ES2580015T3 - Procedimiento de transformación de buques metaneros propulsados por turbinas de vapor - Google Patents

Abstract

Procedimiento de transformación de buques metaneros propulsados por turbinas de vapor, en el que se añade una propulsión diesel-eléctrica que comprende varios generadores de energía eléctrica, de tipo diesel, con combustible dual, turbina de gas u otros, yvarios motores eléctricos de propulsión cuya potencia mecánica se inyecta en la línea de ejes o en la caja reductora existente, manteniendo plenamente operativa la planta propulsora de turbinas de vapor existente. La invención que se presenta aporta la principal ventaja de permitir dotar a los buques metaneros propulsados por turbinas de vapor de una planta propulsión y generación de energía a bordo con un mayor rendimiento energético y económico, sin necesidad de eliminar la planta de propulsión existente, minimizando por tanto el tiempo de transformación, con el subsiguiente ahorro económico.

Description

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DESCRIPCION

Procedimiento de transformacion de buques metaneros propulsados por turbinas de vapor

La presente memoria descriptiva se refiere, como su tttulo indica, a un procedimiento de transformadon de buques metaneros propulsados por turbina de vapor, de los utilizados para el transporte de gas natural licuado, caracterizado porque se anade una propulsion diesel-electrica, con varios generadores de energfa electrica, de tipo diesel con combustible dual u otros, y varios motores electricos de propulsion cuya potencia mecanica se inyecta en la lmea de ejes o en la caja reductora existente, manteniendo plenamente operativa la planta propulsora de turbinas de vapor existente.

El buque resultante de la transformadon tiene una doble planta de propulsion: la antigua con turbina de vapor, y la nueva diesel-electrica, pudiendo utilizar una, otra o las dos, dependiendo de las necesidades, todo ello manteniendo tanto la lmea de ejes como la caja reductora existente originalmente en el buque.

A continuacion, y con el fin de facilitar la comprension de la invencion, se describiran los procedimientos de propulsion actualmente utilizados, sus ventajas e inconvenientes, el estado actual de la tecnica en lo que se refiere a la propulsion y generacion electrica en dichos buques, las opciones de transformadon existentes y utilizadas en la actualidad para, posteriormente, describir el procedimiento que la presente invencion reivindica y propone.

Debe de indicarse que a lo largo de la exposicion se definiran y utilizaran ciertas palabras y abreviaturas en ingles, de uso comun y extendido en este ambito de la tecnologfa, que se definiran la primera vez que se citen y a continuacion se utilizaran, en su version inglesa, por razones de precision y brevedad.

Campo de la invencion - Los buques metaneros

Los buques metaneros se disenan para transportar, casi exclusivamente, gas natural licuado, en adelante designado como LNG, a granel a la presion atmosferica. Existen otras posibles cargas tales como etileno o gases de petroleo licuados, en adelante LPG, pero tienen caracter residual. Tambien se puede transportar gas natural a presion pero en la actualidad esto es de escasa relevancia.

En general se trata de buques relativamente grandes, por encima de los 35.000 m3 hasta 290.000m3, y lo mas frecuente es que se trate de buques entre 120.000 y 180.000 m3. Aun cuando hay diferentes tecnologfas constructivas, comparten una serie de caractensticas comunes:

• Presion de transporte de la carga: Presion atmosferica.

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• Temperatura de transporte: -163 °C.

• En todos estos buques se produce naturalmente una evaporacion continua de la carga, en adelante denominada “Boil-off”. Este boil-off tiene que ser quemado. En general se quema para producir ene^a para la propulsion y generacion de energfa electrica. El citado “boil-off” tiene que ser quemado aun cuando no haya requerimientos de energfa a bordo que lo requieran. Esto se puede hacer en calderas, enviando el exceso de vapor al condensador, en adelante “dumping”, o en antorchas de tipo cerrado, en adelante “Gas Combustion Unit” o “GCU”. Una cifra tfpica del “boil-off” (en adelante “boil-off rate”) cuando el buque esta en plena carga, es el 0,15 % de la capacidad de carga por dfa, es decir, para un buque promedio de 150.000 m3 implicana unos 225 m3 de LNG por dfa. Es practica habitual mantener una cierta cantidad de LNG en los tanques en el viaje de retorno en lastre. Este gas produce tambien un “boil-off” que es una fraccion del que se produce en carga, del orden del 30% al 40% del correspondiente a la cifra de plena carga.

• La velocidad de servicio de los buques metaneros es con caracter bastante general de 19,5 nudos. Hay diversas razones que explican esta velocidad relativamente elevada: el boil-off, el precio del buque y otras. La consecuencia inmediata es un requerimiento de potencia propulsora elevado y un consumo de combustible doblemente elevado.

• Los precios de construccion de los buques metaneros son elevados. Los buques tradicionales en torno a 150.000 m3 pueden haber costado entre 150 y 200 Mill. de USD.

• La vida util de los buques metaneros es elevada. Existen metaneros en operacion en torno a los 40 anos. Las razones de esta vida util elevada son variadas: Alta calidad, carga no agresiva, larga vida de la propulsion, coste inicial elevado, mantenimiento muy cuidadoso y otros. Obviamente un riesgo para alcanzar esta vida util elevada es la obsolescencia, sea tecnica por los cambios en la propulsion, sea por tamano u otros motivos. En todo caso la flota actual en muchos casos se esta amortizando a 30/40 anos. Este hecho esta en la rafz misma de esta invencion.

Estado de la tecnica - Propulsion de los buques metaneros

A continuacion se describen las caractensticas muy generales de los distintos tipos de propulsion utilizados en buques metaneros y su evolucion en los ultimos anos.

Casi todos los buques metaneros pueden utilizar para la propulsion y generacion de energfa electrica gas natural, combustibles lfquidos tales como fuel-oil pesado (en adelante HFO), diesel-oil marino (en adelante MDO) o gas oil marino (en adelante MGO). Los buques pueden utilizar uno u otro o los dos combustibles a la vez en la proporcion que se desee. En ciertas areas geograficas, por ejemplo en los puertos de Europa Occidental, no se permite o se limita el uso del HFO. El “boil-off” siempre habra de quemarse en una u otra forma.

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Existe un tipo de buques, en proporcion limitada, dotados de planta de relicuefaccion a bordo, que en general solo usan combustible lfquido en los motores de propulsion. La presente invencion no es aplicable a estos buques, por lo que en adelante se omitiran.

En los buques metaneros del orden de 150.000 m3 de capacidad, de los que existe un gran numero, lo potencia propulsora es del orden de 25 MW a 30 MW.

Una caractenstica esencial de la propulsion de buques metaneros es que se le exige un altfsimo grado de fiabilidad. Las razones son muy variadas: Seguridad, por la mercanda transportada; integracion en una cadena de transporte; garantia de cumplimiento de programas de aprovisionamiento, coste del boil-off en caso de parada por avena y otras diversas razones.

Hace unos 100 anos, la gran mayona de los buques teman propulsion a vapor, bien por maquinas alternativas, bien por turbinas de vapor.

