CN106005296A - 一种全电力推进车客渡船 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种全电力推进车客渡船，包括船体，船体上设有发电部件、配供电部件、推进部件、推进器部件、控制管理部件和开关部件；发电部件设为发电机组，配供电部件设为配电柜，推进部件设为变频器，推进器部件设为电驱舵桨，电驱舵桨采用电驱全回转舵桨，配电柜、变频器和电驱舵桨依次连接，且配电柜、变频器和电驱舵桨的数量分别设为两组，控制管理部件分别与配电柜、变频器和电驱舵桨相连接，配电柜与日常用电的部件相连接；其占用空间小，传动损失小，工作噪音和振动小。

Description

一种全电力推进车客渡船
技术领域
本发明属于船舶技术领域，具体涉及一种全电力推进车客渡船。
背景技术
随着第一艘对转桨全回转汽车渡船开始营运，从此，先进的全回转舵桨取代了四桨八舵的常规推进方式，极大地提高了车客渡运的安全性和营运经济效益。近年来，车客渡船的设计及设备制造水平进行了持续提升，但推进方式仍旧采用柴油机机械推进形式。现有的较为先进的车客渡船推进方式基本上采用的是柴油机加长轴系驱动Z(L)型舵桨的形式，这种机械式Z(L)型驱动方式由于轴系较长，且存在一定的角度布置，需要多组中间轴承及万向联轴器，因而存在机器处所布置要求较高，占用空间多，传动损失较大，工作噪音、振动也很大等问题。为此，需要一种全电力推进车客渡船，解决现有技术中所存在的上述问题，使其占用空间小，传动损失小，工作噪音和振动小。
发明内容
本发明提供一种全电力推进车客渡船，解决现有技术中所存在的机器处所布置要求较高，占用空间多，传动损失较大，工作噪音、振动也很大等问题，使其占用空间小，传动损失小，工作噪音和振动小。
为实现上述目的，本发明提供一种全电力推进车客渡船，包括船体，船体上设有发电部件、配供电部件、推进部件、推进器部件、控制管理部件和开关部件；发电部件设为发电机组，配供电部件设为配电柜，推进部件设为变频器，推进器部件设为电驱舵桨，电驱舵桨采用电驱全回转舵桨，配电柜、变频器和电驱舵桨依次连接，且配电柜、变频器和电驱舵桨的数量分别设为两组，控制管理部件分别与配电柜、变频器和电驱舵桨相连接，配电柜与日常用电的部件相连接。
在以上方案中优选的是，开关部件的数量为三个。
还可以优选的是，控制管理部件设为舵桨控制系统。
还可以优选的是，控制管理部件设为PMS(电站功率管理)系统。
还可以优选的是，发电机组设为柴油发电机组。
还可以优选的是，柴油发电机组的数量为三台。
还可以优选的是，三台柴油发电机组中第一台为239kW的柴油发电机组。
还可以优选的是，三台柴油发电机组中第二台为300kW的柴油发电机组。
还可以优选的是，三台柴油发电机组中第三台为239kW的备用柴油发电机组。
还可以优选的是，电驱全回转舵桨设为电力驱动全回转Z型或L型舵桨。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明提供了一种全电力推进车客渡船，能够解决现有技术中所存在的机器处所布置要求较高，占用空间多，传动损失较大，工作噪音、振动也很大等问题，其占用空间小，传动损失小，工作噪音和振动小。其具有如下有益效果：(1)提高车客渡船的操纵性、抗沉性、安全性、快捷性；(3)提高车客渡船发动机综合工作效率及车客渡运的经济性，控制、改善了船舶的噪音和振动，节能减排效果大大优于柴油机机械推进车客渡船；(4)操纵控制方便，起动加速性好，制动快，正、反车速度切换快，推进电机转速易于控制调节，正反转各种转速下都能提供恒定转矩，因而能得到最佳工作特性，提高了渡船的操纵性；(5)取消了传统机械推进系统的长轴系，提高了机电设备布置的灵活性，减少了主甲板下舱室的通道开孔，增加了水密分隔空间数量，降低了船舶的破舱概率，提高了抗沉性；机器处所在船舶总体布置中的灵活性提高，可以减少逃生出口的数量，减少了主甲板的开口数量，增强了船体强度；提高了航行安全性；(6)可根据推进工况要求来确定在网发电机台数，使每台发电机工作在较为理想的负荷空间，从而保证柴油机燃烧效率良好，不仅提高了推进效率，而且废气排放减少，使船舶更加绿色环保；(7)柴油发电机采用弹性安装底座，运行转速恒定，与用电设备和船体无直接联结，减少了振动和噪声，有利于控制、改善船舶的噪音和振动。
