转变蒸汽涡轮动力液化天然气运输船的方法技术

本发明专利技术涉及转变蒸汽涡轮动力LNG运输船的方法，其中增加了包括多个双燃料电功率柴油机、燃气涡轮发电机或其它以及几个电力推进发动机的柴油电力推进系统，其机械功率引入到现有齿轮箱或轴线中，保持现有蒸汽涡轮机推进装置的全面运行。本发明专利技术的主要优点是，它允许提供蒸汽涡轮机动力LNG运输船有更经济和节能的船载发电和推进装置，而不需要取消现有的推进装置，因此缩短了转变时间，节省了后续的财政支出。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】转变蒸汽涡轮动力液化天然气运输船的方法
[0001 ] 如标题所示，本说明书涉及转变用于运输液化天然气的蒸汽涡轮动力液化天然气运输船的方法，其特征在于添加了具有几个双燃料电力柴油发电机或其它的以及几个电推进发动机的柴油电力推进，其机械功率引入到现有的齿轮箱或轴线中，保持现有的蒸汽涡轮机推进装置全面运行。
技术介绍
由转变产生的运输船具有双推进装置:以前的蒸汽涡轮机推进装置，以及新的柴油电力推进装置，根据需要能够使用一个、另一个或两个，而且所有这些同时维持在最初存在于所述运输船中的轴线和齿轮箱。 当今所用的推进方法，其优点和缺点、以及关于在所述运输船中的电推进和发电的本技术当前的发展水平、当今所用的现有转变方案，将在下面进行描述，目的是帮助理解本专利技术以及描述由本专利技术在随后要求并提出的方法。 但必须指出的是，在整个说明书中常用且在该
中广为流传的某些英语单词和缩写将被定义和使用；它们将在第一次提及时限定，之后为了精确和简洁，所述英语单词将单独使用。 专利
-液化天然气运输船 液化天然气运输船几乎完全设计用于运输在大气压下的散装液化天然气，以下简称为LNG。还有其它可能的货物，如乙烯或液化石油气，以下简称为LPG，但这些都是残留的性质。还可运输压缩天然气，但如今这几乎是不相关的。 一般来说，运输船是比较大的，大于35，OOOm3且高达290，000m3，最常见的运输船是在120，000和180，OOOm3之间。即使使用不同的施工技术，它们都有着一系列共同的特占- ^ \\\. .货物运输压力:大气压力。 ?运输温度:_163°C。 .连续的货物蒸发，以下称为汽化，自然地发生在所有的这些运输船中。这种汽化必须烧掉。它一般燃烧来产生能量用于发电和推进。即使船上没有要求它的船上能源需求，上面提到的汽化也必须被烧掉。这可在锅炉中完成，向冷凝器传送多余的蒸汽，以下称为倾倒，或在封闭的火炬中完成，以下称为气体燃烧装置或GCU。当运输船在满载条件下时，典型的汽化指数(以下称为汽化率)是每天载货量的0.15%，也就是说，对于平均150，000m3的运输船来说，这意味着每天约汽化225m3的液化天然气。常见的做法是在返航途中，在空载条件下的储罐中保持一定量的LNG。这些气体也产生汽化，是在负载条件下产生的一部分，大约是所对应的满载条件下指数的30%至40%。 .液化天然气运输船的操作速度一般约为19.5海里/小时。该较高速度的原因是:汽化、运输船的价格以及其它方面。其直接后果是高推进功率的需求和燃料消耗高达两倍。 .液化天然气运输船的建造价格很高。约150，OOOm3的传统运输船可以花费1.5至2亿美元。 ?液化天然气运输船有很长的使用寿命。有的液化天然气运输船服役约40年。使用寿命长有几个原因:高品质、非侵蚀性货物、推进寿命长、初始成本高、非常仔细的维护等等。显然，实现这一使用寿命长的风险是他们过时了，也就是说，无论是因为推进的变化，还是因为规模或其它原因而在技术上过时。在任何情况下，目前的船队在很多时候是在30/40年内付清。这实际上就是本专利技术的根源。 专利技术背景-液化天然气运输船推进系统 用于液化天然气运输船的不同类型推进系统的一般特征和它们近年来的演变描述如下。 