RU201223U1 - ICEBREAKER WITH TWO-FUEL ENERGY UNIT - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области судостроения, а более конкретно - к ледоколам, касается вопроса, связанного с повышением экономической эффективности работы ледоколов и решает задачу по обеспечению удовлетворения энергетической установкой известного ледокола современным экологическим нормам за счет уменьшения среднего суммарного выброса ею в атмосферу большого количества отработавших газов и повышение экономической эффективности использования ледокола при его работе в условиях различной ледовой обстановки и на чистой воде при сохранении его ледокольных возможностей.Для этого у ледокола, содержащего корпус с кормовым подзором и размещенный в кормовом подзоре движительно-рулевой комплекс, состоящий из двух движителей в виде поворотных винторулевых колонок, а также энергетическую установку, использующую для работы жидкое дизельное топливо, заключенное в связанных с ней топливных баках, по полезной модели его энергетическая установка выполнена с возможностью работы как на жидком дизельном топливе, так и на газообразном топливе, поступающими соответственно из введенных в состав энергетической установки хранилищ газообразного топлива.Предлагаемый ледокол, оснащенный двухтопливной энергетической установкой, обладает повышенной экономической эффективностью его использования при работе в условиях различной ледовой обстановки и улучшенными показателями, отвечающими современным экологическим нормам за счет уменьшения среднего суммарного выброса ею в атмосферу большого количества отработавших газов, что его выгодно отличает от прототипа.The utility model relates to the field of shipbuilding, and more specifically to icebreakers, concerns the issue of increasing the economic efficiency of icebreakers and solves the problem of ensuring that the power plant of a known icebreaker meets modern environmental standards by reducing the average total emission of a large amount of exhaust gases into the atmosphere. and increasing the economic efficiency of using the icebreaker during its operation in conditions of various ice conditions and in clean water while maintaining its icebreaking capabilities. For this, an icebreaker containing a hull with aft stern and a propulsion and steering complex located in the stern stern, consisting of two propellers in the form rotary rudder propellers, as well as a power plant that uses liquid diesel fuel for operation, enclosed in associated fuel tanks, according to the utility model, its power plant is made with the ability to work both on liquid diesel both fuel and gaseous fuel, supplied respectively from the storage facilities of gaseous fuel introduced into the power plant. The proposed icebreaker, equipped with a dual-fuel power plant, has increased economic efficiency of its use when operating in different ice conditions and improved indicators that meet modern environmental standards by reducing the average total emission of a large amount of exhaust gases by it into the atmosphere, which compares favorably with the prototype.

Description

Полезная модель относится к области судостроения, а более конкретно - к ледоколам и касается вопроса, связанного с повышением эффективности работы ледоколов.The utility model relates to the field of shipbuilding, and more specifically to icebreakers and deals with the issue of increasing the efficiency of icebreakers.

В условиях покрытых льдом акваторий основной проблемой является обеспечение ледокольному судну возможности работы в качестве ледокола в тяжелых ледовых условиях для взламывания льда и требуемой тяги для преодоления сил ледового сопротивления. При этом экологические требования по выбросам в атмосферу вредных веществ постоянно ужесточаются, выполнение которых также представляет собой проблему и связано с использованием энергетической установкой ледоколов того или иного вида топлива.In the conditions of ice-covered water areas, the main problem is to provide an icebreaking vessel with the ability to work as an icebreaker in difficult ice conditions to break ice and the required thrust to overcome ice resistance forces. At the same time, environmental requirements for emissions of harmful substances into the atmosphere are constantly becoming more stringent, the implementation of which is also a problem and is associated with the use of a power plant of icebreakers of one type of fuel or another.

Ограничения по уровню выбросов в атмосферу вредных веществ вынуждают использовать судовладельцев дорогостоящие системы очистки отработанных газов и более экологичные виды топлива, такие как низкосернистое дизельное топливо или природный газ. Так как в эксплуатационных расходах судна стоимость топлива составляет до 90% общих расходов, применение дорогостоящего низкосернистого дизельного топлива ведет к значительному росту эксплуатационных расходов. Природный газ при этом значительно дешевле, однако при прочих равных условиях, энергетические установки на газообразном топливе обладают пониженной мощностью, худшими тяговыми характеристиками и стабильностью работы, а также требуют специальных емкостей значительного объема для хранения запасов топлива, поэтому данный вид топлива не применяется на ледоколах, работающих в тяжелых ледовых условиях.Emission restrictions are forcing shipowners to use expensive exhaust gas treatment systems and more environmentally friendly fuels such as low sulfur diesel or natural gas. Since fuel accounts for up to 90% of the total cost of a vessel's operating costs, the use of expensive low-sulfur diesel fuel leads to a significant increase in operating costs. At the same time, natural gas is much cheaper, however, all other things being equal, gaseous fuel power plants have reduced power, worse traction characteristics and stability of operation, and also require special containers of significant volume for storing fuel reserves, therefore this type of fuel is not used on icebreakers. working in difficult ice conditions.

