel will also be able to lay pipes
up to 68 inches diameter, including
coating, with a pipeline tension capacity
of 2000 t thank to a 170 m
long stinger, which is suspended in
the slot between the bow sections of
the vessel.
One of the vessel’s main strengths is
that it is able to perform all these ac-
tivities even in hostile areas such as
the North Sea thanks to its 12 thrusters
and its dynamic position capacity.
The platform topside, that can be entirely
pre-fabricated onshore, is lifted
in a single-lift operation at the bow
of the vessel by using 8 horizontal lifting
beams while the jacket is moved
by two tilting lift beams and located
in the stern of the vessel.
At the end of the construction, it will
be the world’s largest pipelay vessel
with the highest lifting capacity, able
to sail with a maximum transit speed
of 14 knots.
INTEGRITY
Please see the attached table regarding its dimensions
and characteristics:
Length 382 m
Width 117 m
Bow slot dimensions 122 x 52 m
Topsides lift capacity 48.000 t
Jacket lift capacity 25.000 t
Stinger length 170 m
Total installed power 95 MW
Outside pipes diameter from 6" to 68"
The detailed design of the vessel approaches its completion
and Allseas is now evaluating the offers from different shipyards
able to built a ship of such dimensions. The vessel is
planned to be completed in 2013.
As we have already said Ansaldo Sistemi Industriali will supply
the 12 special converters for thrusters supply. We designed
them in compliance with the requirements for the “marine”
applications, such as the mechanical structure in special execution
(including a higher thickness of the structure and panels),
the painting also inside the converter as protection against
corrosive environment and reinforced fasteners to avoid the
effect of the possible vibrations.
To ensure more resistance to vibration and make the installation
of converters easier a new solution has been designed and
following this we dediced to install the anti-vibration supports,
instead of outside between the converter and the counterbasement,
inside the converter just next to the control system
and to other components that can be very sensitive to vibration
like the electronic board of the crow-bar rack.
The control system was mounted on a panel which is then
mounted on antivibration pads and also the crow-bar rack is
mounted on antivibration pads.
Il progetto
Pieter Schelte
La commessa di Ansaldo Sistemi Industriali per il progetto
“Pieter Schelte”, inizia nel Gennaio 2008 a seguito
di un ordine della Società Imtech Marine & Offshore BV.
L’ordine è relativo alla fornitura di 12 quadri convertitori
Silcovert SVGN 10K0 DFE 24P + chopper di frenatura,
con grado di protezione IP54 per l’alimentazione dei motori
delle eliche thruster azimutali per il posizionamento
dinamico e per la propulsione della nave.
I convertitori sono progettati costruiti e testati in accordo
alle normative Lloyd’s Register.
Il progetto Pieter Schelte del Gruppo Allseas, avente sede
in Svizzera, riguarda la realizzazione di una nave a scafo
singolo con una doppia prua. La nave è in grado di effettuare
il trasporto nonché la relativa installazione e decommissioning
di intere piattaforme marine per estrazione di
gas e petrolio utilizzando lo spazio fra le due prue e le
travi di sollevamento ribaltabili poste a poppa.
La nave sarà inoltre in grado di posare tubi fino a 68 pollici
di diametro incluso il rivestimento con una capacità
di tensione di circa 2000 t, mediante un braccio lungo
170 metri alloggiato nello spazio fra le due prue.
Uno dei punti di forza della nave riguarda il fatto che
grazie ai 12 thruster e al posizionamento dinamico tutte
queste attività possono essere compiute agevolmente
anche in mari generalmente agitati come i mari del Nord
dell’Europa.
La parte superiore della piattaforma, che può così essere
costruita interamente a terra, viene sollevata e alloggiata
in un unico pezzo nello spazio fra le due prue della nave
mediante 8 travi orizzontali di sollevamento mentre la
struttura immersa viene sollevata da 2 travi di sollevamento
ribaltabili in un’unica operazione e alloggiata a poppa.