几乎所有的液化天然气运输船可以使用天然气、液体燃料如重燃料油(以下简称HF0)、船用柴油(以下简称MD0)或船用轻柴油(以下简称MG0)用于发电和推进。运输船可同时以所需的比例使用一种或另一种或两种燃料。某些地区不允许使用HFO或HFO的使用受到限制，例如在西欧的港口。所述汽化必须以某种方式烧掉。 有一种类型的运输船，以有限的比例设置有船载再液化设备，其通常仅在推进发动机中使用液体燃料。本专利技术并不适用于这些运输船，所以将在下文中忽略它们。 在容量大约为150，OOOm3的液化天然气运输船中，其中大量的推进功率约为25MW至 30MW。 液化天然气运输船推进的重要特点是其需要非常高的可靠性。有各种原因:取决于运送货物的安全性、在运输链上的一体化、供应计划符合性保证、由故障引起的停机时间情况下的汽化成本和其它各种原因。 大约100年前，大多数船舶或通过可代替的机器或通过蒸汽涡轮机来使用蒸汽推进。 50年前，只有一些大型油轮、军舰、一些客船和在当时开始使用的液化天然气运输船，使用蒸汽涡轮机推进。 10年前，仅有液化天然气运输船仍在使用蒸汽涡轮机推进。维持蒸汽涡轮机推进主要有两个原因: .蒸汽涡轮装置的可靠性非常高，其使用寿命长，维修有限。 .通过各种手段在商船推进中占主导地位的柴油发动机不能燃烧来自汽化的气体，其能够产生推进所需的非常重要的一部分能量。 如前所述，直到大约8年前，几乎所有的液化天然气运输船使用蒸汽涡轮机推进系统，包括新建的运输船。 近年来，已开发了一系列替代蒸汽涡轮推进的推进方法用于新的液化天然气运输船。虽然有几种选择，但有两种主要的选择已经较大程度的开发和应用。 第一种选择是基于具有双燃料四冲程柴油发动机的柴油电力推进的运输船。这些发动机可以燃烧液体燃料，无论是HFO、MDO还是MG0，也可以燃烧在约6bar压力下掺入到助燃空气中的天然气。所述发动机各运转一台交流发电机。该交流发电机产生的电能用于供应运输船的电力系统并通过相应的转换器操作电动推进发动机，其通常是总共有一到四个，最常见为两个。这些电动发动机反过来通常通过齿轮减速器操作推进器或多个推进器。大多数的运输船有一个推进器，有的有两个。这些柴油电力设备一般有四个柴油发动机，有时是三个，有时是五个。装配发动机的每个缸具有大约1000KW，所述设备通常具有总共30至40个缸，即所安装的电功率为30丽到40丽。这是目前占主导地位的选择。 但必须指出，这些双四冲程发动机利用液体燃料根据柴油机循环运行，并利用气体燃料根据颚图循环等运行。 第二个选择是包括常规的、缓慢的二冲程柴油发动机和相应的具有四冲程柴油发动机的发电设备，该二冲程柴油发动机只能烧液体燃料，具有用于再液化所述汽化的船载再液化设备，所述发电设备的电源必须增加，以覆盖所述再液化设备的要求。 运输船仍在使用蒸汽涡轮机建造，但占的比例非常低。一些具有蒸汽涡轮机推进的运输船正在使用更高效的蒸汽循环建造或最近已建成，主要是利用中间再加热(以下简称为再加热循环)循环。即使在这些情况下，蒸汽涡轮设备的消耗量比柴油发动机涡轮设备大得多。 液化天然气运输船推进方法上的这一变化的根本原因主要是: ?蒸汽涡轮机设备的较低效率和较高消耗率。即使任何消耗率指数必须仔细限制，但蒸汽涡轮机设备使用液态燃料有大约290gr/kW小时的消耗率。然而，双四冲程发动机具有大约190gr/kW小时的消耗率。这些指数必须根据一系列系数进行修正和考虑，但在任何情况下它们显示出有利于柴油发动机的巨大差异。 ?更高的燃料价格，液体燃料尤其如此。即使价格波动很大，一吨重油的成本仍有约650美元。 .能够燃烧液体燃料和天然气的双四冲程发动机的技术可用性。 