[发明专利]充分利用大型船用柴油机废气能量的船舶驱动系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于船舶的运行方法和驱动设备，所述船舶具有 驱动推进轴的大型船用柴油机，所述推进轴与发电机连接，其中至少 一个涡轮增压器不需要的废气在离开船用柴油机后被输送给废气透 平。

背景技术

从互联网网址www.abb.com/turbocharging公布的“Waste heat recovery with ABB turbochargers and power turbines for lower fuel consumption and emissions”的第6页附图3中获知一种系统，在这种 系统中，大的柴油机通过废气透平驱动发电机。由发电机产生的电能， 正如来自于船舶的船载电网中的电能一样，被输送给船舶推进轴上的 电动机，其中该电动机也可以作为发电机工作。这涉及到一种可以有 选择地吸收或者产生电能的电动机-发电机单元。此外还设计了用于供 电给船载电网的通用的柴油发电机组。

这种充分利用废气的方式的缺点在于，除了用于船载电网的柴油 发电机组的发电机外，还需要两个其他的发电机，以便产生用于船舶 的电能。

发明内容

本发明的任务是，与此相对地提供用于充分利用大型船用柴油机 废气能量的方法和装置，所述方法和装置能弃置一个发电机。其中一 个从属任务是，这种新系统在控制技术上被设计得尤其简单，并且装 置被设计得尤其紧凑。

该任务是这样解决的，船用柴油机的废气被输送给废气透平，所 述废气透平将其功率通过机械方式传输到发电机，所述发电机同时是 轴发电机且通过传动装置与推进轴连接。通过这种结构，该任务得以 非常有利地解决，且精简了用于产生电能的发电机。

保留的发电机此时还被有利地以公知的方法构造为可驱动的电 动机。

在本发明的改进方案中此外还规定，燃气透平被无转速调节地驱 动并且无调节地加速转动，直至过速离合器闭合并且主机通过传动装 置接受转速导引。如此，可以非常有利地使燃气透平通过开关阀被投 入运行，从而省却了借助于调节阀的费事的控制。这种位于涡轮增压 器和废气透平之间的热的废气流中的调节阀虽然是公知的，但是会随 之带来生产技术和维护技术方面的问题。

此外规定，所构成的发电机-电动机单元通过变频器与船载电网建 立连接，且根据要求有选择地从船载电网吸取能量，或者将能量输出 到船载电网。这样就可以实现船舶上最优化的能量管理，并且可以尤 其提供储备功率供使用，如果船舶延误了，例如可以使用所述储备功 率。通常被作为发电机运行的发电机-电动机单元则被作为助推器使 用。

为了获得船载电网所需要的恒定不变的频率，规定，在变频器中， 将输入端可变的频率转化为船载电网频率。适用的变频器是公知的并 且例如被申请人以”Siplink”商标大量销售。这种变频器原本被研制用 于连接远程供电网，因此非常适用于所设定的任务。

为了实施用于具有船载电网的船舶的驱动设备的运行方法，规定 将驱动船舶的大型柴油机，增压的大型柴油机，作为主驱动机组将所 需要的转动能量运送到船舶的推进轴上，其中设有具有轴隧式传动装 置的推进轴，所述轴隧式传动装置与发电机的一个轴端连接，同时所 述发电机的另一个轴端通过具有过速离合器的减速器与大型柴油机 的废气透平连接。如此，就获得具有大型柴油机和废气透平的船舶驱 动系统的一种迄今为止未能实现的简单的构造。

此时规定，废气透平被构造为无需调节的。由此产生一种尤其简 单的废气透平结构。所述废气透平通过开关阀接通。在不可调节地加 速旋转后，主机接受转速导引。将发电机构造为，使得它也可以以电 动机方式工作，从而产生一种电动机-发电机单元。

所述电动机-发电机单元此外具有与船舶的船载电网连接的变频 器。这样，既可以把电能从船载电网输送到电动机-发电机单元，也可 以取出电能用于船载电网。