DE1488950A1

DE1488950A1 - System for on-board power supply of a turbine-powered ship

Info

Publication number: DE1488950A1
Application number: DE19651488950
Authority: DE
Inventors: Ziegler Dipl-Ing Carl-August
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1965-04-23
Filing date: 1965-04-23
Publication date: 1969-07-03
Also published as: GB1136646A

Description

LicentiaLicentia

Frankfurt / Kain, Theodcr-Stern-Kai 1

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20.4.6520.4.65

Gra/alGra / al

Anlage zur Bordnetzversorgung eines turbinengetriebenen SchiffesSystem for the on-board power supply of a turbine-powered ship

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Bordnetzvereorgung eines turbinengetriebenen Schiffest dessen Hauptturbine auch einen «7ellengenerator zur Lieferung der Wirkleistung für das Bordnetz antreibt, wobei eine im Bormalbetrieb als Phasenschieber arbeitende elektrische Maschine an das Bordnetz angeschlossen ist.The invention relates to a system for supplying a vehicle electrical system turbine-driven ship, the main turbine of which is also a cell generator to deliver the active power for the on-board network drives, with an electrical machine operating as a phase shifter in normal operation being connected to the vehicle electrical system.

Wird bei Schiffen mit einer Turbine als Hauptantrieb das Bordnetz von einem Wellengenerator versorgt, so kommt der Wellengenerator für die Stromversorgung nicht mehr infrage, wenn die Antriebsdrehzahl unvorhergesehen, z.B. infolge eines Stop-ManÖvers, unter einen bestimmten Wert sinkt. Zur Aufrechterhaltung der Stromversorgung wird deshalb ein weiterer Generator vorgesehen, der im Notfall das Bordnetz versorgt. Wichtig hierbei ist, daß nach Möglichkeit die Stromversorgung nicht unterbrochen wird»If the on-board network is supplied by a wave generator on ships with a turbine as the main drive, the wave generator comes into play for the power supply no longer an option if the Unforeseen drive speed, e.g. as a result of a stop maneuver, drops below a certain value. An additional generator is therefore provided to maintain the power supply, which supplies the vehicle electrical system in an emergency. It is important that the power supply is not interrupted if possible »

üb ist nun eine Bordnetzvereorgung bekannt, bei der parallel zum Tfellengenerator eine weitere elektrische Maschine geschaltet ist, die zumeist übererregt arbeitet und im Normalfall den Blindstrombedarf des Bordnetzes deckt. Auf der Welle dieser Maschine sitzen ein Schwungrad und eine Kupplung, die zum Ankuppeln eines Dieselaggregates dient .Im Normalfall ist diese Kupplung geöffnet. Wird la Notfall die Maschine als Generator zur Stromversorgung herangezogen, wird sie zunächst durch die Schwungenergie des Schwungrades und dann, nachdem das Dieselaggregat angekuppelt worden ist, von diesem angetrieben« Der Nachteil dieser bekannten Anlage liegt darin, daß trotz des Schwungrades¹ eine Störung In der Stromversorgung eintritt, weil das Dieselaggregat awangsiaufig eine bestimmte AnlaufzeitAn on-board power supply is now known in which a further electrical machine is connected in parallel to the panel generator, which mostly works overexcited and normally covers the reactive power requirement of the on-board power supply. On the shaft of this machine there is a flywheel and a coupling that is used to couple a diesel unit. This coupling is normally open. Is la emergency used the machine as a generator for power supply, it is first by the kinetic energy of the flywheel and then, after the diesel engine has been coupled, from this driven "The disadvantage of this known system is that in spite of the flywheel ¹ is a disruption in the Power supply occurs because the diesel generator set awangsiaufig a certain start-up time

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benötigt. Bine Störung dee Bordnetzes gerade in einem solchen Fall soll aber unter allen Umständen vermieden werden. Bs wird immer schwer sein« einen Einbruch in die Bordnetzversorgung bei einer solchen Umschaltung in vollem Umfang zu vermeiden. Die Erfindung hat die Aufgabe, einen Bordnetzauefall wsitgehend herabzusetzen und geht bei der Lösung der Aufgabe davon aus, daß bei einem turbinengetriebenen Schiff Antriebedampf ständig zur Verfügung steht, und «Ine Turbine ständig, von einerangekuppelten elektrischen Maschine angetrieben, leer mitlaufen kann»needed. A disruption of the on-board network, especially in one of these Fall should be avoided at all costs. Bs will always be difficult « to avoid such a switchover in its entirety. The invention has the task of continuously reducing an on-board network failure and in solving the problem assumes that propulsion steam is always available in a turbine-powered ship, and that the turbine is always available from a coupled one driven by an electric machine, can run along empty »

