DE2109501B2 - DRIVE MACHINE SYSTEM FOR TANKER SHIPS FOR THE TRANSPORT OF LIQUID, COMBUSTIBLE GASES - Google Patents

DRIVE MACHINE SYSTEM FOR TANKER SHIPS FOR THE TRANSPORT OF LIQUID, COMBUSTIBLE GASES

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DE2109501B2 DE19712109501 DE2109501A DE2109501B2 DE 2109501 B2 DE2109501 B2 DE 2109501B2 DE 19712109501 DE19712109501 DE 19712109501 DE 2109501 A DE2109501 A DE 2109501A DE 2109501 B2 DE2109501 B2 DE 2109501B2
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Joergen Esrum Maimann (Danemark)
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Aktieselskabet Burmeister & Wain's Motor og Maskinfabnk af 1971, Kopen hagen
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Description

3030th

Die Erfindung betrifft eine Antriel ■.maschinenanlage Tür Tankschiffe zum Transport verflüssigter, brennbarer Gase, bei der wahlweise flüssiger Brennstoff allein oder noch zusätzlich die Dämpfe der Flüssiggase als Ί reibsloff verwendet werden können.The invention relates to a drive machine system Door tankers for the transport of liquefied, flammable gases, with the option of liquid fuel alone or in addition, the vapors of the liquefied gases can be used as a friction slipper.

Beim Transport der vorgenannten verflüssigten und brennbaren Gase, deren Siedepunkt bei atmosphärischem Druck sehr tief liegt, z. B. für Methan etwa bei ν 164 C«. läßt sich auch bei guter Isolierung der Tankbehälter eine Verdampfung der Flüs- ;o siggasc nicht ganz vermeiden. Neben der Möglichkeit, die während der Γ herfahrt von Tankschiffen anfallenden Dampfmengen durch Rückkühlung wieder zu \erflüssigen und in die Tanks zurückzuführen, ist die wesentlich wirtschaftlichere Lösung bekanntgeworden, die anfallenden Dämpfe für den Schiffsantrieb mitzuverwenden.When transporting the aforementioned liquefied and flammable gases whose boiling point is at atmospheric Pressure is very low, e.g. B. for methane at about ν 164 C «. can also be used with good insulation the tank container an evaporation of the liquid; o Do not avoid siggasc entirely. In addition to the possibility of being transported by tankers to dissipate the amount of steam generated by recooling and to return it to the tanks, the much more economical solution has become known, to use the resulting vapors for the ship propulsion.

Man hat zunächst zu vorgenannten Zwecken Mischbrenner entwickelt und diese in Verbindung mit Dampferzeugerkesseln und Dampfturbinen verwer.det. Um den hierdurch bedingten Aufwand zu vermindern, sind die eingangs genannten Anlriebsmaschinenanlagcn fur Tankschiffe entwickelt worden, die r.iit Diesel-Gas-Motoren arbeiten und bei denen, allerdings unter Zuhilfenahme eines relativ aufwendigen Systems, wahlweise flüssiger Kraftstoff oder dessen Dämpfe sowie auch Mischungen beider Komponenten zugeführt werden können. Dieses in der Fachwelt unter der Bezeichnung »Dual-fuel«- System bekannte Verfahren weist jedoch folgende Eigenarten auf:It has been initially developed for the aforementioned purposes mix burner and this verwer.det in conjunction with steam generator boilers and steam turbines. In order to reduce the effort involved, the drive machine systems mentioned at the beginning have been developed for tankers that work with diesel-gas engines and where, with the aid of a relatively complex system, either liquid fuel or its vapors as well as mixtures of both Components can be fed. However, this method, known in the specialist field as the "dual-fuel" system, has the following characteristics:

Ein Dicscl-Gas-Motor hat bei Verwendung der Gasdämpfe als Brennstoff einen erheblich kleineren Wirkungsgrad als ein nur für die Verbrennung von Dieselöl bestimmter Motor gleicher Abmessungen. Da der größte Leistungsbedarf der Tanker bei der Fahrt unter Vollast besteht, auf der anderen Seite aber nur bei beladenem Schiff Dämpfe aer Flüssiggase auftreten, die verwendet werden sollen, ergibt sich die Notwendigkeit, die Antriebsmaschinenanluge wesentlich größer zu bauen, als sie bei Verwendung einer ausschließlich mit Dieselöl betriebenen Anii.gc erlorderiich ist. Damit werden die Anschaffungskosten und der Platzbedarf einer derartigen Maschinenanlage für den Betrieb mit flüssigem und daiiipilörmigem Brennstoff in bekannter Ausführung außerordentlich groß. Weiterhin ist zu beachten, daß die Menm: der anfallenden Gasdämpfe in starkem Maße von "i'emperaturschwanklingen abhängig ist. so dal.', bei Ausnutzung dieser Gasdämple das Mischungsverhältnis mit dem Dieselöl sehr variabel sein muß. Dies bedingt einen komplizierten und teuren sowie störanfälligen Überwachungs- und Regelapparat.A Dicscl gas engine has when using the Gas vapors as a fuel have a significantly lower degree of efficiency than one just for the combustion of Diesel oil of certain engines of the same dimensions. Since the greatest power requirement of the tanker is in the Voyage under full load exists, but on the other hand only when the ship is loaded with vapors of liquefied gases occur that are to be used, the need arises to the prime mover anluge to build much larger than when using an Anii.gc is required. This reduces the acquisition costs and the space required for such a machine system for operation with liquid and dull-shaped Fuel in a known design is extremely large. It should also be noted that the Menm: the gas vapors that occur is heavily dependent on temperature fluctuations. So dal. ', When using these gas dams, the mixing ratio with the diesel oil must be very variable. this requires a complicated and expensive as well as failure-prone monitoring and control apparatus.

Aufoibe vorliegender Erfindung ist es. eine Antriebsmaschinenanlage der einleitend näher beschriebenen Art /a\ schallen, welche es gestaltet, neben dem flüssigen Brennstott' jede anfallende Menge des Dampfes der Flüssiggase ohne komplizierte i'berwachungs- und Steuerlingseinrichtungen in wirksame Antriebsenergie umzuwandeln.On the basis of the present invention it is. an engine plant of the type / a \ closer described in the introduction sound which is designed to convert the liquid addition Brennstott 'all quantities of the vapor of liquefied without complicated i'berwachungs- and control devices in Ling effective drive energy.

Zur Lösung vorstehender Aufgabe sind in bekannter Weise als Antriebsmaschinen wenigstens zwei gesonderte Brennkraftmaschinen mit Hilfe einer Schaltkupplung auf eine Schraubenwelle koppelbar vorgesehen. \on denen die erste Brennkraftmaschine l'ih" den Betrieb mit ilüssigem Brennstoff dient und dauernd mit der Schraubenwelle gekuppelt ist. während die zweite Brennkraftmaschine zum Betrieb mit den Dämpfen der Flüssiggase eingerichtet ist.To solve the above problem are known in Way as driving machines at least two separate internal combustion engines with the help of a clutch provided so that it can be coupled to a screw shaft. \ on which the first internal combustion engine l'ih " is used for operation with liquid fuel and is permanently coupled to the propeller shaft. while the second internal combustion engine is set up to operate with the vapors of the liquefied gases.

In h.'wußler Abkehr von der Benutzung einer Mischung aus fliisMücm und gasförmigem Brennstoff i^i erfindungsgemäß eine getrennte Verarbeitung der Brennstoffe auf zwei gesonderte-. Antriebsbrennkraiimaschinen vorgeseher,, die daher optima! an den Brennstoff angepaßt sein können. Jede Maschine kann so ausgelegt werden, daß sie zusammen die erforderliche Gesamtleistung erbringen, und jede Maschine kann mit ihrem vollen Wirkungsgrad arbeiten.In h.'wussler abandonment of the use of a mixture from fliisMücm and gaseous fuel i ^ i according to the invention a separate processing of the fuels on two separate. Propulsion combustion machines provided, which is therefore optima! can be adapted to the fuel. Every machine can be designed to work together to provide the overall performance required, and any machine can work with its full efficiency.

