DE1155358B - Stromerzeugungsanlage fuer Dieselmotorschiffe - Google Patents

Stromerzeugungsanlage fuer Dieselmotorschiffe

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Publication number
DE1155358B
DE1155358B DEB60735A DEB0060735A DE1155358B DE 1155358 B DE1155358 B DE 1155358B DE B60735 A DEB60735 A DE B60735A DE B0060735 A DEB0060735 A DE B0060735A DE 1155358 B DE1155358 B DE 1155358B
Authority
DE
Germany
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speed
generator
steam turbine
exhaust gas
propeller shaft
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Pending
Application number
DEB60735A
Other languages
English (en)
Inventor
Walter Mueller
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BBC Brown Boveri France SA
Original Assignee
BBC Brown Boveri France SA
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Publication date
Application filed by BBC Brown Boveri France SA filed Critical BBC Brown Boveri France SA
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Publication of DE1155358B publication Critical patent/DE1155358B/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D15/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
    • F01D15/02Adaptations for driving vehicles, e.g. locomotives
    • F01D15/04Adaptations for driving vehicles, e.g. locomotives the vehicles being waterborne vessels
    • F01D15/045Control thereof
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H37/00Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H2700/00Transmission housings and mounting of transmission components therein; Cooling; Lubrication; Flexible suspensions, e.g. floating frames
    • F16H2700/02Transmissions, specially for working vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Description