Hace 50 anos, solamente algunos grandes petroleros, los buques de guerra, algunos buques de pasaje y los metaneros, que entonces comenzaban, teman propulsion por turbinas de vapor.

Hace 10 anos, solamente los metaneros teman ya propulsion por turbinas de vapor. Existfan dos razones principales para mantener la propulsion por turbinas de vapor:

• La altfsima fiabilidad de las instalaciones de turbinas de vapor, su larga vida y el mantenimiento limitado.

• El motor Diesel, que es absolutamente dominante en la propulsion de buques mercantes, no podfa quemar el gas procedente del boil-off, que es capaz de producir una parte muy importante de la energfa requerida para la propulsion.

Como se ha mencionado, hasta hace unos 8 anos, practicamente todos los buques metaneros teman propulsion por turbina de vapor, incluyendo los buques de nueva construccion.

En los ultimos anos, se han desarrollado una serie de procedimientos de propulsion alternativos a la turbina de vapor para los nuevos barcos metaneros. Aunque existen varias alternativas, son dos las principales que se han desarrollado y aplicado en mayor medida.

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La primera alternativa esta basada en buques con propulsion Diesel-electrica con motores diesel de cuatro tiempos de tipo “Dual-Fuel”. Estos motores pueden quemar combustible Kquido, ya sea HFO, MDO o MGO y tambien pueden quemar gas natural que se incorpora al aire de combustion a una presion de unos 6 bar. Dichos motores accionan cada uno un alternador. Este alternador produce energfa electrica que se usa para alimentar a la red electrica del buque y para accionar, a traves de los correspondientes convertidores, a los motores electricos de propulsion, en general de uno a cuatro, muy frecuentemente dos. Estos motores electricos a su vez accionan, en general a traves de un reductor de engranajes la helice o helices propulsoras. La mayona de los buques tienen una sola helice propulsora, unos pocos tienen dos. En general estas plantas diesel electricas tienen cuatro motores diesel, a veces tres y a veces cinco. Los motores que se montan tienen en torno a 1000 KW por cilindro y las plantas tienen en general entre 30 y 40 cilindros en total, es decir que la potencia electrica instalada es de 30 a 40 MW. Esta es la alternativa dominante en estos momentos.

Debe de indicarse, que estos motores duales de cuatro tiempos operan segun el ciclo diesel con combustible lfquido y segun un ciclo Otto o similar con combustible gaseoso.

La segunda alternativa consiste en motores diesel lentos, de dos tiempos convencionales, que solo pueden quemar combustibles lfquidos, con planta de relicuefaccion a bordo para volver a licuar el boil-off y la correspondiente planta de generacion electrica con motores diesel de cuatro tiempos, cuya potencia ha de incrementarse para cubrir los requerimientos de la planta de relicuefaccion.

Siguen construyendose buques con turbinas de vapor pero en mucha menor proporcion. Algunos de los buques con propulsion por turbinas a vapor en construccion o de construccion reciente utilizan ciclos de vapor de mayor eficiencia, principalmente ciclos con recalentamiento intermedio (en adelante ciclos “reheat”). Aun estos casos el consumo de las plantas de turbinas de vapor es sensiblemente mayor que el de las de motores diesel.

Las razones de fondo de este cambio en los procedimientos de propulsion de los buques metaneros son principalmente:

• El menor rendimiento y mayor consumo espedfico de las plantas de turbinas de vapor. Aun cuando cualquier cifra de consumo espedfico ha de ser cuidadosamente matizada, las plantas de turbinas de vapor tienen un consumo espedfico del orden de 290 gr/kW hora con combustible lfquido. Mientras tanto, los motores duales de cuatro tiempos tienen un consumo espedfico del orden de 190 gr/kW hora. Estas cifras deben de ser corregidas y consideradas en funcion de una serie de coeficientes, pero en todo caso muestran una enorme diferencia a favor del motor diesel.

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• El mayor precio de los combustibles, de los Kquidos en particular. Aun cuando se trata de precios muy volatiles, una tonelada metrica de HFO cuesta unos 650 USD.

• La disponibilidad tecnica de los motores duales de cuatro tiempos capaces de quemar tanto combustibles lfquidos como gas natural.

Para sintetizar, en una cifra estandar sujeta a todas las precisiones necesarias, un buque metanero puede consumir al dfa unas 175 Tm de HFO que suponen, con combustible lfquido, unos 113.750 USD/dfa cuando esta propulsado por turbina de vapor y unas 120 Tm de HFO que suponen unos 78.000 USD/dfa. La diferencia diaria de costes es de unos 35.750 USD/dfa. Debe insistirse en que las cifras anteriores se refieren al consumo de combustible lfquido y que los precios de todos los combustibles son sumamente volatiles. Existe toda una serie de precisiones que es preciso hacer en todo caso, pero el hecho cierto es que existe una diferencia muy sustancial a favor de los motores diesel duales.

Un calculo comparativo similar podna realizarse para el caso de que los buques utilicen gas natural como combustible. La relacion de rendimientos es parecida (ligeramente menos favorable para el motor dual) pero es diffcil establecer el precio del gas natural para propulsion de metaneros.

Como consecuencia de todo lo anterior, en la flota de buques metaneros en servicio en estos momentos, conviven tres tipos de propulsion:

• Una mayona de buques con propulsion por turbina de vapor. Se trata de buques con una edad entre uno y unos cuarenta anos, muchos de ellos menores de diez anos y tamanos variables, con una gran cantidad de ellos entre 120.000 y 170.000 m3.

• Existen otros buques, todos menores de seis anos con propulsion diesel electrica con motores duales. Este tipo de propulsion es dominante en estos momentos. Los tamanos son similares a los anteriores, entre 70.000 y 175.000 m3.

• Existe unos tipos de buques, ya mencionados, con propulsion por motores diesel convencionales, que solo pueden utilizar combustible lfquido, de menos de seis anos de edad y de gran tamano, todos ellos por encima de 200.000 m3. Como ya se ha dicho, para estos buques no sena aplicable la presente invencion.

En la actualidad, y por la evolucion de la tecnica, se estan desarrollando y ofreciendo en los mercados otros tipos de propulsion para metaneros. En particular existen propuestas tales como:

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• Motores diesel de dos tiempos duales, capaces de quemar combustible Kquido o gas natural a muy alta presion. Operan en ambos casos con ciclo diesel. Estos motores existen practicamente a nivel de prototipo. Nunca han sido instalados en buques, ni existen buques en construccion con esta tecnica. Su mayor dificultad es la presion muy elevada a la que deben de comprimir e inyectar el gas. Es probable que este tipo de propulsion sea utilizada en el futuro.

• Plantas basadas en turbinas de gas, sea con acoplamiento mecanico o turbo-electrico. No se han instalado hasta el momento en ningun buque metanero, ni en ningun buque metanero en construccion.

• Otras propuestas alternativas, tales como las plantas hubridas, con propulsion mixta mecanica/electrica. Hasta este momento no se han aplicado.

