轉(zhuǎn)變蒸汽渦輪動力液化天然氣運輸船的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)變蒸汽渦輪動力LNG運輸船的方法，其中增加了包括多個雙燃料電功率柴油機、燃氣渦輪發(fā)電機或其它以及幾個電力推進發(fā)動機的柴油電力推進系統(tǒng)，其機械功率引入到現(xiàn)有齒輪箱或軸線中，保持現(xiàn)有蒸汽渦輪機推進裝置的全面運行。本發(fā)明的主要優(yōu)點是，它允許提供蒸汽渦輪機動力LNG運輸船有更經(jīng)濟和節(jié)能的船載發(fā)電和推進裝置，而不需要取消現(xiàn)有的推進裝置，因此縮短了轉(zhuǎn)變時間，節(jié)省了后續(xù)的財政支出。
【專利說明】轉(zhuǎn)變蒸汽渦輪動力液化天然氣運輸船的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 如標題所示，本說明書涉及轉(zhuǎn)變用于運輸液化天然氣的蒸汽渦輪動力液化天然氣運輸船的方法，其特征在于添加了具有幾個雙燃料電力柴油發(fā)電機或其它的以及幾個電推進發(fā)動機的柴油電力推進，其機械功率引入到現(xiàn)有的齒輪箱或軸線中，保持現(xiàn)有的蒸汽渦輪機推進裝置全面運行。

【背景技術(shù)】
[0002]由轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的運輸船具有雙推進裝置:以前的蒸汽渦輪機推進裝置，以及新的柴油電力推進裝置，根據(jù)需要能夠使用一個、另一個或兩個，而且所有這些同時維持在最初存在于所述運輸船中的軸線和齒輪箱。
[0003]當今所用的推進方法，其優(yōu)點和缺點、以及關(guān)于在所述運輸船中的電推進和發(fā)電的本技術(shù)當前的發(fā)展水平、當今所用的現(xiàn)有轉(zhuǎn)變方案，將在下面進行描述，目的是幫助理解本發(fā)明以及描述由本發(fā)明在隨后要求并提出的方法。
[0004]但必須指出的是，在整個說明書中常用且在該【技術(shù)領(lǐng)域】中廣為流傳的某些英語單詞和縮寫將被定義和使用；它們將在第一次提及時限定，之后為了精確和簡潔，所述英語單詞將單獨使用。
[0005]發(fā)明領(lǐng)域-液化天然氣運輸船
[0006]液化天然氣運輸船幾乎完全設(shè)計用于運輸在大氣壓下的散裝液化天然氣，以下簡稱為LNG。還有其它可能的貨物，如乙烯或液化石油氣，以下簡稱為LPG，但這些都是殘留的性質(zhì)。還可運輸壓縮天然氣，但如今這幾乎是不相關(guān)的。
[0007]一般來說，運輸船是比較大的，大于35，OOOm3且高達290，000m3，最常見的運輸船是在120，000和180，OOOm3之間。即使使用不同的施工技術(shù)，它們都有著一系列共同的特占-
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[0008].貨物運輸壓力:大氣壓力。
[0009]?運輸溫度:_163°C。
[0010].連續(xù)的貨物蒸發(fā)，以下稱為汽化，自然地發(fā)生在所有的這些運輸船中。這種汽化必須燒掉。它一般燃燒來產(chǎn)生能量用于發(fā)電和推進。即使船上沒有要求它的船上能源需求，上面提到的汽化也必須被燒掉。這可在鍋爐中完成，向冷凝器傳送多余的蒸汽，以下稱為傾倒，或在封閉的火炬中完成，以下稱為氣體燃燒裝置或GCU。當運輸船在滿載條件下時，典型的汽化指數(shù)(以下稱為汽化率)是每天載貨量的0.15%，也就是說，對于平均150，000m3的運輸船來說，這意味著每天約汽化225m3的液化天然氣。常見的做法是在返航途中，在空載條件下的儲罐中保持一定量的LNG。這些氣體也產(chǎn)生汽化，是在負載條件下產(chǎn)生的一部分，大約是所對應(yīng)的滿載條件下指數(shù)的30%至40%。
[0011].液化天然氣運輸船的操作速度一般約為19.5海里/小時。該較高速度的原因是:汽化、運輸船的價格以及其它方面。其直接后果是高推進功率的需求和燃料消耗高達兩倍。
[0012].液化天然氣運輸船的建造價格很高。約150，OOOm3的傳統(tǒng)運輸船可以花費1.5至2億美元。
[0013]?液化天然氣運輸船有很長的使用壽命。有的液化天然氣運輸船服役約40年。使用壽命長有幾個原因:高品質(zhì)、非侵蝕性貨物、推進壽命長、初始成本高、非常仔細的維護等等。顯然，實現(xiàn)這一使用壽命長的風險是他們過時了，也就是說，無論是因為推進的變化，還是因為規(guī)?；蚱渌蚨诩夹g(shù)上過時。在任何情況下，目前的船隊在很多時候是在30/40年內(nèi)付清。這實際上就是本發(fā)明的根源。
[0014]發(fā)明背景-液化天然氣運輸船推進系統(tǒng)
[0015]用于液化天然氣運輸船的不同類型推進系統(tǒng)的一般特征和它們近年來的演變描述如下。
[0016]幾乎所有的液化天然氣運輸船可以使用天然氣、液體燃料如重燃料油(以下簡稱HF0)、船用柴油(以下簡稱MD0)或船用輕柴油(以下簡稱MG0)用于發(fā)電和推進。運輸船可同時以所需的比例使用一種或另一種或兩種燃料。某些地區(qū)不允許使用HFO或HFO的使用受到限制，例如在西歐的港口。所述汽化必須以某種方式燒掉。
[0017]有一種類型的運輸船，以有限的比例設(shè)置有船載再液化設(shè)備，其通常僅在推進發(fā)動機中使用液體燃料。本發(fā)明并不適用于這些運輸船，所以將在下文中忽略它們。
[0018]在容量大約為150，OOOm3的液化天然氣運輸船中，其中大量的推進功率約為25MW至 30MW。
[0019]液化天然氣運輸船推進的重要特點是其需要非常高的可靠性。有各種原因:取決于運送貨物的安全性、在運輸鏈上的一體化、供應(yīng)計劃符合性保證、由故障引起的停機時間情況下的汽化成本和其它各種原因。
[0020]大約100年前，大多數(shù)船舶或通過可代替的機器或通過蒸汽渦輪機來使用蒸汽推進。
[0021]50年前，只有一些大型油輪、軍艦、一些客船和在當時開始使用的液化天然氣運輸船，使用蒸汽渦輪機推進。
[0022]10年前，僅有液化天然氣運輸船仍在使用蒸汽渦輪機推進。維持蒸汽渦輪機推進主要有兩個原因:
[0023].蒸汽渦輪裝置的可靠性非常高，其使用壽命長，維修有限。
[0024].通過各種手段在商船推進中占主導地位的柴油發(fā)動機不能燃燒來自汽化的氣體，其能夠產(chǎn)生推進所需的非常重要的一部分能量。
[0025]如前所述，直到大約8年前，幾乎所有的液化天然氣運輸船使用蒸汽渦輪機推進系統(tǒng)，包括新建的運輸船。