  • Stromerzeugungsanlage für Dieselmotorschiffe Zur Stromerzeugung auf Schiffen werden vielfach aus einem Dieselmotor und einem Drehstromgenerator bestehende Aggregate verwendet, da ein Drehstrombordnetz viele bekannte Vorteile bietet. Da das Bordnetz praktisch ständig zur Abgabe elektrischer Leistung bereit sein muß, müssen derartige Dieselaggregate oft über längere Zeit in Betrieb sein. Sie unterliegen daher einem erheblichen Verschleiß, der zu Betriebsstörungen führen kann und zu Ersatzbestückungen zwingt, und bedingen eine Lärmbelästigung.
  • Insbesondere bei Diesehnotorschiffen besteht aber neben der Aufstellung eines derartigen gesonderten Stromerzeugungsaggregates im Seebetrieb noch die Möglichkeit, den Hauptmotor zur Stromerzeugung heranzuziehen. Dies ist zur Vermeidung der genannten Nachteile in mehreren Fällen bereits ausgeführt worden.
  • Da jedoch die Drehzahl der Hauptmotorwelle bzw. Propellerwelle nicht konstant ist, kann der Drehstromgenerator zur Speisung des Bordnetzes nicht unmittelbar an die Welle angeschlossen werden, da die Netzfrequenz zumindest annähernd konstant zu halten ist. Daher ist in dem erwähnten Fall zum Antrieb des für die benötigte Netzleistung ausgelegten Drehstromgenerators von der Propellerwelle ein Leonardsatz vorgesehen, dessen Motor (und damit der Drehstromgenerator) durch eine entsprechende Regeleinrichtung auf eine konstante Drehzahl geregelt wird.
  • Es ist eine Stromversorgungsanlage für Dieselmotorschiffe bekannt, bei der eine Dampfturbine zum Antrieb des Drehstromgenerators vorgesehen ist, die sowohl von einem Hilfskessel als auch von einem Abgaskessel gespeist wird. Auf das gleiche Bordnetz arbeitet ferner ein besonderer Generator, der von der Schiffswelle unmittelbar angetrieben wird. Ferner ist noch ein weiterers Dieselaggregat zur Speisung des Bordnetzes vorhanden. Die Lastverteilung zwischen Turbogenerator und Wellengenerator erfolgt durch ein auf die schwankende Frequenz des Bordnetzes ansprechendes Relais, das den Läuferwiderstand des als Asynchrongenerator ausgebildeten Wellengenerators verändert. In dieser Anlage findet die Anpassung der Lastverteilung an die jeweils vorliegende Abgasmenge nur in groben Schaltschritten statt, die außerdem erst dann vollführt werden, wenn sich die Frequenz des Bordnetzes bereits merklich verändert hat. Es ist klar, daß hier keine optimale Ausnutzung der Abgasmenge erfolgen kann. Außerdem muß die unvermeidbare Frequenzänderung des Bordnetzes als nachteilig angesehen werden.
  • Es ist bereits eine Stromerzeugungsanlage für Dieselmotorschiffe vorgeschlagen worden, bei der ein. für die benötigte Bordnetzleistung ausgelegter Drehstromgenerator sowohl von der Propellerwelle über einen Leonardsatz mit drehzahlgeregeltem Motor als auch von einer aus einem Abgasdampfkessel gespeisten Dampfturbine mit einer von der jeweils verfügbaren Abgasmenge bestimmten Leistungsaufteilung angetrieben wird, wobei für den Leonardmotor eine Drehzahlregeleinrichtung vorgesehen ist, die bewirkt, daß die Drehzahl des Leonardmotors mit zunehmendem Drehmoment weniger stark zurückgeht als die Drehzahl der Dampfturbine. Dadurch soll die aus der Abgaswärme gewinnbare Leistung voll an den Bordnetzgenerator abgegeben werden.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, die Leistungsaufteilung zwischen Propellerwelle und Dampfturbine ohne Zuhilfenahme eines aufwendigen Leonardsatzes so einzuregeln, daß die jeweils anfallende Abgasmenge voll ausgenutzt wird.
  • Die Erfindung betrifft eine Stromerzeugungsanlage für Dieselmotorschiffe mit einem für die benötigte Bordnetzleistung ausgelegten Drehstromgenerator, der sowohl von der Propellerwelle über ein regelbares hydraulisches Übersetzungsgetriebe als auch von einer aus einem Abgasdampfkessel gespeisten Dampfturbine über eine Überholkupplung angetrieben wird, und besteht darin, daß zwecks Erzielung einer die jeweils verfügbare Abgasmenge möglichst restlos ausnutzende Leistungsaufteilung zwischen Propellerwelle und Dampfturbine für das Getriebe eine auf die Generatordrehzahl ansprechende Regeleinrichtung vorgesehen ist, die bewirkt, daß die Drehzahl des Generators mit zunehmendem Drehmoment weniger stark zurückgeht als die Drehzahl der Dampfturbine. Die Überholkupplung rückt selbsttätig aus, wenn die Dampfturbine infolge geringeren Dampfanfalles langsamer läuft als der Drehstromgenerator, und rückt ein, wenn die Dampfturbine die Drehzahl des Drehstromgenerators erreicht und diesen anzutreiben vermag. Neben dem Abgaskessel ist in üblicher Weise noch ein anderweitig beheizbarer Hilfskessel vorgesehen, der allein oder im Parallelbetrieb mit dem Abgaskessel die Dampfturbine speisen kann.
  • Für Stillstandzeiten (Hafenbetrieb) oder Fahrt mit sehr kleiner Geschwindigkeit ist in üblicher Weise noch ein Hilfsdieselmotor vorgesehen, der einen zusätzlichen Drehstromgenerator zur Speisung des Bordnetzes antreibt. Statt mit dem zusätzlichen Drehstromgenerator kann der Hilfsdieselmotor aber auch, wie bereits vorgeschlagen, mit dem Drehstromgenerator gekuppelt sein.