Asimismo se pueden encontrar bastantes referencias documentales que reflejan distintos tipos o variantes de sistemas de propulsion electrica aplicados para barcos, como por ejemplo las Patentes ES2087662 “Dispositivo de propulsion de un buque’’, ES2089408 “Sistema de corriente electrica para vehculos marinos", ES2184356 “Instalacion de accionamiento electrico para barcos", ES2197862 “Propulsion electrica para barco", ES2278756 “Dispositivo y procedimiento de propulsion de un barco’’, y ES2297036 “Sistema de propulsion para un barco’’, pero todas ella estan planteadas como realizaciones durante el proceso constructivo del buque, no como una alternativa viable a la remotorizacion de buques existentes.

Tambien encontramos referencias espedficas a motorizaciones para buques metaneros, como por ejemplo la descrita en la Patente US2007277534 “Regasificacion a bordo para buques metaneros con pantas de propulsion alternativas", que describe soluciones para la regasificacion en aquellos buques con plantas motoras no basadas en turbinas de vapor, o la Patente WO03006313 “Metodo para disponer de aparatos de gas y de propulsion en un buque’’, que utiliza un conjunto de dos motores electricos con generacion electrica diesel, pero sin combinar con planta de vapor, o bien la Patente JP2004051050 “Dispositivo de propulsion para un buque metanero”, que propone una combinacion de motor diesel y motor electrico, pero sin combinar con planta de vapor, y al igual que los casos anteriores, siendo viable unicamente durante la fabricacion del buque, no siendo rentable su uso para remotorizaciones de buques existentes. El documento ES2120870 se considera el estado de la tecnica mas cercano y describe un procedimiento de trasformacion de buques metaneros propulsados por diesel.

Antecedentes de la invencion - Posibilidades conocidas de transformacion

En la actualidad en la flota existente, excluidos los buques con plantas de relicuefaccion y motores diesel de dos tiempos que solo pueden usar combustible lfquido, existen dos tipos de propulsion:

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• Una mayona de buques con propulsion por turbina de vapor, con un consumo espedfico, con todas las reservas y precisiones, del orden de 290 gr/kwh, y

• Una parte apreciable de buques menores de seis anos con propulsion diesel electrica que utilizan motores duales de cuatro tiempos. El consumo espedfico de dichos motores es del orden de 190 gr/kwh.

En todos los aspectos, salvo en el esencial del coste del combustible, los buques de turbinas de vapor operan muy satisfactoriamente. La diferencia en coste de combustible por dfa de navegacion a plena carga a 19,5 nudos de un buque tipo es en muchos casos superior a los 30.000 USD/dfa, por lo que existe claramente una demanda tecnica de posibles transformaciones en las plantas de propulsion de estos barcos metaneros de turbinas de vapor que permitieran reducir el consumo de combustible, mejorando su competitividad economica y evitando costosas inversiones para su reemplazo.

La situacion en la que un tipo de buques propulsados por turbinas de vapor, de una edad relativamente baja, se encuentra en una situacion de falta de competitividad debido a los elevados costes de combustible asociados a la propulsion por turbinas de vapor, no es nueva.

Esa situacion ya se produjo en una gran escala en los grandes petroleros entre 1975 y 1990 y tambien en los buques de pasaje. Entonces se produjeron un gran numero de remotorizaciones. Aun cuando las variantes fueron diversas, en general las soluciones adoptadas fueron:

A - Eliminacion de la turbina de vapor y sustitucion de esta por dos motores diesel de cuatro tiempos acoplados a traves de un reductor a la helice. Es preciso hacer notar que, en todos los casos, las turbinas (de Alta Presion y de Baja Presion) el condensador principal y la caja reductora se eliminaron totalmente. En algun caso se mantuvo el resto de la lmea de ejes, en otros casos se modifico.

Este tipo de transformacion fue el mas frecuente en petroleros y se realizo en mas de cincuenta de casos. Los buques resultantes no estuvieron exentos de problemas, asociados con el elevado mantenimiento requerido por los motores de cuatro tiempos. Cualquier operacion de mantenimiento, avena o reparacion en los motores, supoma la paralizacion del buque durante el tiempo de dicha operacion.

En la mayona de los casos se mantuvieron las calderas principales para la descarga, calefaccion de la carga y servicios auxiliares. La planta de generacion electrica hubo de ser modificada en gran medida.

B - Eliminacion de la turbina de vapor y sustitucion de esta por un motor diesel de dos tiempos directamente acoplado. Se utilizo en pocas ocasiones. En algun caso se llego a construir una nueva popa del buque dentro de una

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transformacion mas amplia. En algun caso se mantuvieron las calderas principales, en otros se sustituyeron. La planta electrica hubo de ser modificada.

Los resultados desde el punto de vista de mantenimiento y operacion fueron mejores.

C - Eliminacion de la turbina de vapor y sustitucion de esta por una propulsion Diesel electrica. Se utilizo sobre todo en buques de pasaje.

Los problemas de mantenimiento asociados a los motores diesel de cuatro tiempos quedan muy reducidos por la posibilidad de parar el motor que se debe de reparar o mantener, sin afectar a la operatividad del buque.

Todas estas posibles realizaciones presentan el inconveniente de que, en todos los casos se elimino la turbina de vapor y la caja reductora existentes.

En estos momentos y por las razones expuestas anteriormente se ha planteado de nuevo la necesidad de transformar los buques metaneros existentes con propulsion por turbina de vapor (mas de 200 buques) a otra forma de propulsion mas eficiente energeticamente, con el fin de mejorar la rentabilidad economica de su explotacion.

Como es logico, las posibilidades anteriormente citadas y que denominaremos convencionales, son aplicables a los buques metaneros existentes.

A continuacion se describen algunas de estas posibilidades brevemente y se indican algunos de los inconvenientes y problemas que presenta su aplicacion:

Transformacion a una propulsion Diesel electrica con motores duales de cuatro tiempos.

Esencialmente, el buque transformado, tendna una propulsion similar a la de los buques construidos o en construccion con dicho tipo de propulsion. La transformacion implicana:

• La eliminacion de las turbinas de alta y baja presion, el condensador principal y la caja reductora.

• La instalacion de un numero de motores de diesel duales de cuatro tiempos, de sus correspondientes alternadores, de un sistema de cuadros electricos, transformadores, convertidores, motores electricos de propulsion y una nueva caja reductora.

• La instalacion de una planta de compresores de baja presion (del orden de 6/8 bares), en principio con un 100% de redundancia.

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Se tratana de una propulsion diesel electrica con motores duales como en los buques metaneros con este tipo de propulsion. ^picamente tendna una potencia de motores diesel duales del orden del 115% de la potencia de las turbinas preexistentes. Requerina en buques normales mas de 30 MW de potencia de generadores y normalmente tendna 3 o 4 motores duales, como los buques con dicha propulsion.

Podna mantener o eliminar las calderas principales pero en todo caso tendra que tener un sistema auxiliar para quemar el exceso de boil-off cuando este no sea requerido para la propulsion, es decir o bien calderas mas condensador de exceso de vapor o bien una antorcha cerrada (En adelante Gas Combustion Unit o GCU).