总之，在受制于所有必须阐明的标准指数中，液化天然气运输船每天可消耗约175mT的HF0，使用液体燃料每天将需要大约11本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种转变蒸汽涡轮动力液化天然气运输船的方法，尤其是用于运输液化天然气的运输船，其特征在于它改变了推进，通过添加一个或几个发电机组（47），通过配电板（48）和转换器（50），向一个或多个电力推进发动机（30，31）供电，由存在于蒸汽涡轮机（2，3）推进装置的齿轮箱（25）或输出轴线组件的机械连接发射功率，输出轴线组件理解为主要由中间船头轴（19）、在适当情况下的中间船尾轴（20）以及操作所述推进器（24）的推进器轴（23）所限定，保持了蒸汽涡轮机推进设备，使得转变后的运输船还具有柴油电力推进器和结合前述两者的混合推进器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.01.13 ES P2012300501.一种转变蒸汽涡轮动力液化天然气运输船的方法，尤其是用于运输液化天然气的运输船，其特征在于它改变了推进，通过添加一个或几个发电机组(47)，通过配电板(48)和转换器(50)，向一个或多个电力推进发动机(30，31)供电，由存在于蒸汽涡轮机(2，3)推进装置的齿轮箱(25)或输出轴线组件的机械连接发射功率，输出轴线组件理解为主要由中间船头轴(19)、在适当情况下的中间船尾轴(20)以及操作所述推进器(24)的推进器轴(23)所限定，保持了蒸汽涡轮机推进设备，使得转变后的运输船还具有柴油电力推进器和结合前述两者的混合推进器。2.根据权利要求1所述的转变蒸汽涡轮动力液化天然气运输船的方法，其特征在于它包括增加发电机组(47)的辅助组件，其选自由高压配电板(48)、变压器(49)、转换器(50)、附加低电压配电板(51)、天然气压缩机(52)，天然气热交换器(53)、泵(54)、净化器(55)、电动发电机的辅助热交换器(56)和废气锅炉(57)组成的组。3.根据前述权利要求所述的转变蒸汽涡轮动力液化天然气运输船的方法，其特征在于电动发电机(47)和它们的辅助组件(48、49、50、51、54、55、56、57)的相当一部分都分布安装在位于主甲板上接近或邻近发动机舱棚室的几个预制模块中，除了天然气压缩机和热交换器(52、53)，天然气压缩机和热交换器(52、53)将安装在存在于所有液化天然气运输船的压缩机室的新模块中，该新模块邻近或在所述室的附近。4.根据任一前述权利要求所述的转变蒸汽涡轮动力液化天然气运输船的方法，其特征在于该电动发电机(47 )是双燃料柴油发电机，导致结合燃气涡轮机类型的现有蒸汽涡轮机(2、3)推进的柴油电力推进，导致结合现有蒸汽涡轮机(2、3)推进的涡轮电力推进，或者是柴油和燃气涡轮机结合，导致结合现有蒸汽涡轮机(2、3)推进的复合柴油涡轮电力推进。5.根据任一前述权利要求所述的转变蒸汽涡轮动力液化天然气运输船的方法，其特征在于在现有齿轮箱(25)中直接引入电力推进发动机(30、31)的机械功率，通过改进或替换低压侧上的锥形联轴器(9)和高压侧上的具有改进的锥形联轴器(26、27)的另一锥形联轴器(10)而改进现有齿轮箱(25)的称为套筒轴的具有低压侧另一内部轴(13)的空心轴和具有高压侧另一内部轴(14)的空心轴的船尾端件的第一阶段，以继续通过连接到预先安装在齿轮箱(25 )中的改进的锥形联轴器(26、27 )的弹性联轴器和/或离合器(28、29 )连接相应电力推进发动机(30、31)的阶段，将电力推进发动机(30、31)定位在船尾的齿轮箱(25)中。6.根据权利要求1-4中任一所述的转变蒸汽涡轮动力液化天然气运输船的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗朗西斯科·哈维尔·赛斯·帕尔加，
申请(专利权)人：埃尔卡诺航运股份有限公司，
类型：发明
国别省市：西班牙;ES