Известно ледокольное судно проекта Aker ARC 130 «Polaris» (https://akerarctic.fi/app/uploads/2018/09/akerarc130_2017.pdf), содержащее корпус с кормовым и носовым подзорами и движительно-рулевой комплекс, включающий три движителя в виде винторулевых колонок, два из которых расположены в кормовом подзоре, и один находится в носу, а также энергетическую установку, работающую на двух видах топлива - дизельном топливе и сжиженном природном газе.Known icebreaker project Aker ARC 130 "Polaris" (https://akerarctic.fi/app/uploads/2018/09/akerarc130_2017.pdf), containing a hull with stern and bow clearance and a propulsion and steering complex, including three propellers in the form propellers, two of which are located in the stern clearance, and one is in the bow, as well as a power plant operating on two types of fuel - diesel fuel and liquefied natural gas.

При этом следует отметить, что данное судно не является ледоколом, так как не может работать набегами, а также в тяжелых и запредельных ледовых условиях ввиду опасности повреждения носовой винторулевой колонки и в связи с тем, что его носовая часть и обводы корпуса не имеют соответствующих ледовых подкреплений для работы судна в тяжелых ледовых условиях.It should be noted that this vessel is not an icebreaker, since it cannot operate on raids, as well as in difficult and outrageous ice conditions due to the danger of damage to the bow propeller drive and due to the fact that its bow and hull contours do not have appropriate ice reinforcements for the work of the vessel in difficult ice conditions.

Известен также ледокол проекта 21900 М типа «Владивосток» (https://www.aoosk.ru/products/civil/line-diesel-electric-icebreaker/), содержащий корпус с кормовым подзором и размещенный в кормовом подзоре движительно-рулевой комплекс, включающий два движителя в виде винторулевых колонок, а также энергетическую установку, работающую на дизельном топливе - прототип.Also known is the project 21900 M icebreaker of the "Vladivostok" type (https://www.aoosk.ru/products/civil/line-diesel-electric-icebreaker/), containing a hull with a stern overhang and a propulsion and steering complex located in the stern chamber, including two propellers in the form of propellers, as well as a power plant that runs on diesel fuel - a prototype.

Однако, энергетическая установка известного ледокола в полной мере не удовлетворяет современным экологическим нормам в части выброса ею в атмосферу большого количества отработавших вредных газов и ледокол не обладает достаточной экономической эффективностью работы при сохранении его ледокольных возможностей из-за работы на участках с различными ледовыми условиями и на чистой воде.However, the power plant of a well-known icebreaker does not fully meet modern environmental standards in terms of its emission of a large amount of harmful exhaust gases into the atmosphere and the icebreaker does not have sufficient economic efficiency while maintaining its icebreaking capabilities due to its work in areas with different ice conditions and on clean water.

Задачей полезной модели является обеспечение удовлетворения энергетической установкой известного ледокола современным экологическим нормам за счет уменьшения среднего суммарного выброса ею в атмосферу объема отработавших газов и повышение экономической эффективности использования ледокола при его работе в условиях различной ледовой обстановки и на чистой воде при сохранении его ледокольных возможностей.The task of the utility model is to ensure that the power plant of a well-known icebreaker meets modern environmental standards by reducing the average total emission of exhaust gases by it into the atmosphere and increasing the economic efficiency of using the icebreaker when operating in different ice conditions and on clean water while maintaining its icebreaking capabilities.

Для этого у ледокола с двухтопливной энергетической установкой, содержащего корпус с кормовым подзором и размещенный в кормовом подзоре движительно-рулевой комплекс, состоящий из двух движителей в виде полноповоротных винторулевых колонок, а также энергетическую установку, использующую для работы жидкое дизельное топливо, заключенное в связанных с ней топливных баках, по полезной модели его энергетическая установка выполнена с возможностью работы как на жидком дизельном топливе, так и на газообразном топливе, поступающими соответственно из топливных баков жидкого и из введенных в состав энергетической установки хранилищ газообразного топлива.To do this, an icebreaker with a dual-fuel power plant, containing a hull with aft clearance and a propulsion and steering complex located in the aft clearance, consisting of two propellers in the form of full-turn propeller-driven propellers, as well as a power plant that uses liquid diesel fuel for operation, enclosed in associated its fuel tanks, according to the utility model, its power plant is designed to operate both on liquid diesel fuel and on gaseous fuel supplied, respectively, from liquid fuel tanks and from gaseous fuel storages introduced into the power plant.

Обеспечение возможности работы энергетической установки ледокола на жидком дизельном топливе и на газообразном топливе позволяет комбинировать виды топлива при движении ледокола на участках с различными ледовыми условиями и на чистой воде, благодаря чему существенно улучшаются экологические характеристики за счет использования работы энергетической установки на газообразном топливе на участках движения по чистой воде и в легких ледовых условиях и, соответственно, за счет уменьшения выброса в атмосферу объема отработавших газов, а также повысить экономическую эффективность использования ледокола при сохранении его ледокольных возможностей за счет использования работы энергетической установки на дешевом газообразном топливе при движении ледокола на участках с неинтенсивными ледовыми условиями и по чистой воде.Enabling the operation of the power plant of the icebreaker on liquid diesel fuel and on gaseous fuel makes it possible to combine types of fuel when the icebreaker moves in areas with different ice conditions and on clean water, which significantly improves environmental performance due to the use of the power plant on gaseous fuel in the traffic areas on clean water and in light ice conditions and, accordingly, by reducing the volume of exhaust gases into the atmosphere, as well as to increase the economic efficiency of using the icebreaker while maintaining its icebreaking capabilities due to the use of the power plant on cheap gaseous fuel when the icebreaker moves in areas with non-intensive ice conditions and clear water.