Existina en la transformacion una obra importante de desmontaje y desguace asf como un problema importante de espacio y adaptacion para instalar todos los nuevos equipos.

El buque, una vez transformado, tendna un consumo de combustible similar a los actuales de la misma tecnologfa y unos costes y dificultades de mantenimiento y operacion parecidos a los actuales de la misma tecnologfa. Habna algunas diferencias de segundo orden, en funcion de como se haya resuelta el tema del boil-off y otros.

El tiempo y coste de transformacion deben de calificarse de elevados.

Existe la posibilidad de que la nueva propulsion sea de potencia mas reducida que la existente. En dicho caso la velocidad del buque se reducina asf como los ahorros.

Tecnicamente es factible y conocido.

Transformacion a una propulsion Diesel con motores duales de dos tiempos con gas de alta presion.

Esencialmente el buque transformado tendna una propulsion por un motor diesel dual, gas o combustible lfquido, de dos tiempos de una potencia tfpica de unos 30 MW.

Ademas sena preciso instalar una planta de compresion y tratamiento de gas con compresores, en principio con una redundancia del 100%, de una presion de unos 300 bares.

Sena preciso ademas remodelar la planta de generacion de energfa electrica, incluso para la descarga, resolver como en el caso anterior el problema del quemado del boil-off y otros aspectos.

Sena imprescindible eliminar totalmente las turbinas principales, el condensador principal y la caja reductora.

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Se podnan conservar o eliminar las calderas principales y la lmea de ejes.

El buque resultante tendna un consumo de combustible ligeramente inferior a los del buque de propulsion diesel-

electrica descritos en el apartado anterior.

El coste de transformacion debe de calificarse de elevado.

El tiempo de transformacion sena igualmente elevado, ya que todas las obras de desmontaje y desguace han de

realizarse “in situ” y, solo una vez terminadas, pueden iniciarse las obras de instalacion.

El grado de preparacion y prefabricacion de elementos es inevitablemente limitado.

En esta opcion de transformacion han de considerarse los siguientes factores:

• No existen en esta fecha precedentes de instalacion ni experiencia de operacion de este tipo de motores ni de este tipo de plantas de compresores de muy alta presion en buques metaneros ni en otro tipo de buques. Es posible que esto se produzca en un tiempo limitado, pero hasta el momento no se ha producido.

• Se trata de un tipo de transformacion en el que, ademas de tratarse de una nueva tecnologfa de motor no es posible, o es muy diffcil disponer un sistema de redundancia. Las operaciones de mantenimiento del motor propulsor, necesariamente implicaran la paralizacion del buque. No esta permitido el mantenimiento del motor propulsor durante las operaciones de carga y descarga.

Otras opciones de transformacion.

Existen toda una serie de posibilidades diferentes de transformacion. A continuacion se enuncian muy brevemente

alguna de ellas, sin pretender dar grandes detalles ni ser totalmente exhaustivos.

• Uso de motores duales de cuatro tiempos en una propulsion mecanica y de motores electricos, acoplados a la lmea de ejes hnbrida (En parte mecanica, en parte electrica).

• Instalar una propulsion turbo-electrica, similar a la diesel electrica, pero utilizando turbinas de gas como productores primarios de potencia.

• Instalar uno o mas motores diesel de dos tiempos convencionales, solo para combustibles lfquidos, instalando ademas una planta de relicuefaccion para el boil-off.

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• Combinar las soluciones anteriores con otros procedimientos de construccion tales como la construccion de una nueva popa preconstruida, la instalacion de un sistema de propulsion de tipo “Pod” u otros.

• Mejorar el rendimiento del ciclo de vapor utilizando en esencia un ciclo tipo “reheat”.

• Otros diversos modos de transformacion.

Estos procedimientos conocidos de transformacion de buques comportan una serie de problemas e inconvenientes comunes:

• En todos los casos, el procedimiento de propulsion propuesto supone la eliminacion de las turbinas de alta y baja presion, del condensador principal y de la caja reductora asf como numerosa maquinaria auxiliar.

• Esto supone una obra de desmontaje y desguace importantes y los consiguientes costes en terminos de y coste de transformacion.

• Ademas implica la perdida de la propulsion por turbinas de vapor, con la consiguiente perdida de su altfsima fiabilidad.

Lo anterior no es totalmente cierto en el caso de la transformacion a ciclo “reheat”, pues solo se eliminana y sustituina la turbina de alta presion, pero en este caso los ahorros que se pueden obtener son solo una fraccion relativamente menor de los correspondientes al uso de motores diesel duales de una u otra tecnologfa.

Descripcion de la invencion

Para solventar la problematica existente en la actualidad en cuanto la transformacion de las plantas de propulsion a vapor de los buques metaneros existentes, con el fin de mejorar su rendimiento energetico, se ha ideado el procedimiento de transformacion de buques metaneros propulsados por turbina de vapor objeto de la presente invencion, en el cual se anade una propulsion electrica que comprende varios generadores de energfa electrica, preferentemente de tipo diesel con combustible dual, turbina de gas, u otros, y varios motores electricos de propulsion cuya potencia mecanica se inyecta en la lmea de ejes o en la caja reductora existente, manteniendo plenamente operativa la planta propulsora de turbinas de vapor existente.

El buque resultante de la transformacion tiene una doble planta de propulsion: la antigua con turbina de vapor, y la nueva diesel-electrica, pudiendo utilizar una, otra o las dos, dependiendo de las necesidades, todo ello manteniendo tanto la lmea de ejes como la caja reductora existente originalmente en el buque.

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Los generadores electricos seran preferentemente motores diesel duales de cuatro tiempos, utilizando entre uno y cuatro motores duales, dando lugar a una propulsion diesel-electrica. Esta previsto que en una realizacion alternativa los generadores electricos sean turbinas de gas, dando lugar en este caso a una propulsion turbo-electrica por turbinas de gas, o una combinacion de ambos tipos. Los motores electricos de propulsion seran preferentemente dos.

Los generadores y motores se complementaran con los necesarios elementos auxiliares: cuadros de alta tension, transformadores, convertidores de frecuencia, cuadro o cuadros de baja tension adicionales, compresores, intercambiadores de calor, bombas, calderetas de gases de escape, etc...

Todos los elementos principales, excepto los motores electricos de propulsion, iran preferentemente alojados en modulos que se instalaran preferentemente sobre la cubierta principal, proximos o adyacentes a la caseta del denominado “guardacalor” que existe en la zona de popa de todos los buques metaneros.

La forma en la que se inyecta la potencia mecanica (“Power take in” o PTI en adelante) de los motores de propulsion electricos admite diversas variantes de realizacion:

Introduccion de la potencia en la caja reductora existente:

• La introduccion de la potencia de los motores electricos de propulsion (PTI) se realiza directamente a la caja reductora existente en ambos ejes de los pinones (de alta presion AP y de baja presion BP) de segunda reduccion, sin utilizar una nueva caja reductora.

• La introduccion de la potencia de los motores electricos de propulsion (PTI) se realiza en ambos ejes de los pinones (AP y BP) de segunda reduccion de la caja reductora existente utilizando nuevas cajas reductoras adicionales, siendo posible la ubicacion de los PTI hacia proa o hacia popa.