附图说明
图1为本发明的全电力推进车客渡船的系统结构框图；
图2为本发明的全电力推进车客渡船的一个实施例的侧视图；
图3为按照图2所示实施例的本发明的全电力推进车客渡船的正视图；
图4为按照图2所示实施例的本发明的全电力推进车客渡船的甲板平面示意图；
图5为按照图2所示实施例的本发明的全电力推进车客渡船的上客舱甲板平面示意图；
图6为按照图2所示实施例的本发明的全电力推进车客渡船的桥楼平台甲板示意图；
图7为按照图2所示实施例的本发明的全电力推进车客渡船的舱底平面示意图；
图8为按照图2所示实施例的本发明的全电力推进车客渡船的驾驶甲板平面图；
图9为本发明的全电力推进车客渡船的另一个实施例的侧视图；
图10为按照图9所示实施例的本发明的全电力推进车客渡船的正视图；
图11为按照图9所示实施例的本发明的全电力推进车客渡船的甲板平面示意图；
图12为按照图9所示实施例的本发明的全电力推进车客渡船的旅客甲板示意图；
图13为按照图9所示实施例的本发明的全电力推进车客渡船的舱底平面示意图；
图14为按照图9所示实施例的本发明的全电力推进车客渡船的驾驶甲板示意图；
图15为按照图9所示实施例的本发明的全电力推进车客渡船的居住甲板示意图；
图16为本发明的全电力推进车客渡船的又一个实施例的侧视图；
图17为按照图16所示实施例的本发明的全电力推进车客渡船的正视图；
图18为按照图16所示实施例的本发明的全电力推进车客渡船的主甲板平面示意图；
图19为按照图16所示实施例的本发明的全电力推进车客渡船的居住甲板示意图；
图20为按照图16所示实施例的本发明的全电力推进车客渡船的室外布置简图；
图21为按照图16所示实施例的本发明的全电力推进车客渡船的舱底示意图；
图22为按照图16所示实施例的本发明的全电力推进车客渡船的驾驶甲板示意图；
图23为按照图16所示实施例的本发明的全电力推进车客渡船的桥楼平台甲板示意图；
图24为按照图16所示实施例的本发明的全电力推进车客渡船的罗经甲板示意图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合具体实施例对本发明作了详细说明。但是，显然可对本发明进行不同的变型和改型而不超出后附权利要求限定的本发明更宽的精神和范围。因此，以下实施例具有例示性的而没有限制的含义。
实施例:
一种全电力推进车客渡船，包括船体，船体上设有发电部件、配供电部件、推进部件、推进器部件、控制管理部件和开关部件；发电部件设为发电机组，配供电部件设为配电柜，推进部件设为变频器，推进器部件设为电驱舵桨，电驱舵桨采用电驱全回转舵桨，配电柜、变频器和电驱舵桨依次连接，且配电柜、变频器和电驱舵桨的数量分别设为两组，控制管理部件分别与配电柜、变频器和电驱舵桨相连接，配电柜与日常用电的部件相连接。
在上述实施例中，开关部件的数量为三个。
在上述实施例中，控制管理部件设为舵桨控制系统。
在上述实施例中，控制管理部件设为PMS(电站功率管理系统)系统。
在上述实施例中，发电机组设为柴油发电机组。
在上述实施例中，柴油发电机组的数量为三台。
在上述实施例中，三台柴油发电机组中第一台为239kW的柴油发电机组。
在上述实施例中，三台柴油发电机组中第二台为300kW的柴油发电机组。
在上述实施例中，三台柴油发电机组中第三台为239kW的备用柴油发电机组。
在上述实施例中，电驱全回转舵桨设为电力驱动全回转Z型或L型舵桨。