Сущность полезной модели поясняется рисунком, на котором схематически представлен общий вид предлагаемого ледокола с двухтопливной энергетической установкой.The essence of the utility model is illustrated by the figure, which schematically shows the general view of the proposed icebreaker with a dual-fuel power plant.

Ледокол содержит корпус 1 с кормовым подзором 2, в котором размещен движительно-рулевой комплекс, состоящий из двух движителей в виде полноповоротных винторулевых колонок 3, а также энергетическую установку 4, содержащую связанные с ней топливные баки жидкого дизельного топлива 5 и введенные в ее состав хранилища газообразного топлива 6. Энергетическая установка 4 ледокола выполнена с возможностью ее работы как на жидком-дизельном топливе, так и на газообразном топливе, используемом при ее работе на участках движения ледокола с менее интенсивными ледовыми условиями и по чистой воде.The icebreaker contains a hull 1 with a stern valance 2, which houses a propulsion and steering complex, consisting of two propellers in the form of full-revolving propellers 3, as well as a power plant 4 containing associated liquid diesel fuel tanks 5 and storage facilities included in its composition gaseous fuel 6. The power plant 4 of the icebreaker is made with the possibility of its operation both on liquid-diesel fuel and on gaseous fuel used during its operation in the areas of icebreaker movement with less intense ice conditions and in clean water.

Предлагаемый ледокол функционирует при его движении в различных ледовых условиях следующим образом.The proposed icebreaker functions during its movement in various ice conditions as follows.

Для работы ледокола при его движении на участках с тяжелыми ледовыми условиями на режимах, предполагающих использование максимальной тяги судна, в том числе набегами, энергетическая установка 4 использует для работы жидкое топливо из топливных баков 5, что дает стабильную максимальную тягу на движителях 3 и обеспечивает максимальные ледокольные характеристики.For the operation of the icebreaker during its movement in areas with severe ice conditions in modes involving the use of the maximum thrust of the vessel, including raids, the power plant 4 uses liquid fuel from the fuel tanks 5 for operation, which gives a stable maximum thrust on the propellers 3 and provides maximum icebreaking characteristics.

При движении ледокола в легких ледовых условиях и по чистой воде энергетическая установка 4 переходит на использование газообразного топлива, для чего производится переключение подачи топлива к энергетической установке 4 с топливных баков 5 на хранилища газообразного топлива 6. Использование газообразного топлива обеспечивает улучшение экологических характеристик и повышение экономической эффективности использования ледокола за счет снижения вредных выбросов в отработанных газах и стоимости топлива.When the icebreaker moves in light ice conditions and in clean water, the power plant 4 switches to the use of gaseous fuel, for which the fuel supply to the power plant 4 is switched from fuel tanks 5 to the storage of gaseous fuel 6. The use of gaseous fuel provides an improvement in environmental performance and an increase in economic efficient use of the icebreaker due to the reduction of harmful emissions in exhaust gases and the cost of fuel.

Предлагаемый ледокол, оснащенный двухтопливной энергетической установкой, обладает повышенной экономической эффективностью его использования при работе в условиях различной ледовой обстановки и улучшенными показателями, отвечающими современным экологическим нормам за счет уменьшения среднего суммарного выброса ею в атмосферу отработавших газов, что его выгодно отличает от прототипа.The proposed icebreaker, equipped with a dual-fuel power plant, has increased economic efficiency of its use when operating in various ice conditions and improved performance that meets modern environmental standards by reducing the average total emission of exhaust gases by it into the atmosphere, which compares favorably with the prototype.

Claims (1)

Ледокол с двухтопливной энергетической установкой, содержащий корпус с кормовым подзором и размещенный в кормовом подзоре движительно-рулевой комплекс, состоящий из двух движителей в виде полноповоротных винторулевых колонок, а также энергетическую установку, использующую для работы жидкое дизельное топливо, заключенное в связанных с ней топливных баках, отличающийся тем, что его энергетическая установка выполнена с возможностью ее работы как на жидком дизельном топливе, так и на газообразном топливе, поступающими соответственно из топливных баков жидкого и из введенных в состав энергетической установки хранилищ газообразного топлива.An icebreaker with a dual-fuel power plant, containing a hull with aft clearance and a propulsion and steering complex located in the aft clearance, consisting of two propellers in the form of full-turn propeller-driven propellers, as well as a power plant that uses liquid diesel fuel for operation, enclosed in associated fuel tanks , characterized in that its power plant is made with the possibility of its operation both on liquid diesel fuel and on gaseous fuel supplied, respectively, from liquid fuel tanks and from gaseous fuel storages introduced into the power plant.

Images