NO842913L - PROVIDENT DEVICE FOR STEAM-TOWED SHIPS - Google Patents

PROVIDENT DEVICE FOR STEAM-TOWED SHIPS

Info

Publication number
NO842913L
NO842913L NO842913A NO842913A NO842913L NO 842913 L NO842913 L NO 842913L NO 842913 A NO842913 A NO 842913A NO 842913 A NO842913 A NO 842913A NO 842913 L NO842913 L NO 842913L
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
steam
gas turbine
propulsion device
turbine
gas
Prior art date
Application number
NO842913A
Other languages
Norwegian (no)
Inventor
Enrique Merino Fachal
Original Assignee
Dba Parga
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dba Parga filed Critical Dba Parga
Publication of NO842913L publication Critical patent/NO842913L/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K3/00Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein
    • F01K3/18Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein having heaters
    • F01K3/24Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein having heaters with heating by separately-fired heaters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K15/00Adaptations of plants for special use
    • F01K15/02Adaptations of plants for special use for driving vehicles, e.g. locomotives
    • F01K15/04Adaptations of plants for special use for driving vehicles, e.g. locomotives the vehicles being waterborne vessels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F01K23/06Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
    • F01K23/10Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle
    • F01K23/103Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle with afterburner in exhaust boiler
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Description

De forbedringer denne patentsøknad vedrører tilsikter å redusere det spesifikke brennoljeforbruk ved fremdriftsanordninger for dampturbindrevne skip både når det gjelder nybygg og spesielt, ved hjelp av passende ombygninger under anvendelse av ovennevnte forbedringer, å redusere spesifikt brennoljeforbruk ved fremdriftsanordninger for eksisterende dampturbindrevne skip. The improvements in this patent application relate to intentions to reduce the specific fuel oil consumption of propulsion devices for steam turbine-driven ships both in terms of new construction and in particular, by means of suitable conversions using the above-mentioned improvements, to reduce specific fuel oil consumption of propulsion devices for existing steam turbine-driven ships.

De ovennevnte forbedringer baserer seg på en helt ny idé vedrørende dampsyklusen ved sjøbaserte dampturbinanlegg ved å sette inn i syklusen en gassturbin som har følgende oppgaver: å produsere elektrisitet for skipets bruk, å tilføre energi til propellakselen gjennom en forreduksjonsveksel eller en elektro-motor matet av en generator drevet av gassturbinen, å frembringe avgasser som kan anvendes som forbrenningsluft i hovedkjelene og for å gjenoppvarme primærdamp i en ytre ettervarmer (avgass-kjel), eller for bare å gjenoppvarme primærdamp i en ytre ettervarmer. Forbedringene ifølge denne patentsøknad innbefatter også, når fremdriftsanordningen har to kjeler, anvendelsen av én kjels overheter som primærdamp-ettervarmer, hvilket logisk sett bare kan tilpasses ombygningen av et eksisterende anlegg. The above-mentioned improvements are based on a completely new idea regarding the steam cycle in sea-based steam turbine plants by inserting into the cycle a gas turbine which has the following tasks: to produce electricity for the ship's use, to supply energy to the propeller shaft through a pre-reduction gearbox or an electric motor fed by a generator driven by the gas turbine, to produce exhaust gases that can be used as combustion air in the main boilers and to reheat primary steam in an external reheater (exhaust gas boiler), or to simply reheat primary steam in an external reheater. The improvements according to this patent application also include, when the propulsion device has two boilers, the use of one boiler's superheater as a primary steam reheater, which logically can only be adapted to the conversion of an existing plant.