  • Gemäß der Erfindung wird das zwischen der Propellerwelle und dem Bordnetzgenerator geschaltete hydraulische Übersetzungsgetriebe mit Hilfe eines mit dem Drehstromgenerator gekuppelten Tachodynarnos und eines Reglers derart gesteuert, daß die Drehzahl des Generators mit zunehmendem Drehmoment weniger stark zurückgeht als die Drehzahl der Dampfturbine. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß bei Zunahme der Leistungsabgabe der Dampfturbine infolge erhöhter Abgasmenge die Belastung der Propellerwelle für den Antrieb des Drehstromgenerators sofort zurückgeht. Denn eine Zunahme der Generatordrehzahl führt infolge des Getriebereglers zu einer Änderung des Übersetzungsverhältnisses in dem Sinne, daß die Generatordrehzahl möglichst konstant bleibt. Das ist gleichbedeutend mit einer Verringerung der Leistungsabnahme von der Propellerwelle.
  • Verringert das Schiff seine Fahrt bzw. seine Propellerdrehzahl, beispielsweise um mehr als 10%, so kann dem Abgaskessel nicht mehr genügend Dampf entnommen werden, um dem Generator noch eine nennenswerte Leistung zuzuführen. Die überholkupplung sorgt dann dafür, daß die Dampfturbine nicht über das Übersetzungsgetriebe bzw. den Generator von der Propellerwelle angetrieben wird. In diesem Falle wird die gesamte Bordnetzenergie aus der Propelerwelle entnommen, wobei eine konstante Generatordrehzahl bzw. eine konstante Netzfrequenz sichergestellt ist.
  • Das beschriebene Zusammenwirken des geregelten Übersetzungsgetriebes mit dem Verhalten der Abgasdampfanlage gewährleistet die Bordstromversorgung, ohne daß der Hilfsdieselmotor in Betrieb genommen werden muß. Infolge dieses Regelverhaltens kann die Regeleinrichtung des hydraulischen übersetzungsgetriebes sehr einfach und robust ausgeführt werden, da ihr nur ein Teil der Regelung zufällt. In Abhängigkeit von der Stellung des Reglers kann bei reduzierter Drehzahl ein Warnsignal ertönen, so daß der Hilfsdieselmotor rechtzeitig angelassen und parallel geschaltet wird. Es ist auch denkbar, eine automatische Startvorrichtung vorzusehen.
  • Falls bei langsamer Drehzahl für andere Zwecke an Bord des Schiffes Dampf gebraucht wird, steht (außer dem Hilfsdieselgenerator) der Hilfskessel zur Verfügung, der für Turbobetrieb mit voller Bordnetzleistung ausgelegt ist.
  • Ein Vergleich des für eine Stromerzeugungsanlage nach der Erfindung benötigten technischen Aufwandes mit den bekannten Ausführungen zeigt unter der Voraussetzung, daß ein Abgaskessel ohnehin vorhanden ist, daß neben dem günstigeren Betriebsverhalten noch eine Aufwandverminderung erzielt wird. Darüber hinaus hat die beschriebene Anlage den Vorteil, daß während des Seebetriebes unabhängig von der Propellerdrehzahl bis zur unteren Grenze von etwa 50-% der normalen Propellerdrehzahl kein Hilfsdieselmotor zur Speisung des Bordnetzes in Betrieb zu sein braucht.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Stromerzeugungsanlage für Dieselmotorschiffe mit einem für die benötigte Bordnetzleistung ausgelegten Drehstromgenerator, der sowohl von der Propellerwelle über ein regelbares hydraulisches Übersetzungsgetriebe als auch von einer aus einem Abgasdampfkessel gespeisten Dampfturbine über eine Überholkupplung angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Erzielung einer die jeweils verfügbare Abgasmenge möglichst restlos ausnutzende Leistungsaufteilung zwischen Propellerwelle und Dampfturbine für das Getriebe eine auf die Generatordrehzahl ansprechende Regeleinrichtung vorgesehen ist, die bewirkt, daß die Drehzahl des Generators mit zunehmendem Drehmoment weniger stark zurückgeht als die Drehzahl der Dampfturbine. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 903 429; Zeitschrift »Hansa«, 1957, S. 2493 und 2494; Jahrbuch der Schiffsbautechnischen Gesellschaft, 1959, S. 284ff, Aufsatz von Tekn. Dr. Ingvar Jung; deutsche Auslegeschrift Nr.1053 344.
DEB60735A 1961-01-05 1961-01-05 Stromerzeugungsanlage fuer Dieselmotorschiffe Pending DE1155358B (de)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE903429C (de) * 1952-02-26 1954-02-04 Licentia Gmbh Elektrische Stromversorgungsanlage fuer Schiffe mit einem von der Schraubenwelle angetriebenen Stromerzeuger
DE1053344B (de) * 1954-03-15 1959-03-19 Jean Marie Marcel Neufville Elektrische Stromversorgungsanlage fuer Schiffe

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE903429C (de) * 1952-02-26 1954-02-04 Licentia Gmbh Elektrische Stromversorgungsanlage fuer Schiffe mit einem von der Schraubenwelle angetriebenen Stromerzeuger
DE1053344B (de) * 1954-03-15 1959-03-19 Jean Marie Marcel Neufville Elektrische Stromversorgungsanlage fuer Schiffe

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