[0026]近年來，已開發(fā)了一系列替代蒸汽渦輪推進的推進方法用于新的液化天然氣運輸船。雖然有幾種選擇，但有兩種主要的選擇已經(jīng)較大程度的開發(fā)和應(yīng)用。
[0027]第一種選擇是基于具有雙燃料四沖程柴油發(fā)動機的柴油電力推進的運輸船。這些發(fā)動機可以燃燒液體燃料，無論是HFO、MDO還是MG0，也可以燃燒在約6bar壓力下?lián)饺氲街伎諝庵械奶烊粴狻Ｋ霭l(fā)動機各運轉(zhuǎn)一臺交流發(fā)電機。該交流發(fā)電機產(chǎn)生的電能用于供應(yīng)運輸船的電力系統(tǒng)并通過相應(yīng)的轉(zhuǎn)換器操作電動推進發(fā)動機，其通常是總共有一到四個，最常見為兩個。這些電動發(fā)動機反過來通常通過齒輪減速器操作推進器或多個推進器。大多數(shù)的運輸船有一個推進器，有的有兩個。這些柴油電力設(shè)備一般有四個柴油發(fā)動機，有時是三個，有時是五個。裝配發(fā)動機的每個缸具有大約1000KW，所述設(shè)備通常具有總共30至40個缸，即所安裝的電功率為30麗到40麗。這是目前占主導地位的選擇。
[0028]但必須指出，這些雙四沖程發(fā)動機利用液體燃料根據(jù)柴油機循環(huán)運行，并利用氣體燃料根據(jù)顎圖循環(huán)等運行。
[0029]第二個選擇是包括常規(guī)的、緩慢的二沖程柴油發(fā)動機和相應(yīng)的具有四沖程柴油發(fā)動機的發(fā)電設(shè)備，該二沖程柴油發(fā)動機只能燒液體燃料，具有用于再液化所述汽化的船載再液化設(shè)備，所述發(fā)電設(shè)備的電源必須增加，以覆蓋所述再液化設(shè)備的要求。
[0030]運輸船仍在使用蒸汽渦輪機建造，但占的比例非常低。一些具有蒸汽渦輪機推進的運輸船正在使用更高效的蒸汽循環(huán)建造或最近已建成，主要是利用中間再加熱(以下簡稱為再加熱循環(huán))循環(huán)。即使在這些情況下，蒸汽渦輪設(shè)備的消耗量比柴油發(fā)動機渦輪設(shè)備大得多。
[0031]液化天然氣運輸船推進方法上的這一變化的根本原因主要是:
[0032]?蒸汽渦輪機設(shè)備的較低效率和較高消耗率。即使任何消耗率指數(shù)必須仔細限制，但蒸汽渦輪機設(shè)備使用液態(tài)燃料有大約290gr/kW小時的消耗率。然而，雙四沖程發(fā)動機具有大約190gr/kW小時的消耗率。這些指數(shù)必須根據(jù)一系列系數(shù)進行修正和考慮，但在任何情況下它們顯示出有利于柴油發(fā)動機的巨大差異。
[0033]?更高的燃料價格，液體燃料尤其如此。即使價格波動很大，一噸重油的成本仍有約650美元。
[0034].能夠燃燒液體燃料和天然氣的雙四沖程發(fā)動機的技術(shù)可用性。
[0035]總之，在受制于所有必須闡明的標準指數(shù)中，液化天然氣運輸船每天可消耗約175mT的HF0，使用液體燃料每天將需要大約113，750美元，當它是蒸汽渦輪機動力時，每天可消耗約120mT的HF0，每天將需要大約78，000美元。每天的成本差異大約是35，750美元。必須強調(diào)的是，前面的指數(shù)是指液體燃料消耗，而且所有燃料的價格也極不穩(wěn)定。存在著一系列必須在任何情況下作出的闡明，但實際上存在著有利于雙柴油發(fā)動機的非常巨大的區(qū)別。
[0036]在運輸船使用天然氣作為燃料的情況下，可進行類似的比較計算。效率比是相似的(稍微不利于雙發(fā)動機)，但難以設(shè)置用于液化天然氣運輸船推進的天然氣售價。
[0037]由于前述的結(jié)果，在目前使用中的液化天然氣運輸船的船隊上有三種類型的推進:
[0038].大多數(shù)運輸船采用蒸汽渦輪機推進。這些運輸船的年齡在I到40年之間，其中不乏少于十年的并具有可變的尺寸，它們中相當大的數(shù)量，在120，000至170，OOOm3之間。
[0039].還有其他的運輸船，所有的這些運輸船都少于六年，帶具有雙發(fā)動機的柴油電力推進?，F(xiàn)在這種推進是占主導地位的。尺寸類似于上述運輸船，在70，000至175，OOOm3之間。
[0040].已經(jīng)提到有一些類型的運輸船具有傳統(tǒng)的柴油機推進，只能使用液體燃料，不到6年并且很大，所有這些都超過了 200，000m3。如前所述，本發(fā)明并不適用于這些運輸船。
[0041]如今，由于技術(shù)的演變，用于液化天然氣運輸船的其它類型的推進正在發(fā)展并提供給市場。具體的，有如下建議:
[0042].能在非常高的壓力下燃燒液體燃料或天然氣的雙二沖程柴油發(fā)動機。在這兩種情況下，它們利用柴油循環(huán)機工作。這些發(fā)動機實質(zhì)上存在于原型級別。他們從來沒有安裝在運輸船上，運輸船也不是利用這種技術(shù)建造。其最大的缺點是在非常高的壓力時氣體必須壓縮并注入。這樣的推進將最有可能在將來使用。
[0043]?燃氣輪機為基礎(chǔ)的設(shè)備，與渦輪電力或機械相耦合。他們還沒有安裝在任何的液化天然氣運輸船上，或到目前為止任何正在建造的液化天然氣運輸船上。
[0044].其他的選擇方案，如混合動力設(shè)備，具有復合機械/電力推進。它們到目前為止沒有應(yīng)用。
[0045]可以發(fā)現(xiàn)相當一部分描述應(yīng)用于船舶的電力推進系統(tǒng)的不同類型或變型的參考文件，例如專利 ES2087662 “Dispositivo de propuls1n de un buque (船舶推進設(shè)置)，，、ES2089408 “Sistema de corriente electrica para vehi culos marinos (用于海上交通工具的電力系統(tǒng))”、ES2184356 “Instalaci0n de acc1namiento electricopara barcos (用于船舶的電力驅(qū)動裝置)”、ES2I97862 “Propulsi0n electrica parabarco (電力船舶推進)，，、ES2278756 “Dispositivo y procedimiento de propuls1n deun barco (船舶推進設(shè)置和方法)”、以及 ES2297036 “Sistema de propuls1n para unbarco(船推進系統(tǒng))”，但它們都是在建造船舶的過程中設(shè)想要進行的，而不是作為在現(xiàn)有船舶上安裝新驅(qū)動系統(tǒng)的可行替代。