De ovennevnte forbedringer, eller deler av samme, kan anvendes, som tidligere nevnt, på et nybygg, men de er særlig velegnet for anvendelse på dampturbinanlegg for eksisterende skip, hvor det på grunn av den langsomme fremdriftshastighet hvormed de er tvunget til å arbeide, særlig de store skipene, for det første som følge av den enorme økning av brennoljeprisen og for det annet som følge av det lave fraktnivået (som spesielt berører store tankbåter), er nødvendig å redusere fremdriftseffekten i forhold til den opprinnelig beregnete effekt. Derved øker imidlertid det spesifikke brennoljeforbruk ved denne reduserte effekt merkbart, hvilket resulterer i at den kostnadsreduksjon som ble oppnådd gjennom langsom fremdriftshastighet ved dampturbindrevne skip avtar merkbart på grunn av denne økning i spesifikt brenn-ol jef orbruk . The above-mentioned improvements, or parts of them, can be applied, as previously mentioned, to a new build, but they are particularly suitable for application to steam turbine systems for existing ships, where, due to the slow speed of propulsion at which they are forced to work, particularly the large ships, firstly as a result of the enormous increase in the price of fuel oil and secondly as a result of the low freight level (which particularly affects large tankers), it is necessary to reduce the propulsion effect in relation to the originally calculated effect. Thereby, however, the specific fuel oil consumption increases noticeably with this reduced effect, which results in the cost reduction achieved through slow propulsion speed with steam turbine-driven ships noticeably decreases due to this increase in specific fuel oil consumption.

Ved hjelp av de forbedringer som omfattes av denne patent-søknad er det mulig ved nybygde skip å oppnå en reduksjon i spesifikt brennoljeforbruk på ca. 30% i forhold til de konvensjo-nelle anlegg, og ved eksisterende dampturbindrevne skip som arbeider i henhold til den nåværende langsomme fremdriftshastighet er det også mulig å oppnå en reduksjon i spesifikt brennoljeforbruk på ca. 30%, hvilket for et tankskip på 300.000 tonn død-vekt under de nåværende operasjonsforhold betyr en daglig be-sparelse på ca. 40 tonn tung brennolje eller omtrent 2,0 mil-lioner US $ pr. år etter dagens priser på tung brennolje. With the help of the improvements covered by this patent application, it is possible for newly built ships to achieve a reduction in specific fuel oil consumption of approx. 30% compared to the conventional plants, and with existing steam turbine-driven ships working according to the current slow speed of progress, it is also possible to achieve a reduction in specific fuel oil consumption of approx. 30%, which for a tanker of 300,000 tonnes dead weight under the current operating conditions means a daily saving of approx. 40 tonnes of heavy fuel oil or approximately 2.0 million US $ per years after today's prices for heavy fuel oil.

Dessuten dempes økningen i spesifikt brennoljeforbruk både når det gjelder variasjoner over og under beregnet effekt, hvilket for eksisterende anlegg som er modifisert og tilpasset en redusert effekt ved hjelp av de forbedringer som omfattes av denne patentsøknad tillater økninger i nevnte reduserte effekt ved den modifiserte utførelse på ca. 15 til 20%, sammen med økninger i det spesifikke brennoljeforbruk på ca. 4%, hvilket forbedrer anleggets fleksibilitet til å tilpasse seg krav om høyere effekt dersom dette fordres. In addition, the increase in specific fuel oil consumption is mitigated both when it comes to variations above and below the calculated output, which for existing plants that have been modified and adapted to a reduced output using the improvements covered by this patent application allows increases in said reduced output with the modified design of about. 15 to 20%, together with increases in the specific fuel oil consumption of approx. 4%, which improves the plant's flexibility to adapt to demands for higher output if this is required.

Alt dette har tosidig interesse: på grunn av sin egentlige karakter og på grunn av at dampdrift inntil den såkalte energikrise og i enkelte tilfeller i noen år etterpå eksisterte side om side med dieseldrift i skip med meget kraftig fremdriftsmaskineri, hvilken samtidige eksistens ble sterkt berørt av nevnte energikrise. All this has twofold interest: because of its very nature and because steam propulsion, until the so-called energy crisis and in some cases for a few years afterwards, existed side by side with diesel propulsion in ships with very powerful propulsion machinery, which simultaneous existence was strongly affected by said energy crisis.