hs >ind zwar Antriebsmaschinenanlagen mit zwei getrennten Antrieb>masc!iinen für Schiffe bekann'., von denen eine Antriebsmaschine durch eine ausrückbare Kupplung /u- und ahschaltbar ist. jedoch geht es bei diesen sogenannten Vater- und Sohn-Anlagen darum, bei Schiffen, welche häufig auf kürzere oder längere Zeitdauer mit sehr geringem Leistungsbcdarf arbeiten, zu vermeiden, daß die für den vollen Leistungsbedarf erforderliche Maschine in gedrosseltem Zustand über längere Zeit arbeiten muß. Bei diesen bekannten Vater- und Sohn-Anlagen tritt das der Erfindung zugrunde liegende Problem der Verarbeitung von Brennstoffen unterschiedlicher Aggregatzustände nicht auf.hs> ind drive machine systems with two separate drive mechanisms for ships known., one of which can be switched on and off by a disengageable clutch. However These so-called father and son systems are about ships, which are often shorter or work for longer periods of time with very little power consumption, to avoid the need for full Power requirement required machine has to work in a throttled state over a long period of time. With these known father and son systems occurs the problem underlying the invention of processing of fuels of different aggregate states does not arise.

Die erfindungsgeniäß ausgebildete Anlage ermöglicht es. im Gegensatz zu dem »Dual-fuel«-Prinzip. die maximale Antriebsleistung der Brennkraftmaschinen im belasteten Zustand des Tankschiffes zur Wirkung zu bringen, da im belasteten Zustand des Tankschiffes die Verdampfung der flüssigen Gase auftritt und somit beide Maschinen auf die Schraubenwelle mit voller Leistung arbeiten können, während man bei Fahrten unter Ballast, wenn sich kein Gas in den Tanks befindet, das Schiff allein mit der oder den Antriebsmaschinen antreibt, welche mit dem flüssigen Treibstoff betrieben werden.The system designed according to the invention enables it. in contrast to the "dual-fuel" principle. the maximum drive power of the internal combustion engine to bring into effect in the loaded state of the tanker, since in the loaded state of the Tanker the evaporation of the liquid gases occurs and thus both machines on the propeller shaft can work at full power while driving under ballast when there is none Gas is in the tanks, propels the ship solely with the engine or engines, which with run on liquid fuel.

Die beiden Antriebsmaschinen, welche mit den Treibstoffen in unterschiedlichen AggregatzuständenThe two prime movers, which with the fuels in different physical states

an UI ""at UI ""

beirieben werden, können jeweils optimal ausgelegt führungsleitung 17 ist uiare operated, can each optimally designed guide line 17 is ui

werden, und sie können jeweils in der Nähe desjeni- eines Hauptabsperrventils ^ .1!V,eschlossen Deibe, and they can each in the vicinity of a main shut-off valve ^. 1! V , closed Dei

gen Punktes arbeiten, in dem sie ihren maximalen regler 19 für die Gasturbine -at the point where you set your maximum regulator 19 for the gas turbine -

teil I UIiMWJ «u^iivii. in tiv-J ii ?»;v- nil v-ii πιαΛΐιιιαιν.ιι »^ö'w - t A^r 4» 1Wl I nsi'hti'Hpart I UIiMWJ «u ^ iivii. in tiv-J ii? »; v- nil v-ii πιαΛΐιιιαιν.ιι» ^ ö ' w - t A ^ r 4 » 1 Wl I nsi'hti'H