[0046]也可找到具體提及用于液化天然氣運輸船的發(fā)動機裝置，例如，在專利US2007277534 “具有可替代推進制備的用于液化天然氣運輸船的船上再氣化”中描述的，其描述了利用驅(qū)動裝置而不基于蒸汽渦輪機的運輸船再氣化解決方案，或?qū)＠鸚003006313 “在船上處理天然氣和推進裝置的船舶的方法”，其使用一組具有柴油發(fā)電的兩個電動發(fā)動機，但是沒有結(jié)合蒸汽裝置，或?qū)＠鸍P2004051050，其描述了“用于液化天然氣運輸船的推進設(shè)備”，提出了柴油電力馬達的組合，但是沒有結(jié)合蒸汽裝置，并且如前所述，只有當制造船舶時是可行的；其使用對于現(xiàn)有船舶的新驅(qū)動系統(tǒng)安裝來說是不適用的。
[0047]發(fā)明背景-已知的轉(zhuǎn)變可能性
[0048]在當今現(xiàn)有的船隊中，不包括具有再液化和二沖程柴油發(fā)動機裝置的運輸船，它只可使用液體燃料，有兩種類型的推進:
[0049].多數(shù)具有蒸汽潤輪機推進的運輸船,帶上所有的儲備和規(guī)格(specificat1ns)具有約290gr/kwh的消耗率，以及
[0050]?相當多的運輸船少于六年并具有柴油電力推進，采用雙四沖程發(fā)動機。所述發(fā)動機的消耗率約為190gr/kwh。
[0051]在各方面，除了重要的燃料成本方面之外，蒸汽渦輪機運輸船以令人非常滿意的方式運作。在滿載條件下，19.5海里/小時的標準運輸船每天航行的燃料成本差在許多情況下大于30，000美元/天，所以很顯然對這些蒸汽渦輪動力液化天然氣運輸船的推進裝置的可能轉(zhuǎn)變有技術(shù)需求，這將允許降低燃料消耗，提高其經(jīng)濟競爭力，并避免大量投資來替換它們。
[0052]事實上，一類相對較新的蒸汽渦輪機動力運輸船在其中一種情況下是沒有競爭的，因為與高燃料成本相關(guān)的蒸汽渦輪機推進不是新的。
[0053]這種情況在1975年至1990年之間已經(jīng)大規(guī)模發(fā)生在大型油輪以及客船上。再有就是大量的新驅(qū)動系統(tǒng)安裝。即使有幾種變型，但所使用的解決方案通常是:
[0054]A.-取消蒸汽渦輪機，并用通過減速器耦合到所述推進器的雙四沖程柴油發(fā)動機代替蒸汽渦輪機。必須指出的是，在所有情況下完全消除了(高壓和低壓)渦輪機、主冷凝器和齒輪箱。在某些情況下，軸線的剩余部分被保留，同時另一些被修改。
[0055]這種類型的轉(zhuǎn)變在油輪中是最常見的，并已執(zhí)行了超過一半的時間。所得到的運輸船不是沒有問題的，特別是帶有與四沖程發(fā)動機所需的高維護有關(guān)的問題。發(fā)動機的任何維護、故障或維修操作意味著使運輸船在所述運行持續(xù)的時間內(nèi)固定不動。
[0056]在大多數(shù)情況下，維修主鍋爐用于卸貨、加熱該貨物和輔助服務(wù)。該發(fā)電設(shè)備必須在很大程度上修改。
[0057]B.-取消蒸汽渦輪機并用直接耦合的二沖程柴油發(fā)動機來代替。這用在少數(shù)場合中。在某些情況下，在更廣泛的轉(zhuǎn)變中建造了運輸船的新船尾。在某些情況下，維修主鍋爐而在其它情況下主鍋爐被取代。發(fā)電設(shè)備必須進行改造。
[0058]從維護和操作的觀點來看，結(jié)果比較好。
[0059]C.-取消蒸汽渦輪機并用柴油電力推進代替。這尤其用在客船上。
[0060]與四沖程柴油發(fā)動機相關(guān)的維修問題通過關(guān)閉必須要修理或維護且不會影響運輸船運行容量的發(fā)動機的可能性而大大降低。
[0061]所有這些可能的實施方式的缺點是，在所有情況下取消了現(xiàn)有的蒸汽渦輪機和齒輪箱。
[0062]現(xiàn)在并且由于上述原因，需要將帶有蒸汽渦輪推進的現(xiàn)有液化天然氣運輸船(超過200艘運輸船)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂辛硪环N類型的更節(jié)能推進系統(tǒng)的運輸船，再次考慮用于改善他們運行的成本效益。
[0063]涉及到傳統(tǒng)可能性的上述可能性在邏輯上適用于現(xiàn)有的液化天然氣運輸船。
[0064]對一些這樣的可能性進行了簡要描述，并且由其應(yīng)用產(chǎn)生的某些缺點和問題如下所示。
[0065]轉(zhuǎn)變?yōu)椴捎秒p四沖程發(fā)動機的柴油電力推進系統(tǒng)
[0066]實質(zhì)上，轉(zhuǎn)變后的運輸船將具有類似于用所述類型的推進已建造的或正在建造的運輸船的推進力。所述轉(zhuǎn)變將涉及:
[0067].取消高壓和低壓渦輪機、主冷凝器和齒輪箱。
[0068].安裝一些雙四沖程柴油發(fā)動機，其相應(yīng)的交流發(fā)電機，配電系統(tǒng)、變壓器、轉(zhuǎn)換器、電力推進發(fā)動機和新的齒輪箱。
[0069].安裝低壓壓縮機設(shè)備(約6/8bar)，利用100 %的冗余原則。
[0070]這將導致采用雙發(fā)動機的柴油電力推進系統(tǒng)作為液化天然氣運輸船采用這樣的推進。它通常具有預(yù)先存在的渦輪機功率的約115%的雙柴油發(fā)動機功率。在正常的運輸船上，將需要超過30MW的來自發(fā)電機的電力，且通常具有3個或4個雙發(fā)動機，作為在運輸船上采用所述推進。
[0071]主鍋爐可以被維修或取消，但在任何情況下它必須有輔助系統(tǒng)用于在后者不需要用于推進時燃燒多余的汽化，即，鍋爐加冷凝器用于過量蒸汽或封閉的火炬(以下稱為氣體燃燒裝置或GCU)用于過量蒸汽。
[0072]在轉(zhuǎn)變過程中會有相當多的拆卸和報廢工作，以及關(guān)于安裝所有新設(shè)備的空間和適應(yīng)性的相當多的問題。
[0073]—旦轉(zhuǎn)變了運輸船，會具有類似于相同技術(shù)、維護和操作成本的當前燃料消耗的燃料消耗量，并具有類似于相同技術(shù)的目前成本和困難的困難。會有幾個二階差值，根據(jù)汽化的主題是怎樣的以及其它已經(jīng)解決的主題。
[0074]轉(zhuǎn)變時間和成本必須認定為是很高的。
[0075]有一種可能性，即新的推進具有比現(xiàn)有功率更低的功率。在上述情況下，將降低運輸船的速度以及儲存力。
[0076]這在技術(shù)上是可行和已知的。
[0077]轉(zhuǎn)變?yōu)椴捎镁哂懈邏簹怏w的雙二沖程發(fā)動機的柴油推進
[0078]實質(zhì)上，轉(zhuǎn)變后的運輸船將通過雙通道、氣體或液體燃料、具有約3(MW標準功率的二沖程柴油發(fā)動機推進。
[0079]這將進一步需要安裝具有壓縮機的氣體壓縮和處理設(shè)備，利用100%的冗余原則，具有約300bar的壓力。
[0080]這將進一步需要改造發(fā)電裝置，即使用于卸載、解決其它方面和根據(jù)前述情況下燃燒所述汽化的問題。