Fremdriftsanordninger for skip består enten av dieselmotorer eller dampturbiner matet av dampkjeler. I noen ytterlig-gående tilfeller og ved enkelte krigsskip består fremdriftsanordningene av gassturbiner. Propulsion devices for ships consist of either diesel engines or steam turbines fed by steam boilers. In some extreme cases and on some warships, the propulsion devices consist of gas turbines.

Inntil slutten av 1973 da den første oljekrise brøt ut, var det en likevekt eller balanse mellom dieseldrift og dampturbindrift i skip med høye effektbehov. Fordelen med damp var dens større driftssikkerhet og bedre tilpasningsevne til store høy-effektsskip, nemlig store tankskip, hvilket oppveide dens høyere brennoljeforbruk sammenliknet med dieseldrift. Until the end of 1973 when the first oil crisis broke out, there was an equilibrium or balance between diesel operation and steam turbine operation in ships with high power requirements. The advantage of steam was its greater operational reliability and better adaptability to large high-power ships, namely large tankers, which offset its higher fuel oil consumption compared to diesel operation.

I 1973 var spesifikt brennoljeforbruk for en tradisjonell dampturbin-fremdriftsanordning ca. 200-210 g/S.H.P. (akselheste-kraft) x time, mens det for diesel var ca. 150-160 g/B.H.P. In 1973, specific fuel oil consumption for a traditional steam turbine propulsion device was approx. 200-210 g/S.H.P. (axle horsepower) x hour, while for diesel it was approx. 150-160 g/B.H.P.

(bremsehestekraft) x time. Det er nødvendig å legge til at begge forbruk ikke er homogene, nemlig av følgende årsaker: En dampturbin-fremdriftsanordnings spesifikke brennoljeforbruk er alltid gitt på basis av tung brennolje eller bunkersolje C, som har en nedre brennverdi på 9.700-9.800 kcal/kg, mens det for en dieselmotor er gitt på basis av gassolje, som har en nedre brennverdi på 10.200-10.250 kcal/kg, hvilket betyr en forskjell på (brake horsepower) x hour. It is necessary to add that both consumptions are not homogeneous, namely for the following reasons: A steam turbine propulsion device's specific fuel oil consumption is always given on the basis of heavy fuel oil or bunker oil C, which has a lower calorific value of 9,700-9,800 kcal/kg, while that for a diesel engine is given on the basis of gas oil, which has a lower calorific value of 10,200-10,250 kcal/kg, which means a difference of

ca. 5%. En dampturbin-fremdriftsanordnings spesifikke brennoljeforbruk innbefatter på den annen side alltid forbrukene ved anleggets hjelpeutstyr og også forbruket ved turbogeneratoren som leverer den elektriske energi som kreves ombord, noe som ikke var vanlig ved dieseldrevne skip og som kunne innebære en ytterligere forskjell på 4-6%. Når man derfor sammenlikner virkelig forbruk, bør det spesifikke brennoljeforbruk ved dieselmotor-anlegget økes med ca. 10-11% pluss den mengde som svarer til forbruket av sylindersmøreolje som er av størrelsesorden 5 g/B.H.P. x time av tung brennoljeekvivalenter. about. 5%. A steam turbine propulsion device's specific fuel oil consumption, on the other hand, always includes the consumption of the plant's auxiliary equipment and also the consumption of the turbogenerator that supplies the electrical energy required on board, which was not common for diesel-powered ships and could involve a further difference of 4-6% . When comparing real consumption, the specific fuel oil consumption of the diesel engine plant should be increased by approx. 10-11% plus the amount corresponding to the consumption of cylinder lubricating oil which is of the order of 5 g/B.H.P. x hour of heavy fuel oil equivalents.