Wirkunasurad unter verschiedenen Betriebsverhält- Drehzahlregler I1J regelt je nach clfr f u ,u . nissen haben, so daß bei j»uter Wirtschaftlichkeit 5 Turbinendrehzahl die Gasmenge welche cnircn^eiiu ciwa die gleiche Marschaeschwindiekeit des Schiffes Leitung 20 den Brennkammern der Uas' u^ine_ /ι inner Ballast und unter Vollast beibehalten werden geführt wird. Von der Gasabführung* Ieg 1 > .uh.i k,nn eine Zwemleitunu 21 zu einem Ablaßvcntü 22. dasEfficiency wheel under different operating conditions Speed controller I 1 J regulates depending on the cl f r f u , u . nissen have so that with current economic efficiency 5 turbine speed the amount of gas which cnircn ^ eiiu ciwa the same marching speed of the ship line 20 the combustion chambers of the Uas' u ^ ine_ / ι internal ballast and are maintained under full load. From the gas outlet * Ieg 1> .uh.i k , nn a Zwemleitunu 21 to a discharge valve 22

Vorteilhaft ist es. wenn acmäß einer Weiterbildung als Sicherheitsventil für die LasUa"ks '"st*s°",'L. der Erfindung die erste Antriebsbrennkraftmaschine >» bei verschlossenem Absperrventil is uieiu. als Dieselmotor und die zweite Antriebsbrennkraft- Gasturbine 2 außer Betneb ist.It is beneficial. if according to a further development as a safety valve for the LasUa " ks '" st * s ° ",' L. of the invention, the first internal combustion engine>» with the shut-off valve is closed as a diesel engine and the second internal combustion engine gas turbine 2 is out of operation.

maschine als Gasturbine ausgebildet sind und die Wenn das Tankschiff unter Last lan.rl· "^. l™\ machine are designed as a gas turbine and the If the tanker under load lan.rl · "^. l ™ \

Gasturbine über ein Untersetzunnsuetriebe und die flüssigem Gas in den Lasttanks, is , '/..,Gas turbine via a reduction gear unit and the liquid gas in the load tanks, is, '/ ..,

Schaltkupplung mit der Schraubenwelle verbindbar sperrventil 18 geöffnet und die ^""'j^PP'1"1= ' ist I5 eindrückt, so daß die Schraubenwelle 4 sowohl vomClutch with the screw shaft connectable shut-off valve 18 opened and the ^ ""'j ^ PP' 1 " 1 = 'is I 5 depresses, so that the screw shaft 4 both from

Die F.rfindune wird nachstehend an Hand einer Di." -elmotor 1 als auch von ^r Gastu'b'ne- anS«-; Zeichnung näheV erläutert, welche rein schemalisch trieben wird. Fährt das la-Wrhill h.ngege u iu. ein AusfÜhrunasbeispiel der neuen Anlriebsanlaee Ballast, d. h. mit leeren I.asirinks. so.sum uu . wranschauliehL " turbine 2 still, und die Schaltkupplung 1 Os. _ ^The F.rfindune is explained below with the help of a Di. "-elmotor 1 as well as by Gastu'b'ne- an S"-; drawing nearV, which is driven purely schematically iu. an exemplary embodiment of the new Anlriebsanlaee ballast, ie with empty I.asirinks. so.sum uu . wranschauliehL "turbine 2 still, and the clutch 1 Os. _ ^

In der Zeiehnums ist die Antriebsmaschinenanlage ;o rückt. Das Tankschiff wird somit allein ν ο ml J. .1-niii einer ersten Antriebsbrennkrafimaschine in Form motor 1 angetrieben, dessen maximale - .In the Zeiehnums is the drive machine system; o is advancing. The tanker is thus alone ν ο ml J. .1-niii a first drive combustion engine in the form of motor 1 driven, its maximum -.

eines Dieselmotors 1. ζ. B. eines Zweitaktmotors, und Ix nessen ist. daß er gerade lur das »^ «■ ,nil einer zweiten Brennkraftmaschine in Form einer Tankschiffes unter BaIlast ^.™hl· ^' £m ^ Gasturbine 2 ausaerüstel. Die Kurbelwelle des Die- Energieverbrauch des lankschi Us wesentlich selmotorsl ist durch eine Kupplum-3 dauernd mit 25 ner ist als beim Fahren unter \ou.i"· einer Schraubenwelle 4 verbunden, die eine nicht ge- Als Beispiel für die praktische AusfuhruriL der .,.of a diesel engine 1. ζ. B. a two-stroke engine, and Ix is nessen. that he the "^" ■ nil a second internal combustion engine in the form of a tanker under BaIlast ^. ™ hl · ^ '£ m ^ gas turbine 2 ausaerüstel just lur. The crankshaft of the power consumption of the lankschi Us is essentially selmotorsl is connected by a clutch 3 with 25 ner than when driving under \ o u.i "· a screw shaft 4, which is not an example of the practical outlet., .