[0081]這將基本上完全取消主渦輪機、主冷凝器和齒輪箱。
[0082]主鍋爐和軸線可被維修或取消。
[0083]所得到的運輸船將具有燃料消耗量，比在前一節(jié)中所描述的那些具有柴油電力推進的運輸船略少。
[0084]轉(zhuǎn)變成本必須認定為是很高的。
[0085]轉(zhuǎn)變時間將同樣是很長的，因為所有的拆卸和報廢工作必須在現(xiàn)場進行，安裝工作可僅當上述工作已經(jīng)完成時開始。
[0086]元件的制備和預(yù)制程度必然是有限的。
[0087]以下因素必須考慮在該轉(zhuǎn)變選項中:
[0088].迄今為止,沒有安裝的先例,也沒有在液化天然氣運輸船或其它類型的運輸船上運行此類型的發(fā)動機或此類型非常高的壓力壓縮設(shè)備的經(jīng)驗?？赡艿氖?，這將發(fā)生在不久的將來，但它到目前為止并沒有完成。
[0089].它是一種類型的轉(zhuǎn)變，其中除了是新的發(fā)動機技術(shù)外，不可能或很難提供冗余系統(tǒng)。推進發(fā)動機維修操作將必然需要固定所述運輸船。在裝載和卸載操作過程中不允許推進發(fā)動機維修。
[0090]其它的轉(zhuǎn)變選項
[0091]有一系列不同的轉(zhuǎn)變可能性。在下面簡單列出一些可能性，而沒有提供重要的細節(jié)或充分全面地展示。
[0092].在機械推進中采用雙四沖程發(fā)動機，并具有耦合到混合軸線(部分機械，部分電動)的電動發(fā)動機。
[0093].安裝類似于柴油電力推進的渦輪電力推進系統(tǒng)，但使用燃氣渦輪機作為主要的動力源。
[0094].安裝一個或多個僅用于液體燃料的常規(guī)二沖程柴油發(fā)動機，還安裝用于汽化的再液化設(shè)備。
[0095].組合前面的解決方案與其它建造方法，例如建造新的以前建成的船尾，安裝Pod推進系統(tǒng)等。
[0096].通過基本上使用再熱循環(huán)來提高蒸汽循環(huán)的效率。
[0097].其它各種轉(zhuǎn)變方法。
[0098]這些已知的轉(zhuǎn)變運輸船的方法涉及一系列共同的問題和缺點:
[0099].在所有情況下，所提出的推進方法包括取消高壓和低壓渦輪機、主冷凝器和齒輪箱，以及多件輔助機械。
[0100].這包括大量的拆卸和報廢工作以及轉(zhuǎn)變成本方面的后續(xù)費用。
[0101].它還承擔蒸汽渦輪推進的損耗，具有其非常高可靠性的后續(xù)損耗。
[0102]在轉(zhuǎn)變到再熱循環(huán)的情況下，以上不是完全真實的，因為只有高壓渦輪機將被取消和更換，但在這種情況下，可以得到的節(jié)省僅是那些對應(yīng)于使用其中任何一項技術(shù)的雙柴油發(fā)動機的相對很小的部分。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0103]為了解決目前存在的涉及轉(zhuǎn)變現(xiàn)有液化天然氣運輸船的蒸汽推進設(shè)備以提高其能源效率的弊端，本發(fā)明的目標已設(shè)想了轉(zhuǎn)變蒸汽渦輪動力的液化天然氣運輸船的方法，其中電力推進系統(tǒng)包括幾個電動發(fā)電機，優(yōu)選添加了雙燃料柴油機、燃氣渦輪發(fā)電機等，以及幾個電推進發(fā)動機，其機械功率引入到現(xiàn)有的齒輪箱或軸線中，保持現(xiàn)有的蒸汽渦輪機推進裝置全面運行。
[0104]由轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的運輸船具有雙推進設(shè)備:前者是渦輪機推進設(shè)備，以及新的柴油電力推進設(shè)備，可根據(jù)需要能夠使用一個、另一個或兩個，而這一切保持了最初存在于所述運輸船中的軸線和齒輪箱。
[0105]該發(fā)電機最好是雙四沖程柴油發(fā)動機，使用一到四個雙發(fā)動機，賦予柴油電力推進?？梢栽O(shè)想，在可選擇的實施方式中，所述發(fā)電機是燃氣渦輪機，在這種情況下通過氣體渦輪機或這兩種類型的組合賦予渦輪電力推進。優(yōu)選是兩個電推進發(fā)動機。
[0106]發(fā)電機和發(fā)動機將輔以必要的輔助元件:高壓配電板、變壓器、變頻器、附加的低電壓配電板或多個配電板、壓縮機、熱交換器、泵、廢氣鍋爐等。
[0107]除了電動推進發(fā)動機，所有主元件將優(yōu)選容納在模塊中，該模塊優(yōu)選安裝在主甲板上，靠近或鄰近稱為“棚”的存在于所有液化天然氣運輸船的船尾區(qū)域內(nèi)的室。
[0108]在引入該電動推進發(fā)動機的機械功率的方式(動力輸入或下文稱為PTI)中允許各種實施方式的變型:
[0109]在現(xiàn)有齒輪箱中引入功率:
[0110].電動推進發(fā)動機的動力輸入(PTI)直接在兩個(高壓HP和低壓LP)第二減速齒輪軸的現(xiàn)有齒輪箱中進行，而不使用新的齒輪箱。
[0111].在現(xiàn)有齒輪箱的兩個(HP和LP)第二減速齒輪軸中采用新的附加齒輪箱進行電推進發(fā)動機的動力輸入(PTI)，PTI的前進或后退位置是可能的。
[0112]在軸線中引入功率:
[0113].通過一個或兩個電動發(fā)動機，其軸都是中間軸本身。
[0114]?通過一個或兩個電動推進發(fā)動機(一般是兩個)，通過一個或兩個隧道齒輪減速機在中間軸中引入功率。
[0115]該描述的方法保持了整個現(xiàn)有的蒸汽渦輪機推進設(shè)備的完好。運輸船將因此通過蒸汽渦輪機或帶雙四沖程發(fā)動機的柴油發(fā)電機擁有雙推進系統(tǒng)。這有利于在轉(zhuǎn)變后的運輸船內(nèi)的以下操作模式:
[0116]?蒸汽模式:運輸船如它轉(zhuǎn)變之前一樣運行。電推進發(fā)動機是分開嚙合或閑置的。沒有節(jié)約燃料。
[0117]?電動模式:雙柴油發(fā)動機或燃氣渦輪機產(chǎn)生100%的需要電功率。它們?yōu)殡娏ν七M發(fā)動機和其余的電力消費供電。渦輪機和齒輪箱以它們相應(yīng)的轉(zhuǎn)數(shù)而轉(zhuǎn)動。產(chǎn)生了柴油機電力推進系統(tǒng)的節(jié)約燃料特性。必須指出，各聯(lián)軸器-離合器可有選擇地在高壓和低壓渦輪機之間結(jié)合，使得能夠從齒輪箱分離渦輪機。
[0118]?混合蒸汽電動模式:能夠在蒸汽渦輪機中產(chǎn)生部分的功率，而其余的利用電力系統(tǒng)。這需要修改控制和調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在任何情況下不可超過原始動力。節(jié)約燃料將是局部的。如果系統(tǒng)之一的可用性發(fā)生了故障或局部缺失，通常是電力系統(tǒng)的部件，則將使用這個選項。在新的電力推進具有功率比先前安裝的蒸汽渦輪機功率小的情況下，以及需要最大功率時，它可被系統(tǒng)地應(yīng)用。