Til tross for dette var det i 1973 en forskjell i "homogent" brennoljeforbruk på ca. 15% til fordel for diesel, hvilket delvis ble kompensert for gjennom propellens bedre virkningsgrad ved dampturbindrevne skip (lavere omdreiningstall på propellen), Despite this, in 1973 there was a difference in "homogeneous" fuel oil consumption of approx. 15% in favor of diesel, which was partly compensated for through the propeller's better efficiency in steam turbine-powered ships (lower rpm on the propeller),

og gjennom mindre vekt og mindre plassbehov for dampturbinanlegget, samt mindre vedlikeholdskostnader og kortere liggetid (off-hire) for dampturbindrevne skip. Og naturligvis gjennom den meget lave pris på oljebrennstoff som for små ulikheter i forbruk bare hadde underordnet betydning. and through less weight and less space required for the steam turbine plant, as well as lower maintenance costs and shorter layover time (off-hire) for steam turbine-powered ships. And of course through the very low price of oil fuel, which for small differences in consumption was only of secondary importance.

I 1973/74 fant det sted den første oljeprisstigning som henført til oljeprisen fob PG i 1970 betydde en økning på elleve ganger 1970-prisen. Og ved slutten av 1979 kom den andre oljeprisstigning, som brakte oljeprisen tjueåtte ganger høyere, hen-ført til nevnte 1970 fob PG basis. Oljeprisene gikk så litt ned ved begynnelsen av 1983, men den høye kurs på dollaren oppveide i mange tilfeller den kostnadsreduksjon som ellers ville ha vært oppnådd. In 1973/74, the first oil price increase took place which, based on the oil price fob PG in 1970, meant an increase of eleven times the 1970 price. And at the end of 1979 came the second oil price increase, which brought the oil price twenty-eight times higher, relative to the aforementioned 1970 fob PG basis. Oil prices then fell slightly at the beginning of 1983, but the high exchange rate of the dollar in many cases offset the cost reduction that would otherwise have been achieved.

På motorbyggersiden la man merke til at de største diesel-motorbyggerne i 1975/76 satte igang en konkurranse om å redusere spesifikt brennoljeforbruk ved dieselmotorer, hvilket etter flere reduksjoner nå befinner seg i området 118-125 g/BHP x time. På samme tid gikk turtallet ved totakts-dieselmotorer ned etter hvert som forholdet stempelslag/boring økte, hvilket ved store motorer eliminerte fordelen ved propellturtall for den girete dampturbin. On the engine builder side, it was noticed that the largest diesel engine builders in 1975/76 launched a competition to reduce specific fuel oil consumption for diesel engines, which after several reductions is now in the range of 118-125 g/BHP x hour. At the same time, the speed of two-stroke diesel engines decreased as the stroke/bore ratio increased, which in large engines eliminated the propeller speed advantage of the geared steam turbine.

Det foreligger til slutt et meget viktig trekk som skiller de to typer fremdriftssystemer fra hverandre. Dette består i at når hastigheten og dermed effekten av en eller annen årsak må reduseres, fungerer dieselmotorer bedre forbi deres spesifikke brennoljeforbruk varierer svært lite med varierende effekt, mens spesifikt brennoljeforbruk ved dampturbinanlegg øker betydelig når effekten reduseres, nemlig på en slik måte at et dampturbinanlegg med et spesifikt brennoljeforbruk på 210 g/SHP x time ved sin normale driftseffekt, som vanligvis er av størrelsesorden 90% av den kontinuerlige maksimalytelse (MCR), kan nå opp i spesifikke brennoljeforbruk på 240 og 250 g/SHP x time for ytelser på 70 til 50% av maksimalytelsen. Finally, there is a very important feature that distinguishes the two types of propulsion systems from each other. This consists in the fact that when the speed and thus the effect must be reduced for one reason or another, diesel engines work better past their specific fuel oil consumption varies very little with varying power, while specific fuel oil consumption in steam turbine plants increases significantly when the power is reduced, namely in such a way that a steam turbine plant with a specific fuel oil consumption of 210 g/SHP x hour at its normal operating power, which is usually of the order of 90% of the maximum continuous performance (MCR), can reach a specific fuel oil consumption of 240 and 250 g/SHP x hour for performances of 70 to 50% of the maximum performance.