Introduccion de la potencia en la tfnea de ejes:

• Mediante uno o dos motores electricos cuyos ejes son los propios ejes intermedios.

• Mediante uno o dos motores electricos de propulsion (en general dos) que introducen la potencia en el eje intermedio a traves de uno o dos reductores de engranajes de tipo “tunnel gear”.

Este procedimiento descrito mantiene en su integridad la planta propulsora de turbinas de vapor existente. De esta forma el buque estara dotado de una doble propulsion, por turbinas de vapor o diesel-electrica con motores duales de cuatro tiempos. Ello propicia que, en el buque transformado, puedan darse los siguientes modos de operacion:

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• Modo vapor: El buque opera como antes de la transformacion. Los motores electricos de propulsion estan desembragados o giran en vado. No se produce ahorro de combustible.

• Modo electrico: Los motores diesel duales, o bien las turbina de gas, producen el 100% de la energfa electrica necesaria. Alimentan a los motores electricos de propulsion y al resto de los consumidores electricos. Las turbinas y la caja reductora giran a las revoluciones que les correspondan. Se produce el ahorro de combustible caractenstico de la propulsion diesel-electrica. Debe de indicarse que, opcionalmente, pueden incorporarse entre las turbinas de alta y de baja presion sendos acoplamientos-embragues, de forma que sea posible desconectar las turbinas de la caja reductora.

• Modo hibrido vapor-electrico. Es posible producir parte de la potencia en las turbinas de vapor y el resto con el sistema electrico. Esto requiere una modificacion de los sistemas de control y regulacion y en ningun caso podra excederse la potencia original. El ahorro de combustible sena parcial. Esta opcion se usana en caso de avena o falta de disponibilidad parcial de alguno de los sistemas, en general de algun componente del sistema electrico. Podna usarse sistematicamente en caso de que la nueva propulsion electrica tenga una potencia inferior a la anteriormente instalada de turbinas de vapor y cuando se requiera la maxima potencia.

Esta invencion permite realizar un tipo de transformacion que es una solucion optima, ya que permite cumplir una serie de objetivos:

• Ahorro energetico optimo.

• Fiabilidad y redundancia. Despues de la transformacion se mantiene el altfsimo grado de fiabilidad de la propulsion que tema el buque antes de la transformacion.

• Redundancia en la instalacion, que es un valor anadido para la fiabilidad.

• Componentes probados. La industria de transporte mantimo de LNG tiene un historial excepcional de seguridad y cumplimiento de programas. Para ello, aun cuando ha ido evolucionando, en particular en la propulsion, esto se ha realizado manteniendo un grado de experiencia previa en cada componente, aun cuando estos puedan combinarse o acoplarse de maneras diferentes, incorporando tecnologfas y componentes conocidos.

• Consideracion de todas las situaciones de operacion. El buque, antes de ser transformado, tiene una operacion adecuada en todas las situaciones operativas tales como navegando en carga a alta velocidad, a potencia reducida, navegando en lastre, cargando, descargando, fondeado, en espera etc. Y, ademas en todas estas circunstancias puede consumir, en las proporciones posibles, HFO, MDO, MGO y gas natural, bien procedente del boil-off natural o forzando la evaporacion.

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• El buque, despues de transformado, mantiene la misma o mas flexibilidad de operacion en todas las situaciones y, adicionalmente, tiene un ahorro de combustible en la mayor proporcion posible en la mayor parte de las situaciones y sobre todo en aquellas de mayor frecuencia y mayor consumo de combustible.

• Minimizacion del tiempo de transformacion en el astillero.

• Coste de transformacion limitado.

• Minimizar la extension de los desmontajes y desguaces.

• Minimizar los trabajos de transformacion a realizar “in situ”.

• Maximizar el uso de modulos prefabricados a instalar en lugares de facil acceso para grandes modulos.

• Utilizar, en la mayor medida posible, procesos y conceptos de nueva construccion antes que los de reparacion o transformacion.

• Coste y tiempo de las pruebas limitado. En el mundo mantimo, todo lo que atane a la seguridad y operatividad del buque habra de ser exhaustivamente probado. En un metanero de nueva construccion los procesos de pruebas de muelle, de mar y de gas son exhaustivos, largos y caros. En el caso de una transformacion, un concepto que permita limitar el tiempo de las pruebas a realizar antes de la reentrega es especialmente adecuado.

• Minimizar las paralizaciones para mantenimiento del buque transformado. Los metaneros con propulsion por turbinas de vapor tienen unas paralizaciones muy reducidas.

• Limitar el aumento de costes de mantenimiento. Aparte de los elevados costes de combustible, la propulsion por turbinas de vapor de los buques metaneros tiene multiples ventajas, entre otras los bajos costes de mantenimiento.

Ventajas de la invencion

Este procedimiento de transformacion de buques metaneros propulsados por turbinas de vapor que se presenta aporta multiples ventajas sobre los procedimientos disponibles en la actualidad siendo la mas importante permite dotar a los buques metaneros propulsados por turbinas de vapor de una planta propulsion y generacion de energfa a bordo con un mayor rendimiento energetico y economico, sin necesidad de eliminar la planta de propulsion existente, minimizando por tanto el tiempo de reforma, con el subsiguiente ahorro economico.

Otra importante ventaja es que permite obtener un ahorro muy importante de combustible, tan elevado como en los buques con propulsion diesel-electrica por motores duales, que son los dominantes en los buques de nueva construccion en este momento.

Es importante resaltar el mantenimiento de la altisima fiabilidad de la instalacion de turbinas de vapor.

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Otra ventaja es que el buque resultante tiene una doble propulsion, combinando las mejores propiedades de ambos, con tres modos posibles de funcionamiento.

Debemos citar tambien la ventaja que supone que es posible reiniciar la operacion comercial del buque mientras se completan las pruebas del nuevo sistema, tanto con combustible lfquido como con gas, reduciendo la incidencia del largo y costoso proceso de pruebas de puerto, mar y gas.

Tambien es importante resaltar la ventaja que implica que el desmontaje y desguace a realizar para la transformacion son reducidos a un mmimo, lo cual implica un tiempo de transformacion minimizado.

No debemos olvidar resaltar el uso de soluciones tecnicas probadas de las que existe una experiencia previa y un alto grado de fiabilidad, ya que unicamente es totalmente nueva la forma en que dichas soluciones se combinan.

Otra ventaja es que es un procedimiento de transformacion en el que las intervenciones sobre elementos existentes, ya en servicio, se minimizan.

Es importante destacar la perfecta adaptacion a una construccion modular en la que se anaden elementos, en localizaciones no utilizadas reduciendo a un estricto mmimo los desmontajes y modificaciones, permitiendo un grado muy elevado de prefabricacion y reduciendo el tiempo de transformacion.

Ademas, la transformacion resulta mas barata. Por una parte, se reducen los costes de materiales, por utilizarse la caja reductora existente, no siendo necesario comprar e instalar una nueva caja. De la misma forma no es necesario comprar ni instalar una “Gas combustion unit” Ademas la construccion modular es mas barata y rapida que el desguace e instalacion de los numerosos elementos que deben de anadirse.