Die Erfindung schlägt deshalb eine Anlage zur BordnetζVersorgung vor, in der Art, da3 die zusätzlich am Bordnetz angeschlossene elektrische Maschine' etwa die für die Bordnetzversorgung erforderliche Leistung hat und direkt oder über ein Getriebe mit einer HiIfsturbine gekuppelt ist, die mittels eines steuerbaren Ventile dann an die Dampfzufuhr der Hauptturbine angeschlossen wird, wenn die Drehzahl der Hauptturbine unter einen bestimmten Wert abgesunken ist«The invention therefore proposes a system for on-board supply before, in the way that the electrical machine additionally connected to the on-board network is about the one required for the on-board network supply Has power and is coupled directly or via a gearbox with an auxiliary turbine, which is controlled by means of a valve is then connected to the steam supply of the main turbine when the speed of the main turbine falls below a certain value has sunk "

Dadurch, daß die bereits am Bordnetz angeschlossene elektrische Maschine bei einem Betrieb als Phasenschieber ständig umläuft und fest mit der Hilfsturbine gelcuppelt ist, kann der Antrieb der* jetzt als Generator arbeitenden elektrischen Maschine durch die Hilfstarbine in Notfall unmittelbar erfolgen, indem über das steuerbare¹ Ventil die Dampfzufuhr geöffnet wird. Ee tritt hierbei also kein Zeitverlust ein. Um während des ungestörten Betriebes die Ventilationsverluste herabzusetzen und bei einer Störung sofortige Betriebsbereitschaft ohne Umschaltungen auf der Abdampfseite tu ermöglichen, ist es dabei von Vorteil, wenn die Hilfsturbine ständig ausgangsseitig an den Kondensator der Hauptturbine angeschlossen ist·Because the electrical machine, which is already connected to the on-board network, continuously rotates when operated as a phase shifter and is permanently coupled to the auxiliary turbine, the electrical machine, which is now working as a generator, can be driven directly by the auxiliary starbine in an emergency by using the controllable ¹ valve the steam supply is opened. So there is no loss of time here. In order to reduce ventilation losses during undisturbed operation and to enable immediate readiness for operation without switching on the exhaust steam side in the event of a malfunction, it is advantageous if the auxiliary turbine is constantly connected on the output side to the condenser of the main turbine.

Während die Hilfsturbine die als Generator arbeitende elektrische Maschine antreibt und die Hetzversorgung auf diese Art und Weise erfolgt, wird Bückleistung in den mit der Hauptturbine gekuppeltenWhile the auxiliary turbine drives the electrical machine working as a generator and the power supply in this way occurs, reverse power is performed in those coupled to the main turbine

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tfellengenerator fließen, da seine Drehzahl kleiner als diejenige der elektrischen Maschine ist. Dazu wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß ein Hückleistungsrelaia vorgesehen ist, das bei Fließen von Riickleistung den Wellengenerator vom Bordnetz abschaltet. skin generator flow because its speed is less than that of the electrical machine. For this purpose, it is proposed according to the invention, that a Hückleistungsrelaia is provided that at The flow of reverse power switches off the shaft generator from the vehicle electrical system.

Damit die Hilfsturbine in der Lage ist, den Antrieb des Generators unmittelbar su übernehmen, wird weiterhin vorgeschlagen, daS parallel sub fernbetätigbaren Ventil ein Bypass geschaltet ist, durch den die Hllfsturbine ständig mit Heiz- und Sperrdampf versorgt wird. So that the auxiliary turbine is able to drive the generator Immediately take over, it is further suggested that a bypass is connected in parallel with the remote-controlled valve, through which the auxiliary turbine is constantly supplied with heating and sealing steam.

Sin weiterer Vorschlag gemäß der Erfindung besteht darin, daß die Erregerwicklungen des Wellengenerators und der elektrischen Maschine oder ihre Srregermaschiaen parallel geschaltet sind und von einer einzigen Erregerstromquelle erregt werden.Sin another proposal according to the invention is that the excitation windings of the wave generator and the electrical Machine or its Srregermaschiaen are connected in parallel and are excited by a single excitation current source.

Da die Hilfeturbine selten den Antrieb der dann als Generator arbeitenden elektrischen Maschine übernimmt, ist es nicht erforderlich, daß sie einen guten Wirkungsgrad besitzt. Bs ist ausreichend, daS als Hilfsturbine eine Turbine mit einem einzigen Laufrad, z.B. einem Curtissrad, vorgesehen ist* Diese Turbine hat dann zwar keinen guten Wirkungsgrad, ist dafür aber sehr billig. Tür die kurzen Zeiten, die dann die Hilfsturbine im Bedarfsfall als Antriebsmaschine läuft, kann ein sohlechter Wirkungsgrad ohne weiteres in Kauf genommen werden«Since the auxiliary turbine seldom takes over the drive of the electrical machine then working as a generator, it is not necessary that it has a good degree of efficiency. It is sufficient that a single turbine is used as the auxiliary turbine Impeller, e.g. a Curtiss wheel, is provided * This turbine then it does not have a good degree of efficiency, but it is very cheap. Door the short times, which then the auxiliary turbine in case of need runs as a prime mover, a low level of efficiency can be accepted without further ado «