Den store betydning drivstoffregningen i dag har for skipenes driftskostnader sammen med det vedvarende lave frakt-nivå ved store tankbåter, førte til at man tok den generelle forholdsregel å redusere farten og følgelig drivkraft, for å optimalisere inntekter og minimalisere tap. Dampturbindrevne skip er således meget ugunstig stillet i forhold til skip drevet av dieselmotorer, nemlig på grunn av førstnevntes betydelig høyere spesifikke brennoljeforbruk, særlig ved redusert effekt. Dette forhold og dampturbinaleggets mindre fleksibilitet til The great importance the fuel bill has today for the ships' operating costs, together with the persistently low freight level of large tankers, led to the general precaution of reducing speed and consequently propulsion power, in order to optimize income and minimize losses. Steam turbine-powered ships are thus very disadvantaged in relation to ships powered by diesel engines, namely due to the former's significantly higher specific fuel oil consumption, particularly at reduced power. This situation and the steam turbine bed's less flexibility

å arbeide ved varierende ytelser for så vidt det gjelder spesifikt brennoljeforbruk har praktisk talt eliminert dampturbindrift i handelsskipsbyggingen. working at varying outputs as far as specific fuel oil consumption is concerned has practically eliminated steam turbine operation in merchant shipbuilding.

På grunn av at det fantes et meget stort antall skip drevet av høyeffekt-dampturbinanlegg, førte den ovennevnte situasjon imidlertid til motorutskiftning (såkalt re-engining) i et ganske stort antall tilfeller, dvs. at dampturbinanlegget ble erstattet av et dieselmotoranlegg, vanligvis med mindre effekt. En slik ombygging kan, avhengig av motorytelse (spesifikt brennoljeforbruk), medføre besparelser på opp til 40% ved langsom fart sammenliknet med anleggets tidligere forbruk. Imidlertid innebærer en slik ombygging en meget betydelig investering og en svært lang liggetid for skipet for å utføre ombyggingen. Motorutskiftning resulterer derfor i temmelig store kostnader. However, due to the fact that there were a very large number of ships powered by high-power steam turbine plants, the above situation led to engine replacement (so-called re-engining) in quite a large number of cases, i.e. the steam turbine plant was replaced by a diesel engine plant, usually unless effect. Such a conversion can, depending on engine performance (specific fuel oil consumption), lead to savings of up to 40% at slow speeds compared to the plant's previous consumption. However, such a conversion involves a very significant investment and a very long layover time for the ship to carry out the conversion. Engine replacement therefore results in rather large costs.

Parallelt med dette, om enn i mindre målestokk, har det vært utviklet en rekke omforminger av typen damp med damp, hvilke består i en forbedring av dampsyklusen og i gjenopprettelse av anleggets bruksforhold ved den reduserte effekt skipet drives ved. Denne slags omforminger gir som resultat et spesifikt brennoljeforbruk for det omformete anlegg (ved den nye reduserte effekt) som ligger i området 195-205 g/SHP (akselhestekrefter) Parallel to this, albeit on a smaller scale, a number of transformations of the steam-to-steam type have been developed, which consist in an improvement of the steam cycle and in the restoration of the plant's operational conditions at the reduced power the ship is powered by. This type of conversion results in a specific fuel oil consumption for the converted plant (with the new reduced power) which is in the range of 195-205 g/SHP (axle horse power)

x time. Disse omforminger er billigere enn motorutskiftning og den nødvendige liggetid er kortere, men brennoljebesparelsen er betydelig mindre i forhold til ved motorutskiftning. x hours. These conversions are cheaper than engine replacement and the required storage time is shorter, but the fuel oil savings are significantly less compared to engine replacement.