Al termine della costruzione la nave sarà la più grande
posatubi del mondo e con la più alta capacità di sollevamento,
in grado di navigare alla velocità massima di 14
nodi.
Nella tabella sono indicate le dimensioni
e caratteristiche:
Lunghezza 382 m
Larghezza 117 m
Dimensione dello slot anteriore 122 x 52 m
Capacità di sollevamento (anteriore) 48,000 t
Capacità di sollevamento (posteriore) 25,000 t
Lunghezza del braccio posatubi 170 m
Potenza totale installata 95 MW
Diametro esterno dei tubi da 6” a 68”
Attualmente è in completamento la fase di progettazione
di dettaglio e Allseas sta esaminando le possibili
offerte da parte dei cantieri navali in grado di costruire
una nave di quelle dimensioni.
Il completamento della costruzione è previsto per il 2013.
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Before its implementation, these solution
have been qualified by means
of specific vibration test, performed
in accordance with Lloyd's Register
regulations. The tests concerned the
power module, the control system
panel and crow-bar rack.
In order to satisfy the EMC requirements
in terms of compatibility and
emissions we revised the position of
components inside the auxiliary and
control cabinet. The control cabinet has
been segregated by rest of the converter
with a special EMC gasket installed
on the internal part of the door.
Again specific EMC tests have been
performed to qualify this solution before
its implementation.
In order to satisfy the most stringent
IP54 requirements concerning the degree
of protection and considering the
maximum ambient temperature of 50
°C degrees, we designed a special water-air
heat exchanger certified according
to Lloyd's Register Classification,
able to remove the power losses generated
inside the converter.
The IP54 protection does not allow
any opening to drive the heated air
out of the converter, so the heat ex-
Ettore Merli
changer cools the heated air and puts
it back into circulation by using forced
air path inside the converter itself.
In addition, to ensure an high life-cycle
service of the components and to
avoid the fan to work always at full
speed, we decided to control its rota-
tion depending on the need for heat
exchange. A system of special sensor
can detect any water leakage inside
the heat exchanger and a special filter
(mazing filter) prevents that the water
gets in touch with the electric components
in particular in the medium
voltage sections.
The main constraints for the heat exchanger
were that it was compact and
suitable to the position already identified
for power modules.
Furthermore it is designed to be used
also for the industrial applications. In
this case the structure is the same, but
the installation of the internal components
is easier since it is not necessary
for the heat exchanger to meet
specific requirements in terms of resistance
to vibration.
The delivery and return system of the
main stainless steel pipes for the internal
cooling circuit and its distribu-
tion to the power modules and to
other devices with flexible pipes and
fast joints Parker, have been designed
by using our experience for SVTN for
marine applications. This solution has
been applied in order to provide a
standardization of applicative solutions
even among different products and to
reinforce our experience and knowledge
in other projects.
All the above technical solutions has
been improved to be applied also to a
converter with higher power like
SVGN 12K0.
Regarding the schedule of our project
we have fully tested 5 converters that
are waiting for the final inspection by
the Customer.
Then they will be packed and shipped
to Netherlands where Allseas is storing
all the electrical components waiting
to deliver them to the yard.
Other 3 converters will be tested during
the first week of March.
The complete delivery to the Customer
of the all the 12 converters is
scheduled by the end of April
INTEGRITY
Come già detto Ansaldo Sistemi Industriali fornisce i 12 quadri convertitori per alimentazione dei thrusters. La progettazione dei
quadri è stata effettuata implementando tutti quei requisiti necessari per l’ambiente “marine” quali la carpenteria in esecuzione
speciale con maggiore spessore della struttura e dei pannelli, la verniciatura anche all’interno come protezione rispetto all’ambiente
corrosivo e il rinforzo dei fissaggi per tenere conto delle possibili vibrazioni trasmesse dalla struttura della nave.