Por ultimo resaltar que la novedad que se reivindica es su utilizacion en un buque metanero transformado con doble propulsion para alojar la mayor parte de la nueva propulsion diesel-electrica, salvo los motores propulsores, y su instalacion en modulos adicionales en, alrededor o sobre la caseta del guardacalor existente y/o sobre la cubierta principal, ya que hasta el presente, siempre, en todos los metaneros con propulsion diesel-electrica, los motores duales, al igual que los equipos electricos estaticos, se han instalado bajo cubierta, nunca en casetas adicionales.

Descripcion de las figuras

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Para comprender mejor el objeto de la presente invencion, en el plano anexo se han representado varias realizaciones practicas de un procedimiento de transformacion de buques metaneros propulsados por turbinas de vapor.

En dicho plano la figura -1- muestra un diagrama de bloques generico de la planta de propulsion de un buque metanero tipico.

La figura -2- muestra un diagrama de bloques de un bloque metanero tfpico, con la propulsion modificada mediante introduccion de potencia directamente en la caja reductora.

La figura -3- muestra un diagrama de bloques de un bloque metanero tfpico, con la propulsion modificada mediante introduccion de potencia en la caja reductora mediante unos nuevos reductores auxiliares, con PTI por proa.

La figura -4- muestra un diagrama de bloques de un bloque metanero tfpico, con la propulsion modificada mediante introduccion de potencia en la caja reductora mediante unos nuevos reductores auxiliares, con PTI por popa.

La figura -5- muestra un diagrama de bloques de un bloque metanero tfpico, con la propulsion modificada mediante introduccion de potencia en la lmea de ejes.

La figura -6- muestra un diagrama de bloques de un bloque metanero tfpico, con la propulsion modificada mediante introduccion de potencia en la lmea de ejes, con una caja de engranajes para incrementar las revoluciones (step-up gear).

La figura -7- muestra un diagrama de bloques de los principales elementos integrantes de la invencion que deben anadirse al buque, con una distribucion en modulos.

La figura -8- muestra una vista simplificada de perfil de la popa de un buque metanero mostrando la ubicacion de algunos de los elementos tanto de la planta de propulsion original como de la nueva planta adicionada.

La figura -9- muestra una vista simplificada en planta de la parte baja de la zona de la popa de un buque metanero la ubicacion de algunos de los elementos tanto de la planta de propulsion original como de la nueva planta adicionada. L

La figura -10- muestra una vista de los principales elementos integrantes de una caja reductora de las comunmente utilizadas en los barcos metaneros.

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La figura -11- muestra una vista detallada del eje de de la rueda de primera reduccion y pinon de segunda reduccion, sea del lado de alta presion o del lado de baja presion integrante de una caja reductora de las comunmente utilizadas en los barcos metaneros.

La figura -12- muestra un esquema mas detallado de la forma en que se modifica el interior de los elementos (10) y (12) en el lado de alta presion, siendo identicamente aplicable a los elementos (9) y (11) del lado de baja presion para incorporar la entrada de potencia procedente de los motores electricos de propulsion.

En estas figuras se encuentran los elementos mas relevantes de la invencion con la siguiente numeracion:

Valvula de maniobra (1)

Turbina de alta presion TAP (2)

Turbina de baja presion TBP (3)

Condensador principal, situado bajo la TBP (3b)

Acoplamiento flexible (4)

Pinon de primera reduccion (5) lado baja presion Pinon de primera reduccion (6) lado alta presion Rueda de primera reduccion (7) lado baja presion Rueda de primera reduccion (8) lado alta presion Acoplamiento conico (9) lado baja presion Acoplamiento conico (10) lado alta presion Acoplamiento flexible (11) lado baja presion Acoplamiento flexible (12) lado alta presion

Eje hueco con otro eje en el interior (“Quill shaft”) (13) lado baja presion Eje hueco con otro eje en el interior (“Quill shaft”)(14) lado alta presion Pinon segunda reduccion (15) lado baja presion Pinon segunda reduccion (16) lado alta presion Rueda segunda reduccion (17)

Chumacera de empuje (18)

Eje intermedio proa (19)

Eje intermedio popa (20)

Chumacera de alivio de proa (21)

Chumacera de alivio de popa (22)

Eje de cola (23)

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Helice (24)

Caja reductora (25)

Acoplamiento conico modificado (26) lado baja presion Acoplamiento conico modificado (27) lado alta presion Acoplamiento flexible y/o embrague (28) lado baja presion Acoplamiento flexible y/o embrague (29) lado alta presion Motor electrico de propulsion (30) lado baja presion Motor electrico de propulsion (31) lado alta presion Caja reductora adicional (32) lado baja presion Caja reductora adicional (33) lado alta presion Acoplamiento flexible adicional (34) lado baja presion Acoplamiento flexible adicional (35) lado alta presion Embrague hidraulico adicional (36) opcional lado baja presion Embrague hidraulico adicional opcional (37) lado alta presion Eje intermedio proa modificado (38)

Chumaderas (42) modificadas

Acoplamiento (43) del eje intermedio con el engranaje multiplicador de tipo tunel. (“tunel step-up

gear”)

Rueda principal (44) tunnel-gear

Pinon con embrague adicional (45) step-up gear lado baja presion Pinon con embrague adicional (46) step-up gear lado alta presion

Grupos generadores electricos (47) incluyendo motores maquinas termicas y alternadores Cuadros de alta tension (48)

Transformadores (49)

Convertidores (50)

Cuadro o cuadros de baja tension (51) adicionales.

Compresores de gas natural (52)

Intercambiadores de calor de gas natural (53)

Bombas (54)

Depuradoras (55)

Intercambiadores de calor auxiliares (56) de los grupos generadores Calderetas de gases de escape (57)

Realizacion preferente de la invencion

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El procedimiento de transformacion de buques metaneros propulsados por turbina de vapor objeto de la presente invencion, comprende basicamente, como puede apreciarse en el plano anexo, la adicion de uno o varios grupos generadores electricos (47), junto con sus componentes auxiliares (48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57), que alimentan a uno o varios motores electricos de propulsion (30, 31) que transmiten la potencia mediante una union mecanica con la caja reductora (25) y el conjunto de lmea de ejes de salida (19, 20, 23) de la planta propulsora de turbinas de vapor (2, 3) existente. La potencia mecanica se inyecta en la caja reductora (25) o en el conjunto de lmea de ejes de salida (19, 20, 23) existente, mediante un procedimiento espedfico, manteniendo plenamente operativa la planta propulsora de turbinas de vapor (2, 3) existente, con la caractenstica de que se mantiene la planta propulsora de turbinas de vapor existente de modo que el buque resultante de la transformacion tiene una propulsion diesel-electrica o turbo-electrica, una propulsion por turbina de vapor y una propulsion hnbrida que combina las dos anteriores. Se entiende por conjunto de lmea de ejes de salida el definido principalmente por el eje intermedio de proa (19), el eje intermedio de popa (20) (en caso de que existan dos ejes intermedios) y el eje de cola (23) que acciona la helice propulsora (24).