I begge tilfeller, enten det gjelder fra damp til diesel eller fra damp til damp, etterlates skipet med redusert effekt/ ytelse som bare er en prosentandel av den opprinnelige effekt som er variabel, og det finnes ikke noen muligheter til å komme tilbake til den opprinnelige effekt, spesielt ikke når det gjelder motorutskiftning. In both cases, whether from steam to diesel or from steam to steam, the ship is left with reduced power/output which is only a percentage of the original power which is variable, and there is no possibility of returning to the original effect, especially not when it comes to engine replacement.

I det følgende beskrives et tradisjonelt anlegg eller fremdriftsanordning for et dampturbindrevet skip under henvisning til fig. 1, hvor det skjematisk viste anlegg er bygget opp av følgende komponenter: In the following, a traditional plant or propulsion device for a steam turbine-driven ship is described with reference to fig. 1, where the system shown schematically is made up of the following components:

Som typiske verdier ved sjøbaserte anlegg for trykk og temperatur anføres følgende tall: Damptrykk ved høytrykkstur-bmens innløp 60 kg/cm 2, tilsvarende temperatur 505°C. The following figures are given as typical values for sea-based plants for pressure and temperature: Steam pressure at the inlet of the high-pressure turbine 60 kg/cm 2, corresponding temperature 505°C.

På den annen side og for å klargjøre og definere enkelte ord og uttrykk som er vanlig brukt i foreliggende beskrivelse, vil det være nyttig å anføre følgende: Overheting: Oppvarming av den mettede damp, hvilket normalt utføres av den samme kjel som produserer slik damp og før den brukes, derav ordene "overheter" og "overhetet damp". Gjenoppvarming: Gjenoppvarming består i å varme opp igjen damp etter at den har blitt brukt. Gjenoppvarming utføres vanligvis i en ettervarmer (reheater) anordnet inne i den samme kjelen, derav ordene "ettervarmer" (gjenoppvarmingsaggregat) og "gjenoppvarmet damo". On the other hand, and to clarify and define certain words and expressions that are commonly used in the present description, it will be useful to state the following: Superheating: Heating of the saturated steam, which is normally carried out by the same boiler that produces such steam and before it is used, hence the words "superheated" and "superheated steam". Reheating: Reheating consists of reheating steam after it has been used. Reheating is usually carried out in a reheater (reheater) arranged inside the same boiler, hence the words "reheater" (reheating unit) and "reheated damo".

Ytre gjenoppvarming: Dette er en gjenoppvarmingsprosess External reheating: This is a reheating process

som utføres i en ettervarmer som er anbrakt utenfor den kjel som produserer dampen som skal varmes opp igjen, dette i motset-ning til den hittil etablerte praksis, som nå går ut på gjenoppvarming av dampen i en ettervarmer anordnet inne i den kjelen som produserer dampen. Når det ikke er anført at gjenoppvarmingen er ekstern, kan man gå ut fra at den skjer i en ettervarmer anordnet inne i den kjelen som produserer dampen. which is carried out in a reheater that is placed outside the boiler that produces the steam to be reheated, this in contrast to the hitherto established practice, which now involves reheating the steam in a reheater arranged inside the boiler that produces the steam . When it is not stated that the reheating is external, it can be assumed that it takes place in a reheater arranged inside the boiler that produces the steam.

For å øke dampsyklusens virkningsgrad, er det nødvendig To increase the efficiency of the steam cycle, it is necessary

å øke fallet i dampens varmeinnhold gjennom turbinene, og for å oppnå dette foreligger det følgende mulige måter: to increase the drop in the heat content of the steam through the turbines, and to achieve this there are the following possible ways:

- Å øke damptrykk - To increase vapor pressure

- Å øke damptemperatur - To increase steam temperature

- Å øke kondensatorvakuum - To increase condenser vacuum

- Å benytte en syklus med mellomliggende gjenoppvarming. - Using a cycle with intermediate reheating.

Og mens det i et anlegg av ny utførelse vil være mulig And while in a newly constructed plant it will be possible

å ta hensyn til hver av de ovenfor angitte forholdsregler, vil dette være praktisk umulig i et allerede eksisterende anlegg eller klart uøkonomisk. to take into account each of the precautions stated above, this will be practically impossible in an already existing facility or clearly uneconomical.