Per garantire la resistenza alle vibrazioni e rendere più semplice l’installazione dei quadri convertitori è stata elaborata una nuova
soluzione in base alla quale si è deciso di montare i supporti antivibranti non all’esterno fra il quadro e il contro basamento, ma all’interno,
in corrispondenza di quei componenti identificati come i più sensibili alle vibrazioni quali il sistema di controllo ed il rack
crow-bar. Il sistema di controllo è montato su un pannello a sua volta montato su antivibranti e anche il rack crow-bar è montato
su antivibranti.
Tutte queste scelte tecniche sono state validate prima dell’implementazione mediante specifiche prove di vibrazione, effettuate secondo
le normative Lloyd’s, che hanno interessato il modulo di potenza, il pannello del sistema di controllo ed il rack crow-bar.
Per soddisfare il requisito in termini di compatibilità ed emissione EMC è stato rivisto il posizionamento dei componenti negli scomparti
ausiliari e di controllo, quest’ultimo è stato segregato dal resto del quadro anche utilizzando una speciale guarnizione EMC
installata all’interno della porta.
Anche in questo caso sono state effettuate specifiche prove EMC per validare queste soluzioni prima dell’implementazione.
Una parte molto impegnativa della progettazione è stata dedicata al soddisfacimento della richiesta del grado di protezione IP54,
anche tenendo conto della possibile temperatura ambiente massima di 50 gradi centigradi.
Per questo è stato necessario ideare uno speciale scambiatore acqua-aria, certificato secondo le normative Lloyd’s, in grado di rimuovere
le perdite che si generano all’interno del quadro convertitore.
Lo scambiatore raffredda l’aria e la rimette in circolo mediante un percorso forzato, dato che, in virtù del grado di protezione IP54,
non esistono aperture da cui sia possibile espellere l’aria riscaldata.
Per garantire un’elevata vita utile dei componenti e per evitare che il ventilatore giri sempre al massimo della velocità, si è deciso
di controllarne la rotazione in funzione della necessità di scambio termico.
Particolare attenzione è stata data alle possibili perdite di acqua all’interno dello scambiatore, infatti un sistema di sensori permette
di rilevare ogni perdita e una speciale tecnologia di filtro a labirinto impedisce che, in caso di perdite, l’acqua venga proiettata sui
componenti di potenza nella zona a media tensione.
Per quanto riguarda lo scambiatore, i principali vincoli sono stati che fosse compatto come dimensioni e che si adattasse al posizionamento
già identificato per i moduli di potenza.
Infine, lo scambiatore è stato progettato per essere impiegato anche per il settore industriale, in questo caso nella stessa struttura
vengono fissati i componenti in modo più semplice, in quanto lo scambiatore non deve soddisfare particolari richieste in termini di
resistenza alle vibrazioni.
In un’ottica di standardizzazione delle soluzioni applicative anche fra prodotti diversi, e per sfruttare al meglio le esperienze acquisite
in altri progetti, il sistema di mandata e ritorno delle tubazioni in acciaio inox di raffreddamento per il circuito interno e la relativa
distribuzione ai moduli di potenza e agli altri dispositivi con tubi flessibili e innesti rapidi Parker, è stata realizzata facendo riferimento
a quanto già impiegato per il quadro SVTN per ambiente “marine”.
È importante notare che tutte le scelte tecniche sono state fatte mantenendo la possibilità di applicarle anche alla taglia superiore
del quadro SVGN, il 12K0.
Per quanto riguarda la pianificazione del progetto al momento sono stati completamente testati 5 quadri convertitori che sono in
attesa dell’ispezione finale da parte del Cliente. I quadri verranno quindi imballati e spediti in Olanda dove Allseas sta immagazzinando
tutti i componenti elettrici in attesa di inviarli al cantiere. Altri 3 quadri convertitori verranno collaudati nella prima settimana
di marzo. Il completamento della consegna dei 12 quadri al cliente è previsto entro la fine del mese di aprile.
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