[0119]本發(fā)明允許進行類型轉(zhuǎn)變，它是最佳的解決方案，因為它允許滿足一系列目標:
[0120].優(yōu)化節(jié)能。
[0121].可靠性和冗余。轉(zhuǎn)變后，保持了運輸船在轉(zhuǎn)變前具有的推進可靠性的高度。
[0122].冗余的安裝，這是可靠性的附加值。
[0123].經(jīng)過驗證的組件。液化天然氣海上運輸行業(yè)具有特殊的日程安排遵守性和安全行蹤記錄。為此，即使它已演變尤其是涉及到推進系統(tǒng)，但這已經(jīng)通過在每個組件中維持一定程度的以前經(jīng)驗來進行，即使這些組件可結(jié)合已知的技術(shù)和組件以不同的方式組合或聯(lián)接。
[0124].考慮所有操作情況。在改造之前，運輸船具有適合于所有操作情況的操作，如在高速負載條件下降低功耗的航行，在壓載條件下航行、裝載、卸載、停泊、待機等。此外，在所有這些情況下，它可以可能的比例從天然汽化或通過強制蒸發(fā)消耗HFO、MDO、MGO和天然氣。
[0125].被轉(zhuǎn)變后，在所有情況下，運輸船保持相同或更大的操作靈活性，并且它另外具有在大多數(shù)情況下以盡可能大比例的節(jié)省燃料，特別是在那些更頻繁地發(fā)生且具有最高燃料消耗量的情況下。
[0126]?最小化在船廠的轉(zhuǎn)變時間。
[0127]?有限的轉(zhuǎn)變成本。
[0128]?最小化拆卸和報廢的程度。
[0129]?最小化就地進行的轉(zhuǎn)變工作。
[0130].安裝在易于到達的地方的預(yù)制模塊用于大型模塊的最大化。
[0131].在那些進行維修或轉(zhuǎn)變前盡最大可能使用用于新建造的過程和概念。
[0132]?有限的測試成本和時間。在航運業(yè)中，涉及運輸船的安全和操作能力的任何事項必須全面測試。對于新建成的液化天然氣運輸船，碼頭、海水和氣體試驗過程是全面、長期和昂貴的。在轉(zhuǎn)變的情況下，允許在重新交付之前限制要進行的試驗時間的概念尤為適合。
[0133].最小化用于轉(zhuǎn)變的運輸船維護的固定時間。具有蒸汽渦輪機推進的液化天然氣運輸船有很短的固定時間。
[0134]?限制增加維護成本。除了燃料成本高，液化天然氣運輸船的蒸汽渦輪機推進具有多重優(yōu)勢，其中包括維護成本低。
[0135]發(fā)明優(yōu)點
[0136]本發(fā)明提出的轉(zhuǎn)變蒸汽渦輪動力液化天然氣運輸船的這種方法相對于目前可用的方法具有多個優(yōu)點，最重要的優(yōu)點是提供了具有更經(jīng)濟和具有能源效率的船載發(fā)電和推進設(shè)備而不需要取消現(xiàn)有推進設(shè)備的蒸汽渦輪動力液化天然氣運輸船，因此最小化改造時間，降低隨后的財政支出。
[0137]另一個重要的優(yōu)點是可以非常顯著的節(jié)約燃料，與具有采用雙發(fā)動機的柴電推進系統(tǒng)的運輸船一樣高，這在現(xiàn)在新建成的運輸船中是占主導地位的。
[0138]重要的是指出它保持了蒸汽渦輪機安裝的非常高的可靠性。
[0139]另一個優(yōu)點是所得到的運輸船具有雙推進系統(tǒng)，結(jié)合了兩者的最好性能，具有三種可能的操作模式。
[0140]還必須提到通過新系統(tǒng)用液體燃料和氣體的試驗正在完成時，能夠恢復運輸船的商業(yè)操作所需要的優(yōu)點，減少了港口、海水和氣體試驗的長期和昂貴處理的影響。
[0141]同樣重要的是指出通過將要用于轉(zhuǎn)變的拆卸和報廢減少至最低限度所賦予的優(yōu)點，這使得轉(zhuǎn)變時間最小化。
[0142]采用已經(jīng)證明的技術(shù)解決方案，其中不能忘記以前的經(jīng)驗和高度的可靠性，因為只有其中所述解決方案相結(jié)合的方式是完全新的。
[0143]另一個優(yōu)點是它是一種轉(zhuǎn)變方法，其中對已投入服務(wù)的現(xiàn)有元件的干預(yù)最小化。
[0144]重要的是指出了對模塊化構(gòu)造的完美適應(yīng)性，其中不使用添加在定點的元件，將拆卸和修改減少到嚴格的最小值，允許非常高度的預(yù)制，并縮短轉(zhuǎn)變時間。
[0145]此外，該轉(zhuǎn)變是較便宜的。一方面，降低了原料成本，因為使用了現(xiàn)有的齒輪箱，無須購買和安裝新的齒輪箱。也沒有必要購買或安裝氣體燃燒裝置。此外，該模塊式構(gòu)造較便宜，比報廢和安裝必須添加的大量元件更快。
[0146]最后必須指出的是，聲稱的新穎性在于它在轉(zhuǎn)變后的采用雙推進的液化天然氣運輸船上的應(yīng)用，其用于容納大部分的新柴油電力推進，除了推進發(fā)動機之外，以及其在現(xiàn)有棚艙室中、附近或之上和/或主甲板上的另外模塊中的安裝，因為到現(xiàn)在為止，像固定的電氣設(shè)備、雙發(fā)動機一直安裝在甲板下，從來沒有安裝在具有柴電推進的所有液化天然氣運輸船的另外的室中。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0147]為了更好地理解本發(fā)明的目的，已在附圖中示出了轉(zhuǎn)變蒸汽渦輪機動力的液化天然氣運輸船的方法的一些具體的實施方式。
[0148]在所述的附圖中，圖1示出了典型的液化天然氣運輸船的推進設(shè)備的通用框圖。
[0149]圖2示出了具有通過在齒輪箱中直接引入功率改進的推進設(shè)備的典型液化天然氣運輸船的框圖。
[0150]圖3示出了具有通過在齒輪箱中引入功率改進的推進設(shè)備的典型液化天然氣運輸船的框圖，通過新的輔助減速裝置引入功率，采用在船頭上的PTI。
[0151]圖4示出了具有通過在齒輪箱中引入功率改進的推進裝置的典型液化天然氣運輸船的框圖，通過新的輔助減速裝置引入功率，采用在船尾上的ΡΤΙ。
[0152]圖5示出了具有通過在軸線中引入功率改進的推進裝置的典型液化天然氣運輸船的框圖。
[0153]圖6示出了具有通過在軸線中引入功率改進的推進裝置的典型液化天然氣運輸船的框圖，采用齒輪箱用于增加轉(zhuǎn)速(增速裝置)。
[0154]圖7示出了本發(fā)明的主要組成元件的框圖，其必須添加到該運輸船上，具有模塊化的分布。
[0155]圖8示出了液化天然氣運輸船的船尾簡化縱斷面圖，其示出了原始推進設(shè)備和新增設(shè)備的一些元件的位置。
[0156]圖9示出了液化天然氣運輸船的船尾區(qū)域的下部、原始推進設(shè)備和新增設(shè)備的一些元件位置的簡化平面圖。