I noen tilfeller har det blitt utviklet og utnyttet fremdriftsanordninger, hvor det inngår en syklus med mellomliggende gjenoppvarming. Slike anordninger kan gjengis skjematisk som vist i fig. 2, hvor hver del er angitt som følger: In some cases, propulsion devices have been developed and utilized, which include a cycle of intermediate reheating. Such devices can be represented schematically as shown in fig. 2, where each part is set out as follows:

I noen av disse fremdriftsanordninger med mellomliggende gjenoppvarming har turbogeneratoren og den turbindrevne matepumpe blitt erstattet av en akseldrevet generator henholdsvis en elektrisk drevet matepumpe, slik at det oppnås en ytterligere forbedring av den totale virkningsgrad. In some of these propulsion devices with intermediate reheat, the turbogenerator and the turbine-driven feed pump have been replaced by a shaft-driven generator and an electrically driven feed pump, respectively, so that a further improvement in overall efficiency is achieved.

For å sette inn en slik syklus ved eksisterende fremdriftsanordninger, ved hjelp av motsvarende ombygginger og på den hittil kjente måte, er det meget vanskelig og kostbart ettersom det ville innebære enten en betydelig modifikasjon av hovedkjeler for anordning av en ettervarmer eller å anordne en ytre ettervarmer med dens tilhørende brenner, idet det i begge tilfeller oppnås en moderat forbedring av virkningsgraden. To insert such a cycle in existing propulsion devices, by means of corresponding conversions and in the hitherto known manner, is very difficult and expensive as it would involve either a significant modification of main boilers for the arrangement of an afterheater or to arrange an external afterheater with its associated burner, a moderate improvement in efficiency being achieved in both cases.

I så vel fig. 1 som 2 likesom i de etterfølgende figurer representerer fullt opptrukne linjer dampkanaler. Stiplete linjer av innbyrdes ens linjestykkelengde representerer elektriske led-ninger. Strekpunktlinjer representerer kanaler for matevann eller kondensat. In as well as fig. 1 as in 2 as well as in the subsequent figures, solid lines represent steam ducts. Dotted lines of mutually equal line segment length represent electrical wires. Dotted lines represent channels for feed water or condensate.

De forbedringer som er gjenstand for denne patentsøknad The improvements which are the subject of this patent application

og som er beskrevet i det følgende i forbindelse med de vedføyde tegninger, har tatt hensyn til den nye situasjon som er skapt av den nye prisen på olje og av behovet for langsom fremdriftshastighet, likesom i en viss grad til behovet for fleksibilitet hos anlegget (fremdriftsanordningen) med hensyn til effektvaria-sjoner kontra effekt for ny utførelse, og variasjonen i det spesifikke brennoljeforbruk ved varierende effekt, idet man ifølge oppfinnelsen har vært særlig opptatt av omformingen av eksisterende dampturbindrevne skip, i hvis fremdriftsanordninger det er mulig, ved hjelp av de forbedringer vi søker patent på, å oppnå spesifikke brennoljeforbruk av størrelsesorden 160-170 g/SHP x time i forhold til 240-250 g/SHP x time, som i dag representerer vanlig forbruk ved disse skip under langsom fremdriftshastighet. Forbedringene er prinsipielt beskrevet for omformingen av fremdriftsanordningen for et eksisterende skip, men de kan også anvendes i forbindelse med en nykonstruert anordning for et nytt skip. Forskjellen består i at det, dersom vi unntar tankbåter for LNG (flytende jordgass), absolutt ikke foreligger noe behov for dampturbin-fremdriftsanordninger ved bygging av handelsskip, mens det finnes et temmelig betydelig marked for ombygging av dampturbin-fremdriftsanordninger ved eksisterende handelsskip, unntatt nettopp tankbåter for LNG. and which is described below in connection with the attached drawings, has taken into account the new situation created by the new price of oil and the need for slow propulsion speed, as well as to a certain extent the need for flexibility in the plant (the propulsion device ) with regard to power variations versus power for a new design, and the variation in the specific fuel oil consumption with varying power, since according to the invention, one has been particularly concerned with the conversion of existing steam turbine-driven ships, in whose propulsion devices it is possible, by means of the improvements we are applying for a patent to achieve specific fuel oil consumption of the order of 160-170 g/SHP x hour compared to 240-250 g/SHP x hour, which today represents normal consumption for these ships under slow propulsion speed. The improvements are described in principle for the conversion of the propulsion device for an existing ship, but they can also be used in connection with a newly designed device for a new ship. The difference is that, if we exclude tankers for LNG (liquefied natural gas), there is absolutely no need for steam turbine propulsion devices in the construction of merchant ships, while there is a fairly significant market for the conversion of steam turbine propulsion devices in existing merchant ships, except precisely tankers for LNG.