In der Zeichnung ist «in Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Bordnetsversorgung dargestellt. Sine Turbine 1o treibt über ein Getriebe 13 und ein· Welle 11 einen Propeller 12. Vom Getriebe wird ein Wellengenerator 1* angetrieben, der in ein Bordnetz einspeist. Parallel sum Generator 14 ist eine elektrische Maschine 1*6 geschaltet, die direkt oder über ein Getriebe mit einer Hilfsturbine 17 gekoppelt ist. Die Hilfsturbine 17 liegt ständig am hier nicht dargestellten Kondensator der Hauptturbine io.In the drawing is «an embodiment of the invention On-board supply shown. Sine turbine 1o drives over a Transmission 13 and a · shaft 11 a propeller 12. A shaft generator 1 * is driven by the transmission and is fed into an on-board network feeds. In parallel, the generator 14 is an electrical machine 1 * 6 switched, which is coupled to an auxiliary turbine 17 directly or via a gearbox. The auxiliary turbine 17 is constantly on the condenser, not shown here, of the main turbine io.

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Die Dampfaufuhr zur Hilfsturbine 17 ist durch ein magnetisch ■betätigbares Ventil ^8 unterbrochen, Parallel zum Ventil 18 ist ein Bypass '9 geschaltet. Am Bordnetz 15 ist ein Frequenzrelais angeschlossen, de.n elektrisch mit dem Ventil 18 verbunden iste In der Zuleitung vom Wcllengetwrator 14 aum Bordnetz 15 befindet «ich ein Rückleist-vuibSrelais 2^-The steam supply to the auxiliary turbine 17 is activated by a magnet Valve ^ 8 interrupted, parallel to valve 18 is a bypass' 9 switched. A frequency relay is on the vehicle electrical system 15 connected, de.n is electrically connected to the valve 18 Located in the supply line from the Wcllengetwrator 14 to the on-board network 15 «I a reverse power vuibSrelais 2 ^ -

lai Konaalbetrieb speist; der Wellengenerator 1* das Bordnetz 15,. V<ie elektrische Maschine 16 läuft leer mit oder versorgt als Phasenschieber das Bordnetz 15 mit Blindstrom. Die Hilfsturbine läuft mit der elektrischen Maschine 16 mit um und wird über den Bypass 19 mit Heiz- und Sperrdampf versorgte Bas Ventil 18 ist dabei geschlossen Unterschreitet die Drehzahl des tfellengenerators 14 und damit die !Frequenz des Bordnetzes einen bestimmten Wert, wird über das Frequenzrelais 2o das magnetiach betätigbare Ventil 18 geöffnet. Die Hilfsturbine 17 erhält sofort Dampfzufuhr und kann die elektrische Maschine 16 unmittelbar antreiben, die dann als Generator arbeitet und die Bordnetzvereorgung übernimmt. Eine Unterbrechung der Bordnetζversorgung tritt nicht ein. Das JRückleistungsrelaie 21 verhindert dabei, daß . leistung sum Wellengenerator 14 aurückfließt, indem er sofort vom Bordnetz 15 abgeschaltet wird.lai Konaalbetrieb feeds; the wave generator 1 * the vehicle electrical system 15 ,. V <he electrical machine 16 also runs idle or supplies the vehicle electrical system 15 with reactive current as a phase shifter. The auxiliary turbine rotates with the electrical machine 16 and is supplied with heating and sealing steam via the bypass 19. The valve 18 is closed the magnetically actuatable valve 18 is opened. The auxiliary turbine 17 is immediately supplied with steam and can drive the electrical machine 16 directly, which then works as a generator and takes over the on-board power supply. An interruption in the on-board supply does not occur. The JRückleistungsrelaie 21 prevents that. power sum wave generator 14 flows back in that it is immediately switched off from the electrical system 15.

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Claims

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E no. V

Patent claims:

System for the on-board supply of a turbine-driven Ship, whose main turbine also drives a shaft generator to deliver the active power for the on-board network, -wherein an electrical machine working in normal operation as a phase shifter is connected to the on-board network, thereby characterized in that the electrical machine has approximately the power required for the on-board power supply and is coupled directly or via a transmission with an auxiliary turbine, which is then connected to the steam supply by means of a controllable valve the main turbine is connected when the speed of the main turbine has dropped below a certain value.

2 ο System according to claim 1, characterized in that the auxiliary turbine is connected on the output side to the condenser of the main turbine.

5. Installation according to claim 1, characterized in that there is a reverse power relay it is provided that when reverse power flows to the shaft generator, it disconnects it from the on-board network.

4 ». Installation according to claim 1, characterized in that it is parallel A bypass is switched to the remotely operated valve, by means of which the auxiliary turbine is continuously supplied with heating and sealing steam will.

JJJ 5, system according to claim 1, characterized in that the Krre * ·> Winding of the shaft generator and the electric motor ^ machine or its sprinkler machines are connected in parallel cn and are excited by a single excitation current source.

6 »Plant according to Claim 1, characterized in that as Auxiliary turbine a turbine with a single impeller, e.g. a Curtiss wheel, is provided.

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