[0157]圖10示出了那些通常用于液化天然氣運輸船的齒輪箱的主要組成元件的視圖。
[0158]圖11示出了第一減速輪和第二減速齒輪的軸的詳細視圖，其在那些通常用于液化天然氣運輸船的齒輪箱的整體高壓側(cè)或整體低壓側(cè)。
[0159]圖12示出了所述方式的更詳細的圖示，其中改進了高壓側(cè)上的元件(10)和(12)上的內(nèi)側(cè)，同樣適用于低壓側(cè)的元件(9)和(11)，用于吸收來自電動推進發(fā)動機的功率輸入。
[0160]在這些附圖中，可利用以下的附圖標記看出本發(fā)明中最重要的元件:
[0161]控制閥(I)
[0162]高壓渦輪機HPT (2)
[0163]低壓渦輪機LPT (3)
[0164]位于LPT下的主冷凝器(3b)
[0165]彈性聯(lián)接器(4)
[0166]低壓側(cè)的第一減速齒輪(5)
[0167]高壓側(cè)的第一減速齒輪(6)
[0168]低壓側(cè)的第一減速輪(7)
[0169]高壓側(cè)的第一減速輪(8)
[0170]低壓側(cè)的圓錐形聯(lián)接器(9)
[0171]高壓側(cè)的圓錐形聯(lián)接器(10)
[0172]低壓側(cè)的彈性聯(lián)接器(11)
[0173]高壓側(cè)的彈性聯(lián)接器(12)
[0174]低壓側(cè)具有另一內(nèi)部軸(套筒軸)(13)的空心軸
[0175]高壓側(cè)具有另一內(nèi)部軸(套筒軸)(14)的空心軸
[0176]低壓側(cè)的第二減速齒輪(15)
[0177]高壓側(cè)的第二減速齒輪(16)
[0178]第二減速輪(17)
[0179]推力軸承(18)
[0180]中間船頭軸(19)
[0181]中間船尾軸(20)
[0182]船頭可解除軸承(21)
[0183]船尾可解除軸承(22)
[0184]推進器軸(23)
[0185]推進器(24)
[0186]齒輪箱(25)
[0187]低壓側(cè)的改進的錐形聯(lián)軸器(26)
[0188]高壓側(cè)的改進的錐形聯(lián)軸器(27)
[0189]低壓側(cè)的彈性聯(lián)軸器和/或離合器(28)
[0190]高壓側(cè)的彈性聯(lián)軸器和/或離合器(29)
[0191]低壓側(cè)的電力推進發(fā)動機(30)
[0192]高壓側(cè)的電力推進發(fā)動機(31)
[0193]低壓側(cè)的附加齒輪箱(32)
[0194]高壓側(cè)的附加齒輪箱(33)
[0195]低壓側(cè)的附加彈性聯(lián)軸器(34)
[0196]高壓側(cè)的附加彈性聯(lián)軸器(35)
[0197]低壓側(cè)的可選額外液壓離合器(36)
[0198]高壓側(cè)的可選額外液壓離合器(37)
[0199]改進的中間船頭軸(38)
[0200]改進的軸承(42)
[0201]具有隧道升壓齒輪的中間軸的聯(lián)軸器(43)
[0202]隧道齒輪的主輪(44)
[0203]低壓側(cè)的升壓齒輪的附加離合齒輪(45)
[0204]高壓側(cè)的升壓齒輪的附加離合齒輪(46)
[0205]包括發(fā)動機、熱發(fā)動機和交流發(fā)電機的發(fā)電機組(47)
[0206]高壓配電板(48)
[0207]變壓器(49)
[0208]轉(zhuǎn)換器(50)
[0209]附加低壓配電版或配電板組(51)
[0210]天然氣壓縮機(52)
[0211]天然氣熱交換器(53)
[0212]泵(54)
[0213]凈化器(55)
[0214]發(fā)電機組的輔助熱交換器(56)
[0215]廢氣鍋爐(57)

【具體實施方式】
[0216]本發(fā)明目標的轉(zhuǎn)變蒸汽渦輪機動力的液化天然氣運輸船的方法基本上包括，如在附圖中可以看出，增加了一個或多個發(fā)電機組(47)，連同其輔助組件(48、49、50、51、52、53、54、55、56、57) —起，向一個或多個電動推進發(fā)動機(30、31)供電，通過與齒輪箱(25)和現(xiàn)有蒸汽渦輪機(2、3)推進裝置的輸出軸線組件(19、20、23)的機械連接來發(fā)射功率。該機械功率通過特定的方法引入到齒輪箱(25)或現(xiàn)有的輸出軸線組件(19、20、23)中，保持證現(xiàn)有的蒸汽渦輪機(2、3)推進設(shè)備完全運轉(zhuǎn)，具有的特征是保持了現(xiàn)有蒸汽渦輪機推進設(shè)備，使得轉(zhuǎn)變得到的運輸船具有柴油電力或渦輪電力推進裝置，結(jié)合有前述兩個的蒸汽渦輪推進和混合推進裝置。輸出軸線組件理解為主要由中間船頭軸(19)、中間船尾軸(20)(如果有兩個中間軸)以及操作推進器(24)的推進器軸(23)限定的組件。
[0217]發(fā)電機組(47)的輔助組件包括一個或多個高壓配電板(48)、變壓器(49)、轉(zhuǎn)換器
(50)、附加低壓配電板(51)、壓縮機(52)、熱交換器(53)、泵(54)、凈化器(55)、熱交換器
(56)和廢氣鍋爐(57)。
[0218]發(fā)電機組(47)和它們的輔助組件(48、49、50、51、52、53、54、57)的相當一部分都分布安裝在位于主甲板上靠近、毗鄰或在所謂“棚”的室內(nèi)的幾個預(yù)制模塊中，“棚”存在于所有液化天然氣運輸船的船尾區(qū)域的發(fā)動機房上。
[0219]分布在模塊中的典型布置是:
[0220]?發(fā)電機組(47)的模塊。這些通常包括幾個發(fā)電機組以及它們的相當一部分的輔助元件。它們可在較大的模塊中分組。這些模塊將機器與非常重的交替和旋轉(zhuǎn)元件整合。
[0221].固定式電氣元件模塊。將有幾個子模塊整合:
[0222]-高壓配電板(48)。
[0223]-變壓器(49)。
[0224]-轉(zhuǎn)換器(50)。
[0225]-附加低壓配電板或配電板組(51)。
[0226].在這種情況下，這些模塊將重且大容量的固定元件與相當多的互連以及電線適度地整合。
[0227]?天然氣壓縮機(52)和熱交換器(53)的模塊/多個模塊，用于將氣體供給到所述發(fā)電機組(47)。這些模塊將安裝在罐區(qū)的主甲板上，接近或鄰近存在于所有液化天然氣運輸船的天然氣壓縮機的外殼。
[0228].泵(54)、凈化器(55)和熱交換器(56)的模塊或子模塊，包含所有的輔助服務(wù)，特別是柴油發(fā)電機需要的。這些元件可部分地安裝在上述模塊中或發(fā)動機室的內(nèi)部。
[0229].廢氣鍋爐(57)模塊。這些通常設(shè)置在發(fā)電機組(47)的模塊上。
[0230]發(fā)電機組(47)優(yōu)選是雙燃料柴油機型，賦予柴油電力推進，雖然可以設(shè)想它們也可以是燃氣渦輪機類型，賦予渦輪電力推進，或是柴油和燃氣渦輪機結(jié)合，賦予復合柴油渦輪電力推進，在所有的情況下都結(jié)合了現(xiàn)有的蒸汽渦輪機(2、3)推進。
