[发明专利]电功率分配系统、用于为对应的任务供能的方法、用于船舶的推进系统和方法

说明书

该电能分配系统包括各由热力引擎（6）驱动并供应分配网络的电能发电机（G）的组合件;用于回收在热力引擎操作期间生成的热能并用于蒸发工作流体的部件（7）;由工作流体驱动并与连接到分配网络的发电机相关联蒸汽涡轮机（8）,用于将回收的热能转换成电能;以及布置在分配网络和电气负载之间的至少一个频率转换器（11）。它包括用于控制分配网络的频率的部件，其中蒸发的工作流体的流动速率被调节到最大值。

技术领域

本发明一般涉及用于分配电能的系统，且具体而言，涉及用于在船舶上供应电荷的电能分配系统，例如，在采用电气推进的船舶的情况下的推进系统。

本发明还涉及用于配备有这种电功率分配系统的船舶的推进系统。

背景技术

船舶推进系统能够是各种类型。为了减少燃料消耗和向大气的污染物排放，已经提出使用驱动具有螺旋桨的传动轴系(line shafting)的主热力引擎和再循环主引擎的废气来驱动传动轴系连同热力引擎的蒸汽涡轮机。

在这点上，我们能够参考描述这种布置的文献GB 1159090。

我们还能够参考文献EP-B-2057068，其描述了另一种类型的推进系统，其包括专用于驱动传动轴系的主热力引擎，例如二冲程柴油引擎，并包括耦合到传动轴系并由分配网络供应的辅助电马达。

分配网络本身由通过辅助热力引擎驱动的发电机供应。

主热力引擎的废气压力用来驱动功率涡轮机，并且废气的热量在热交换器中用来驱动蒸汽涡轮机。这两个涡轮机与供应分配网络的发电机相关联。

机载电气系统中可用的电功率能够用来为在船上的各种任务供能或用于其推进。

回收在热力引擎操作期间生成的热能的系统（在这种情况下主热力引擎驱动传动轴系或辅助热力引擎以产生电力）被称为WHRS（即“余热回收系统”）。

在文献EP-B-2057068中描述的系统中，输送到蒸汽涡轮机的蒸汽的流速由阀调节。控制装置控制阀的打开，使得蒸汽压力保持在预定压力范围内。

更具体地，控制允许进入蒸汽涡轮机的蒸汽的压力，以便作用于消耗或产生的功率。

推进系统提供用于可逆操作。

根据第一操作模式，耦合的辅助电马达通过经由转换器从分配网络获取能量来促进螺旋桨轴的驱动。该操作模式通常被称为PTI（即“功率吸收(Power Take IN)”）。

辅助马达还能够在发电机模式中操作并且经由转换器将电能输送到分配网络。该操作模式通常被称为PTO（即“功率取出(Power Take Off)”）。

因此，如果由蒸汽涡轮机供应的功率增加到高值，使得蒸汽涡轮机是更加重载的，则耦合到传动轴系的辅助电马达在马达模式中操作，以便增加消耗的能量的量。

另一方面，如果蒸汽涡轮机中的压力降低，则耦合的辅助马达经由转换器在发电机模式中操作，以便重新注入用来供应分配网络所要求的功率。

WHRS系统的另一种控制技术是要使用根据速度和功率生成蒸汽涡轮机阀的控制信号的控制装置。

然而，已经发现，根据现有技术的WHRS系统的控制方法遭受一定数量的缺点，特别是因为系统的效率是相对低的，特别是关于最大可用能量值。在当辅助发电机并行操作时或当WHRS系统从PTI模式切换到PTO模式时的瞬时阶段(transient phase)期间也已观察到稳定性问题。

发明内容

鉴于上述，本发明的目的是要克服与现有技术相关联的缺点，并特别是要增加由WHRS系统输送的最大能量，同时提高系统在操作和瞬时阶段中的可靠性。