Los componentes auxiliares de los grupos generadores electricos (47) incluyen uno o varios cuadros de alta tension (48), transformadores (49), convertidores (50), cuadros de baja tension adicionales (51), compresores (52), intercambiadores de calor (53), bombas (54), depuradoras (55), intercambiadores de calor (56) y calderetas de gases de escape (57).

Tanto los grupos generadores electricos (47) como una parte importante de sus componentes auxiliares (48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 57) se instalan distribuidos en varios modulos prefabricados ubicados sobre la cubierta principal proximos, adyacentes o sobre la caseta del denominada “guardacalor” existente en todos los buques metaneros en la zona de popa sobre la camara de maquinas.

Una disposicion tfpica distribuida en modulos sena:

• Modulos de grupos generadores electricos (47). Incluyen en general varios grupos generadores, con una parte sustancial de sus elementos auxiliares. Pueden agruparse en modulos mayores. Estos modulos incorporan maquinas con elementos alternativos y rotativos muy pesados.

• Modulos de elementos electricos estaticos. Senan varios submodulos que incorporanan:

- Los cuadros de alta tension (48).

- Los transformadores (49).

- Los convertidores (50).

- El cuadro o cuadros de baja tension (51) adicionales.

• En este caso, los modulos incorporan elementos estaticos de peso moderado con un volumen elevado y numerosas interconexiones y cableados electricos.

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• Modulo/s de compresores de gas natural (52) e intercambiadores de calor (53) para la alimentacion a gas de los grupos generadores electricos (47). Estos modulos se instalaran sobre la cubierta principal en la zona de tanques, proximos o adyacentes a la caseta de compresores de gas natural que existe en todos los buques metaneros.

• Modulos o submodulos de bombas (54), depuradoras (55) e intercambiadores de calor (56) que contienen todos los servicios auxiliares requeridos sobre todo por los generadores diesel. Estos elementos pueden instalarse en parte en los modulos ya citados o dentro de la Camara de Maquinas.

• Modulos de calderetas de gases de escape (57). Se dispondran normalmente sobre los modulos de los grupos generadores electricos (47).

Los grupos generadores electricos (47) seran preferentemente de tipo diesel con combustible dual, dando lugar a una propulsion de tipo diesel-electrica, aunque esta previsto que alternativamente puedan ser de tipo de turbina de gas, dando lugar a una propulsion de tipo turbo-electrica, o bien una combinacion de tipo diesel y de turbina de gas, dando lugar a una propulsion mixta diesel-turbo-electrica, en todos los casos combinada con la de turbinas de vapor (2,3) existente

El modo en el que se inyecta la potencia mecanica (“Power take in” o PTI) de los motores de propulsion electricos (30, 31) admite diversas variantes de realizacion, que comparten la ubicacion de los motores electricos de propulsion (30, 31) junto al conjunto de lmea de ejes de salida (19, 20, 23) y caja reductora (25) existente en la planta propulsora de turbinas de vapor (2, 3):

Introduccion de la potencia en la caja reductora (25) existente:

Introduccion directa en la caja reductora (25), segun la figura -2-, consistente en una primera fase de modificacion de las piezas terminales de popa del eje hueco con otro eje en el interior (13) del lado baja presion y del eje hueco con otro eje en el interior (14) del lado alta presion, denominados quill-shaft, de la caja reductora (25) existente, mediante la modificacion o sustitucion respectivamente del acoplamiento conico (9) en el lado de baja presion y del otro acoplamiento conico (10) en el lado de alta presion, de tal modo que el acoplamiento modificado incluye en su extremo de popa un eje para la entrada de potencia procedente de los respectivos motores electricos de propulsion (30, 31), incluyendo ademas los correspondientes acoplamientos flexibles y/o embragues (28, 29 todo ello segun se muestra en la figura n° 12.

Los acoplamientos conicos modificados (26,27) que forman parte de la caja reductora existente (25) permiten asf la introduccion de la potencia de los motores electricos de propulsion (30,31) ubicados a popa de la caja reductora (25).

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Introduccion mediante cajas reductoras adicionales (32, 33) en la caja reductora (25), segun las figuras -3- y -4-, mediante una primera fase de modificacion de las piezas terminales de popa del eje hueco con otro eje interior (13) del lado baja presion y del eje hueco con otro eje interior (14) del lado alta presion, denominados quill-shaft, de la caja reductora (25) existente, mediante la modificacion o sustitucion respectivamente del acoplamiento conico (9) en el lado de baja presion y del otro acoplamiento conico (10) en el lado de alta presion, de tal modo que el acoplamiento modificado incluye en su extremo de popa un eje para la entrada de la potencia procedente de los respectivos motores electricos de propulsion (30, 31), a traves de unas cajas reductoras adicionales (32, 33), dotadas opcionalmente de sendos embragues hidraulicos (36, 37), y conectadas con la caja reductora (25) existente mediante unos acoplamientos flexibles y/o embragues (28, 29) y de los acoplamientos conicos modificados (26, 27), estando conectados los motores electricos de propulsion (30, 31) a las caja reductoras adicionales (32, 33) mediante unos acoplamientos flexibles adicionales (34, 35), ubicando los motores electricos de propulsion (30, 31) hacia proa, o bien en una realizacion alternativa hacia popa.

Introduccion de la potencia en la tfnea de ejes (19, 20):

Mediante unos motores electricos de propulsion (30, 31) cuyo eje es el conjunto de lmea de ejes de salida (19, 20), segun la figura -5-, mediante una primera fase de modificacion del eje intermedio de proa (19), y/o del eje intermedio de popa (20) para permitir acoger los motores electricos de propulsion de tal forma que el motor electrico de propulsion (30) tiene como eje al propio eje intermedio de proa (19) y el segundo motor electrico de propulsion (31) tiene como eje al propio eje intermedio de popa (20) finalizando con la fase de colocacion de unas chumaceras (42) modificadas.

Mediante unos motores electricos de propulsion (30, 31) que introducen la potencia en el conjunto de lmea de ejes de salida (19, 20) a traves de uno o dos reductores de engranajes de tipo “tunnel gear”, segun la figura -6-, mediante una primera fase de modificacion del eje intermedio proa (19) para convertirlo en un eje intermedio proa modificado (38) sobre el que, en una segunda fase, se acopla uno o varios reductores de engranajes de tipo “tunnel gear”, con un acoplamiento (43) del eje interno, unas ruedas principales (44), y unos pinones con embrague (45, 46), continuando con la fase de conexion de los motores electricos de propulsion (30, 31) a los pinones con embrague (45,46), mediante unos acoplamientos flexibles adicionales (34, 35).

El buque resultante de la transformacion tiene una doble planta de propulsion: la antigua a turbina de vapor (2, 3), y la nueva electrica, pudiendo utilizar una, otra o las dos combinadas, dependiendo de las necesidades, todo ello manteniendo tanto el conjunto de lmea de ejes de salida (19, 20, 23) como la caja reductora (25) existente originalmente en el buque con las modificaciones indicadas.