[0231]引入電動推進發(fā)動機(30、31)的機械功率(動力輸入或PTI)的方式允許各種實施方式的變型，其分享了緊挨著輸出軸線組件(19、20、23)和在蒸汽渦輪機(2、3)推進裝置中的現(xiàn)有齒輪箱(25)的電力推進發(fā)動機(30、31)的位置:
[0232]在現(xiàn)有的齒輪箱(25)中引入功率:
[0233]根據(jù)圖2，在齒輪箱(25)中的直接引入功率，包括通過分別改進或替換低壓側(cè)上的錐形聯(lián)軸器(9)和高壓側(cè)上的另一錐形聯(lián)軸器(10)而改進現(xiàn)有齒輪箱(25)的稱為套筒軸的具有低壓側(cè)另一內(nèi)部軸(13)的空心軸和具有高壓側(cè)另一內(nèi)部軸(14)的空心軸的船尾端件的第一階段，使得所述改進的聯(lián)軸器包括在其船尾端的軸，用于從各電力推進發(fā)動機
(30.31)的功率輸入，還包括相應(yīng)的彈性聯(lián)軸器和/或離合器(28、29)，所有這些在圖12中示出。
[0234]改進的圓錐聯(lián)軸器(26、27)是現(xiàn)有齒輪箱(25)的一部分，從而允許引入位于齒輪箱(25)尾部的電力推進發(fā)動機(30、31)的功率。
[0235]根據(jù)圖3和圖4，通過在齒輪箱(25)中的附加齒輪箱(32、33)引入功率，通過分別改進或替換低壓側(cè)上的錐形聯(lián)軸器(9)和高壓側(cè)上的另一錐形聯(lián)軸器(10)而改進現(xiàn)有齒輪箱(25)的稱為套筒軸的具有低壓側(cè)另一內(nèi)部軸(13)的空心軸和具有高壓側(cè)另一內(nèi)部軸(14)的空心軸的船尾端件的第一階段，使得所述修改后的聯(lián)軸器包括在其船尾端的軸，用于從各電力推進發(fā)動機(30、31)通過附加齒輪箱(32、33)的功率輸入，任選地設(shè)置有相應(yīng)的液壓式離合器(36、37)，并通過彈性聯(lián)軸器和/或離合器(28、29)連接到現(xiàn)有的齒輪箱
(25)中，對于修改后的錐形聯(lián)軸器(26、27)，電力推進發(fā)動機(30、31)通過附加彈性聯(lián)軸器(34,35)連接到附加齒輪箱(32、33)上，附加彈性聯(lián)軸器(34、35)將所述電力推進發(fā)動機
(30.31)定位在前面，或者在可選擇的實施方式中定位在船尾。
[0236]在軸線(19、20)中引入功率:
[0237]根據(jù)圖5，通過電力推進發(fā)動機(30、31)引入功率，其軸是輸出軸線組件(19、20)，通過改進中間船頭軸(19)和/或中間船尾軸(20)的第一階段允許容納電力推進發(fā)動機，使得電力推進發(fā)動機(30)具有作為軸的實際中間船頭軸(19)，并且第二電力推進發(fā)動機
(31)具有作為軸的實際中間船尾軸(20)，其軸與所述具有的實際中間艉軸(20)為一軸，以安放改進的軸承(42)的階段結(jié)束。
[0238]根據(jù)圖6，通過電力推進發(fā)動機(30、31)引入功率，其在輸出軸線組件(19、20)中通過一個或兩個隧道齒輪減速器引入功率，通過改進中間船頭軸(19)的第一階段來將其轉(zhuǎn)變成改進的中間船頭軸(38)，其上耦合有一個或若干個隧道齒輪減速器，在第二階段中采用內(nèi)部軸的聯(lián)軸器(43)、主輪(44)和離合齒輪(45、46)，繼續(xù)通過附加彈性聯(lián)軸器(34、35)來連接電力推進發(fā)動機(30、31)到離合齒輪(45、46)的階段。
[0239]由轉(zhuǎn)變所產(chǎn)生的運輸船具有雙重推進設(shè)備:前蒸汽渦輪機(2、3)推進設(shè)備和新電力推進設(shè)備，能夠根據(jù)需要使用一個、另一個或兩個，所有這一切同時保持了輸出軸線組件(19,20,23)和所述齒輪箱(25)最初存在于所述運輸船中并具有所示的改進。
[0240]這種方法具有對運輸船特定的應(yīng)用，具有以下特性:
[0241]運輸船在120，000 至 170，OOOm3 之間。
[0242]典型的壽命是10年。這個范圍可在5至25年之間。
[0243]蒸汽渦輪機推進。
[0244]功率在20MW至30MW之間。
[0245]單一固定螺距的推進器約為80/90rpm。
[0246]渦輪設(shè)備包括:高壓渦輪、低壓渦輪、真空冷凝器、雙級減速、開方式齒輪箱，在軸線處約3000/4000rpm的輸入和80/90rpm的輸出。
[0247]兩個蒸汽鍋爐約為60/70bar，再加熱蒸汽為525/500°C。
[0248]兩臺約3000/3500KW的渦輪發(fā)電機。
[0249]具有類似功率的柴油發(fā)電機。
[0250]用于從所述冷凝器中除去過量蒸汽以消除過量汽化的裝置(傾卸系統(tǒng))。
[0251]航海速度:19.5海里/小時。
[0252]以所需的比例燃燒重油和/或天然氣的可能性。它可在某些特殊情況下燃燒MG0(在港口 )。
[0253]根據(jù)可與上述實施例進行組合的本發(fā)明的實施方式，本發(fā)明包括轉(zhuǎn)變液化天然氣運輸船的蒸汽渦輪機動力的方法，特別是用于運輸液化天然氣的類型，其特征在于它包括添加一個或多個發(fā)電機組(47)和定位一個或幾個電力推進發(fā)動機(30、31)緊挨著存在于蒸汽渦輪機(2、3)推進裝置中的軸線組件(19、20、23)和齒輪箱(25)。
【權(quán)利要求】
1.一種轉(zhuǎn)變蒸汽渦輪動力液化天然氣運輸船的方法，尤其是用于運輸液化天然氣的運輸船，其特征在于它改變了推進，通過添加一個或幾個發(fā)電機組(47)，通過配電板(48)和轉(zhuǎn)換器(50)，向一個或多個電力推進發(fā)動機(30，31)供電，由存在于蒸汽渦輪機(2，3)推進裝置的齒輪箱(25)或輸出軸線組件的機械連接發(fā)射功率，輸出軸線組件理解為主要由中間船頭軸(19)、在適當情況下的中間船尾軸(20)以及操作所述推進器(24)的推進器軸(23)所限定，保持了蒸汽渦輪機推進設(shè)備，使得轉(zhuǎn)變后的運輸船還具有柴油電力推進器和結(jié)合前述兩者的混合推進器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)變蒸汽渦輪動力液化天然氣運輸船的方法，其特征在于它包括增加發(fā)電機組(47)的輔助組件，其選自由高壓配電板(48)、變壓器(49)、轉(zhuǎn)換器(50)、附加低電壓配電板(51)、天然氣壓縮機(52)，天然氣熱交換器(53)、泵(54)、凈化器(55)、電動發(fā)電機的輔助熱交換器(56)和廢氣鍋爐(57)組成的組。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的轉(zhuǎn)變蒸汽渦輪動力液化天然氣運輸船的方法，其特征在于電動發(fā)電機(47)和它們的輔助組件(48、49、50、51、54、55、56、57)的相當一部分都分布安裝在位于主甲板上接近或鄰近發(fā)動機艙棚室的幾個預(yù)制模塊中，除了天然氣壓縮機和熱交換器(52、53)，天然氣壓縮機和熱交換器(52、53)將安裝在存在于所有液化天然氣運輸船的壓縮機室的新模塊中，該新模塊鄰近或在所述室的附近。