zeime Schraube tränt, welche das Antriebsorgan des findung sei angenommen, daß em Iankseh. ,1. c;, Schiffes bildet Die'Gasturbine 2 ist ausrückbar mit Transport von 10000t llussigen Cu^ses νory. sehe, der Schraubenwelle 4 «ekuppeh. und zwar durch ein ist. bei dem man normalerweise dam. reUinet. al. Untersetzungsgetriebe 5, das ein Ritzelfi an der An- 30 die aus den Lasttanks ve. dampfte M enge iks Iu triebswelle der Turbine umfaßt, welches sich im Ein- siggases etwa 0.3» «der Ladung P.^ .^^~ ' ^ uriff mit einem Zahnrad 7 an einer Zwischenwelle 8 trägt, d. h. etwa 1.2.. t pro Stunde. Be. ν Her Ausnutbefindet. die auch ein Ritzel 9 trägt, das sich durch zung der verdammten Gasmenge .η unu Gas urb.iK eine ausrückbare Schaltkupplune 10. z.B. eine La- können etwa 7400 PS entwickelt* e den. » U·- mellenkunplun». kraftschlüssie mit der Zwischen- 35 stung des Dieselmotors kann somit bun F. re de welle 8 verbinden läßt. iW ein Zwischenrad 11 Tankschiffes unter Last durch eine Lust mg d ,reibt das Ritzel 9 ein Zahnrad 12 auf der Schrau- Größe ergänzt werden. Da der no male ^™^ benwelle 4-in darf eines Tankschiffes der erwähnten Große etwaZeime screw tears, which is the driving mechanism of the invention, is assumed that em Iankseh. ,1. c ; The gas turbine 2 can be disengaged with the transport of 10,000 t of liquid Cu ^ ses νory. see, the screw shaft 4 «ekuppeh. and through one is. where you usually dam. reUinet. al. Reduction gear 5, which has a pinion gear on the to 30 which ve from the load tanks. Steamed M close iks Iu drive shaft of the turbine, which in the single gas carries about 0.3 "" of the charge P. ^. ^^ ~ '^ uriff with a gear 7 on an intermediate shaft 8, ie about 1.2 .. t per hour . Be. ν Her Ausnut is located. which also carries a pinion 9 which, through the use of the damned amount of gas. »U · - mellenkunplun». Frictional connection with the intermediate power of the diesel engine can thus be connected to the shaft 8. iW an intermediate wheel 11 of the tanker under load by a pleasure mg d, the pinion 9 rubs a gear 12 on the screw size to be added. Since the no male ^ ™ ^ benwelle 4-in, a tanker of the size mentioned may be around

Der Dieselmotor 1 ist in bekannter Weise mit MOOOPS oder etwas darüber bciragt je nach de, Treibstoffeinspritzventilen 13 versehen, von denen in 40 gewünschten Marschgeschw.ndigku <.£.bisicc 1;. der Zei.hnunu nur eines schc.tialisch angedeutet ist. durch Ausnutzung der verdamp Uη Gas ncn . m Die Ventile 13 sind über Hochdruckleitungen 14 mit wesentlicher Beitrag zum Encigiebedarl des Schiiles in der Zcichnun« nicht dargestellten Einsprit;:pum- erzielbar ist. . ,The diesel engine 1 is provided in a known manner with MOOOPS or a little more, depending on the fuel injection valves 13, of which 40 desired cruising speed <. £ .bisicc 1 ; . the Zei.hnunu is only hinted at in a schc.tialic way. by utilizing the evaporated Uη gas ncn. The valves 13 can be pumped via high-pressure lines 14 with a substantial contribution to the injection molding process, which is not shown in the drawing. . ,

pen verbunden/deren Liefermenge in bekannter Statt der in der Figur w.edergegebcnen Anordnuntpen connected / their delivery quantity in known instead of the arrangement shown in the figure