Este procedimiento es de especial aplicacion a buques con unas caractensticas tipo:

Buque de entre 120.000 y 170.000 m3.

Edad tipo 10 anos. Puede variar entre 5 y 25.- Propulsion por turbina de vapor.

Potencia entre 20 y 30 MW.

5 Una sola helice de paso fijo a unas 80/90 rpm.

Una planta de turbinas que incluye: Turbina de AP, Turbina de BP, Condensador de vado, caja reductora de doble reduccion de tren abierto, entradas a unas 3000/4000 rpm y salida a 80/90 rpm a la lmea de ejes.

Dos calderas de vapor a unos 60/70 bar, vapor recalentado a 525/500 °C.

Dos turbogeneradores de unos 3000/3500 KW.

10 Un diesel generador de potencia similar.

Dispositivo de eliminacion del exceso de vapor al condensador para eliminar el exceso de boil-off. (Dump system) Velocidad de servicio: 19.5 nudos.

Posibilidad de quemar HFO y/o gas natural en las proporciones que se deseen. En ciertos casos especiales (en puerto) pueden quemar MGO.

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Segun un ejemplo de realizacion de la invencion, combinable con los ejemplos descritos anteriormente, consiste en un procedimiento de transformacion de buques metaneros propulsados por turbina de vapor, especialmente del tipo de los utilizados para el transporte de gas natural licuado, caracterizado porque comprende la adicion de uno o varios grupos generadores de energfa electrica (47) y la ubicacion de uno o varios motores electricos de propulsion 20 (30, 31) junto al conjunto de lmea de ejes (19, 20, 23) y caja reductora (25) existente en la planta propulsora de

turbinas de vapor (2, 3).

Claims (5)

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   REIVINDICACIONES

   1. - Procedimiento de transformacion de buques metaneros propulsados por turbina de vapor, especialmente del tipo de los utilizados para el transporte de gas natural licuado, realizando el procedimiento un cambio de propulsion mediante la adicion de uno o varios grupos generadores de energfa electrica (47) que alimentan a traves de los cuadros electricos (48) y convertidores (50) a uno o varios motores electricos de propulsion (30, 31) que transmiten la potencia mediante una conexion mecanica con la caja reductora (25), manteniendo la planta propulsora de turbinas de vapor, de modo que el buque transformado tiene, ademas, una propulsion diesel electrica y una propulsion hforida que combina las dos anteriores, caracterizado porque la potencia mecanica de los motores electricos de propulsion (30, 31) se inyecta directamente en la caja reductora (25) existente, mediante una primera fase de modificacion de las piezas terminales de popa del eje hueco con otro eje interior (13) del lado baja presion y del eje hueco con otro eje interior (14) del lado alta presion, denominados quill-shaft, de la caja reductora (25) existente, mediante la modificacion o sustitucion del acoplamiento conico (9) en el lado de baja presion y del otro acoplamiento conico (10) en el lado de alta presion por unos acoplamientos conicos modificados (26,27) , para proseguir con una fase de conexion de los respectivos motores electricos de propulsion (30, 31), mediante unos acoplamientos flexibles y/o embragues (28, 29) conectados a los acoplamientos conicos modificados (26,27) instalados anteriormente en la caja reductora (25), ubicando los motores electricos de propulsion (30, 31) hacia popa de la caja reductora (25).
2. 2. - Procedimiento de transformacion de buques metaneros propulsados por turbina de vapor, especialmente del tipo de los utilizados para el transporte de gas natural licuado, realizando el procedimiento un cambio de propulsion mediante la adicion de uno o varios grupos generadores de energfa electrica (47) que alimentan a traves de los cuadros electricos (48) y convertidores (50) a uno o varios motores electricos de propulsion (30, 31) que transmiten la potencia mediante una conexion mecanica con la caja reductora (25), manteniendo la planta propulsora de turbinas de vapor, de modo que el buque transformado tiene, ademas, una propulsion diesel electrica y una propulsion hforida que combina las dos anteriores, caracterizado porque la potencia mecanica de los motores electricos de propulsion (30, 31) se inyecta en la caja reductora (25) existente mediante una primera fase de modificacion o sustitucion de las piezas terminales de popa del eje hueco con otro eje en su interior (13) del lado baja presion y del eje hueco con otro eje en su interior (14) del lado alta presion, denominados quill-shaft, de la caja reductora (25) existente, mediante la modificacion o sustitucion del acoplamiento conico (9) en el lado de baja presion y del otro acoplamiento conico (10) en el lado de alta presion, para proseguir con una fase de conexion de los respectivos motores electricos de propulsion (30, 31), a unas cajas reductoras adicionales (32, 33), dotadas opcionalmente de sendos embragues hidraulicos (36, 37), y conectadas con la caja reductora (25) existente mediante unos acoplamientos flexibles y/o embragues (28, 29) a traves de los acoplamientos conicos modificados (26, 27) creados anteriormente en la caja reductora (25), estando conectados los motores electricos de propulsion

   (30, 31) a las cajas reductoras adicionales (32, 33) mediante unos acoplamientos flexibles adicionales (34, 35), ubicando los motores electricos de propulsion (30, 31) hacia proa o hacia popa.
3. 3. - Procedimiento de transformacion de buques metaneros propulsados por turbina de vapor, segun la reivindicacion

   5 1 o 2, caracterizado porque comprende la adicion de unos componentes auxiliares de los generadores de energfa

   electrica (47) seleccionados del grupo formado por: cuadros de alta tension (48), transformadores (49), convertidores (50), cuadros de baja tension adicionales (51), compresores de gas natural (52), intercambiadores de calor de gas natural (53), bombas (54), depuradores (55), intercambiadores de calor auxiliares de los generadores de energfa electrica (56) y calderetas de gases de escape (57).

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4. 4. - Procedimiento de transformacion de buques metaneros propulsados por turbina de vapor, segun la reivindicacion anterior, caracterizado porque tanto los generadores de energfa electrica (47) como una parte sustancial de sus componentes auxiliares (48, 49, 50, 51, 54, 55, 56, 57) se instalan distribuidos en varios modulos prefabricados ubicados por encima de la cubierta principal proximos o adyacentes a la caseta del guardacalor de la camara de

   15 maquinas, salvo los compresores e intercambiadores de calor de gas natural (52, 53) que se instalaran en la caseta de compresores existente en todos los buques metaneros, en un nuevo modulo adyacente o en las proximidades de dicha caseta.
5. 5. - Procedimiento de transformacion de buques metaneros propulsados por turbina de vapor, segun cualquiera de 20 las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los generadores de energfa electrica (47) son de tipo diesel con

   combustible dual, dando lugar a una propulsion de tipo diesel-electrica combinada con la de turbinas de vapor (2,3) existente, de tipo de turbina de gas, dando lugar a una propulsion de tipo turbo-electrica combinada con la de turbinas de vapor (2,3) existente, o bien una combinacion de tipo diesel y de turbina de gas, dando lugar a una propulsion mixta diesel-turbo-electrica combinada con la de turbinas de vapor (2,3) existente.