4.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的轉(zhuǎn)變蒸汽渦輪動力液化天然氣運輸船的方法，其特征在于該電動發(fā)電機(47 )是雙燃料柴油發(fā)電機，導致結(jié)合燃氣渦輪機類型的現(xiàn)有蒸汽渦輪機(2、3)推進的柴油電力推進，導致結(jié)合現(xiàn)有蒸汽渦輪機(2、3)推進的渦輪電力推進，或者是柴油和燃氣渦輪機結(jié)合，導致結(jié)合現(xiàn)有蒸汽渦輪機(2、3)推進的復合柴油渦輪電力推進。
5.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的轉(zhuǎn)變蒸汽渦輪動力液化天然氣運輸船的方法，其特征在于在現(xiàn)有齒輪箱(25)中直接引入電力推進發(fā)動機(30、31)的機械功率，通過改進或替換低壓側(cè)上的錐形聯(lián)軸器(9)和高壓側(cè)上的具有改進的錐形聯(lián)軸器(26、27)的另一錐形聯(lián)軸器(10)而改進現(xiàn)有齒輪箱(25)的稱為套筒軸的具有低壓側(cè)另一內(nèi)部軸(13)的空心軸和具有高壓側(cè)另一內(nèi)部軸(14)的空心軸的船尾端件的第一階段，以繼續(xù)通過連接到預(yù)先安裝在齒輪箱(25 )中的改進的錐形聯(lián)軸器(26、27 )的彈性聯(lián)軸器和/或離合器(28、29 )連接相應(yīng)電力推進發(fā)動機(30、31)的階段，將電力推進發(fā)動機(30、31)定位在船尾的齒輪箱(25)中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一所述的轉(zhuǎn)變蒸汽渦輪動力液化天然氣運輸船的方法，其特征在于所述電力推進發(fā)動機(30、31)的機械功率引入到現(xiàn)有的齒輪箱(25)中，通過改進或替換低壓側(cè)上的錐形聯(lián)軸器(9)和高壓側(cè)上的另一錐形聯(lián)軸器(10)而改進或替換現(xiàn)有齒輪箱(25)的稱為套筒軸的具有低壓側(cè)另一內(nèi)部軸(13)的空心軸和具有高壓側(cè)另一內(nèi)部軸(14)的空心軸的船尾端件的第一階段，以繼續(xù)連接相應(yīng)的電力推進發(fā)動機(30、31)到附加齒輪箱(32、33)的階段，任選地設(shè)置有相應(yīng)的液壓式離合器(36、37)，并通過預(yù)先形成在齒輪箱(25)中的改進的錐形聯(lián)軸器(26、27)由彈性聯(lián)軸器和/或離合器(28、29)連接到現(xiàn)有的齒輪箱(25)上，電力推進發(fā)動機(30、31)通過附加彈性聯(lián)軸器(34、35)連接到附加齒輪箱(32、33)上，將電力推進發(fā)動機(30、31)朝向船頭定位。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一所述的轉(zhuǎn)變蒸汽渦輪動力液化天然氣運輸船的方法，其特征在于所述電力推進發(fā)動機(30、31)的機械功率引入到現(xiàn)有的齒輪箱(25)中，通過改進或替換低壓側(cè)上的錐形聯(lián)軸器(9)和高壓側(cè)上的另一錐形聯(lián)軸器(10)而改進或替換現(xiàn)有齒輪箱(25)的稱為套筒軸的具有低壓側(cè)另一內(nèi)部軸(13)的空心軸和具有高壓側(cè)另一內(nèi)部軸(14)的空心軸的船尾端件的第一階段，以繼續(xù)連接相應(yīng)的電力推進發(fā)動機(30、31)到附加齒輪箱(32、33)的階段，任選地設(shè)置有相應(yīng)的液壓式離合器(36、37)，并通過預(yù)先形成在齒輪箱(25)中的改進的錐形聯(lián)軸器(26、27)由彈性聯(lián)軸器和/或離合器(28、29)連接到現(xiàn)有的齒輪箱(25)上，電力推進發(fā)動機(30、31)通過附加彈性聯(lián)軸器(34、35)連接到附加齒輪箱(32、33)上，將電力推進發(fā)動機(30、31)定位在船尾。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一所述的轉(zhuǎn)變蒸汽渦輪動力液化天然氣運輸船的方法，其特征在于所述電力推進發(fā)動機(30、31)的機械功率直接引入在輸出軸線組件中，通過改進中間船頭軸(19)和/或中間船尾軸(20)以允許容納電力推進發(fā)動機的第一階段，以繼續(xù)在適當?shù)母倪M或替換的中間船頭軸(19)中連接電力推進發(fā)動機(30)的階段，繼續(xù)在適當?shù)母倪M或替換中間船尾軸(20)中連接另一電力推進發(fā)動機(31)的階段，并以安放改進的軸承(42)的階段結(jié)束。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一所述的轉(zhuǎn)變蒸汽渦輪動力液化天然氣運輸船的方法，其特征在于所述電力推進發(fā)動機(30、31)的機械功率直接引入在輸出軸線組件中，通過改進中間船頭軸(19)以將其轉(zhuǎn)變成改進后的中間船頭軸(38)的第一階段，在第二階段中，在修改后的中間船頭軸(38)上耦合有一個或若干個隧道升壓齒輪減速器，通過具有隧道升壓齒輪、主輪(44)和離合齒輪(45、46)的中間軸的聯(lián)軸器(43)，繼續(xù)通過附加彈性聯(lián)軸器(34、35)連接電力推進發(fā)動機(30、31)到離合齒輪(45、46)的階段。
【文檔編號】B63H21/20GK104334449SQ201380010531
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2013年1月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月13日
【發(fā)明者】弗朗西斯科·哈維爾·賽斯·帕爾加 申請人:埃爾卡諾航運股份有限公司