Weise von einem D.ehzahlreeler geregelt wird. Auch ^5 kann die Antnebsmasch.nenanlage auch in ; deru von den Hoehdruckleitungen^H ist in der Zeichnung Weise ausgebildet sein, ohne daß s.cl an du G,-nur eine schematisch angedeutet. samtwirkungsvve.se etwas ändert. Es k< m>l 1 U.Way is regulated by a D.ehzahlreeler. Also ^ 5 the Antnebsmasch.nenanlage can also; deru von den Hoehdrucklinien ^ H is designed in the drawing manner, without s.cl to du G, -only one indicated schematically. samtffektungsvve.se changes something. It k <m > l 1 U.

Die Lasttanks des Tankschiffes für das flüssige der gezeigten Gasturbine 2 auch ein kolengasmo Gas sind in der Zeichnung durch den Behälter 15 an- benutzt werden. Es konnte weiterhin du au . d,n Bedeutet, der mit einer Einfülleitung 16 und einer 50 Lasttanks verdampfte Gasmenge ^J auf el re e Gasabführunusleituno 17 ausgerüstet ist. wobei letz- Moloren verte.lt werden, die una»hang g vonc na tere zur Wcfterleitung der in den Lasttanks entste- der mit emem gemeinsamen Dieselmotor /usamnunhenden Dämpfe des Flüssiggases dient. Die Gasab- kuppelbar sind.The load tanks of the tanker for the liquid of the shown gas turbine 2 also have a kolengasmo Gas can be used through the container 15 in the drawing. You could still go on. d, n Means the amount of gas evaporated with a filling line 16 and a 50 load tanks ^ J on el re e Gas discharge unit 17 is equipped. where last molors are verte.lt, the independent g from c na tere for the conduction of the oil produced in the load tanks with a common diesel engine Vapors of the liquefied gas is used. The gas can be disconnected.

Hierzu I Blatt ZeichnungenFor this purpose I sheet drawings

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Aniriehsmaschinenanlage für Tankschiffe zum Transport verflüssigter, brennbarer Gase. bei der wahlweise flüssiger Brennstoff allein oder auch zusätzlich die Dämpfe der Flüssiggase als Treibstoff verwendet werden können, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise als Antriebsmaschinen wenigstens zwei gesonderte Brennkraftmaschinen (1.2) mit Hilfe einer Schaltkupplung (lit) auf eine Schraubenwelle (4) koppelbar vorgesehen sind und daIj die erste Brennkraftmaschine (1) für den Betrieb mit flüssigem Brennstoff dient und dauernd mit der Schraubenwelle (4) gekuppelt ist. während d:^ /weile Brennkraftmaschine (2) iiiil die Schraubenwelle zuschaltbar und zum Betrieb mit den Dämpfen der Flüssiggase eingerichtet ist.1. Attachment machine system for tankers for the transport of liquefied, flammable gases. in which either liquid fuel alone or additionally the vapors of the liquid gases can be used as fuel, characterized in that at least two separate internal combustion engines (1.2) with the aid of a clutch (lit) on a screw shaft (4) as driving machines. can be coupled and provided daIj the first internal combustion engine (1) is used for the operation with liquid fuel and is coupled continuously with the screw shaft (4). while d: ^ / while the internal combustion engine (2), the screw shaft can be switched on and set to operate with the vapors of liquefied gases iiiil. 2. Anlage nach Anspruch '. dadurch gekennzeichnet, daß die erste Aiv.iiehsbrennkraftmasc'hine (I) als Dieselmotor und d'e zweite Brennkraftmaschine (21 als Ciasturbine ausgebildet ist.2. Plant according to claim '. characterized, that the first Aiv (I) is designed as a diesel engine and the second internal combustion engine (21 as a Ciasturbine).
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