本发明的全电力推进车客渡船，通过如下方案解决了如下技术问题：(1)根据船舶的航速、型线等主要要素，结合阻力推进等水动力学核算，计算出船舶所需推进功率，车客渡船除推进外的其他用电功率很小，主要是控制用电、灯具用电及舱室小型空调用电等，在设计考虑电站功率时应一并计入总发电容量，避免另设发电机组或是主电站功率偏小，给船舶供电带来风险。需综合考虑船舶操纵过程中对推进功率的变化幅度要求，确定发电机组的台数，并制定出相应的并车、解列策略，既保证在网发电机组负荷率最优化，燃烧效率较高，同时避免或降低电网失电的风险；(2)船上用电设备包含大量非线性特性电气设备，电源供给的是正弦波形电压，但由于非线性电气设备具有非线性电压-电流特性，因而在电网中产生了大量谐波。这部分谐波的主要来源是变频器，并且是电网中谐波的主要来源，需要重点抑制、治理。车客渡船电力推进系统采用有源前端(AFE)技术，使配电系统各处(包括主配电板、分电力配电板、电力推进专用汇流排等处)的电压波形的总谐波失真(THD)中国船级社(CCS)规范规定；(3)车客渡船主电网电压选择400V低压系统有利于系统构成和设备选型；(4)研发的长江车客渡船的自动化控制系统包括发电机组、配电控制系统、电站功率管理系统(PMS)及推进装置控制系统。PMS是电力推进船舶的关键控制系统之一，主要完成发电机组控制和能量管理等功能，保障供电系统为船舶电力推进系统及其它用电设备提供可靠、稳定的电力供应。
本发明的全电力推进车客渡船，其实现了如下船型功能性：(1)采用(一台239kW和一台300kW机组全程运行，另一台239kW机组备用)三台柴油发电机组构成发电模块，根据推进工况要求来确定在网发电机台数，使得柴油机燃烧效率良好，提高了船舶节能减排效果；(2)采用有源前端(AFE)技术，使配电系统各处的电压波形的总谐波失真(THD)中国船级社(CCS)规范规定，比采用被动型谐波抑制技术和多相整流主动型谐波抑制技术对谐波的抑制、治理效果更好；(3)400V低压电网系统与大部分船用设备的电制相匹配，减少了中间变电环节，节能效果更好，可靠性更高；(4)电站功率管理系统(PMS)通过配电装置对船舶电量进行分配，合理调节在网发电机组的负荷率，最大限度地利用电站的功率，可以在保证船舶电力系统安全的前提下最大限度的节省能源，提高船舶经济性；同时对推进控制单元的负荷状态进行监控，防止发电机组超载，避免全船停电危险发生。
尽管以上已经对本发明的各种优选实施方式和特征进行了描述，但在不脱离本发明的目的和宗旨的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明做出许多变化、补充、改变和删减。以上结合本发明的具体实施例做的详细描述，并非是对本发明的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，均仍属于本发明技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种全电力推进车客渡船，包括船体，其特征在于：船体上设有发电部件、配供电部件、推进部件、推进器部件、控制管理部件和开关部件；发电部件设为发电机组，配供电部件设为配电柜，推进部件设为变频器，推进器部件设为电驱舵桨，电驱舵桨采用电驱全回转舵桨，配电柜、变频器和电驱舵桨依次连接，且配电柜、变频器和电驱舵桨的数量分别设为两组，控制管理部件分别与配电柜、变频器和电驱舵桨相连接，配电柜与日常用电的部件相连接。
2.如权利要求1所述的全电力推进车客渡船，其特征在于：开关部件的数量为三个。
3.如权利要求1所述的全电力推进车客渡船，其特征在于：控制管理部件设为舵桨控制系统。
4.如权利要求3所述的全电力推进车客渡船，其特征在于：控制管理部件设为电站功率管理系统。
5.如权利要求4所述的全电力推进车客渡船，其特征在于：发电机组设为柴油发电机组。
6.如权利要求5所述的全电力推进车客渡船，其特征在于：柴油发电机组的数量为三台。
7.如权利要求6所述的全电力推进车客渡船，其特征在于：三台柴油发电机组中第一台为239kW的柴油发电机组。
8.如权利要求7所述的全电力推进车客渡船，其特征在于：三台柴油发电机组中第二台为300kW的柴油发电机组。
9.如权利要求8所述的全电力推进车客渡船，其特征在于：三台柴油发电机组中第三台为239kW的备用柴油发电机组。
10.如权利要求1-9中任一项所述的全电力推进车客渡船，其特征在于：电驱全回转舵桨设为电力驱动全回转Z型或L型舵桨。
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