Det som utmerker tankbåter for LNG eller skip for transport av flytende jordgass er at de som drivstoff anvender en blanding av tung brennolje og bortkokt (boil-off) gass som stammer fra skipslasten og som ellers ville gått tapt i atmosfæren. Blandingsforholdet avhenger av skipslastens fordampnings- takt som er av størrelsesorden 0,20 til 0,25% pr. dag og av fremdrift sanordningens drivstoff-forbruk, og varierer derfor med skipets størrelse og fremdriftseffekt, idet andelen av gass i alminnelighet er større enn 50%. What distinguishes tankers for LNG or ships for the transport of liquefied natural gas is that they use as fuel a mixture of heavy fuel oil and boiled-off gas which originates from the ship's cargo and which would otherwise be lost to the atmosphere. The mixing ratio depends on the evaporation rate of the cargo, which is of the order of 0.20 to 0.25% per day and of propulsion the fuel consumption of the remediation device, and therefore varies with the ship's size and propulsion power, as the proportion of gas is generally greater than 50%.

Det at det benyttes denne blanding er årsaken til at det fremdeles brukes dampturbiner i tankbåter for LNG, fordi forbren-ning av naturgass i dieselmotorer ennå ikke har funnet sin løs-ning . The fact that this mixture is used is the reason why steam turbines are still used in tankers for LNG, because the combustion of natural gas in diesel engines has not yet found its solution.

På den annen side og på grunn av de store kapitalkostnader ved tankbåter for LNG og deres særegne operasjonsform, alltid langtidskontrakter, har disse skip blitt langt mindre berørt av de økte oljepriser enn andre skipstyper, og driftshastighet og fremdriftseffekt har derfor bare vært utsatt for små variasjoner . On the other hand, and due to the large capital costs of LNG tankers and their peculiar form of operation, always long-term contracts, these ships have been far less affected by the increased oil prices than other ship types, and operating speed and propulsion power have therefore only been exposed to small variations .

Som følge av de ovenfor skisserte årsaker har det hittil ikke foreligget noe behov for å omforme fremdriftsanordningen i eksisterende tankbåter for LNG. As a result of the reasons outlined above, there has so far been no need to transform the propulsion device in existing tankers for LNG.

Det synes i denne forbindelse hensiktsmessig å anføre at når det gjelder anvendelsen/tilpasningen av de forbedringer som er gjenstand for denne patentsøknad ved fremdriftsanordningen for et nytt skip, er det mulig å bringe det spesifikke brennoljeforbruk så lavt ned som 145 til 135 g/SHP x time, verdier, som etter korreksjon for tidligere omtalte homogenisering, stemmer godt overens med de som i dag kan oppnås ved dieselmotoranlegg. Det sier seg selv at det mindre forbruk ved det nye dampturbinanlegget i forhold til det omformete anlegget skyldes at først-nevnte er et nytt anlegg. In this connection, it seems appropriate to state that when it comes to the application/adaptation of the improvements that are the subject of this patent application to the propulsion device for a new ship, it is possible to bring the specific fuel oil consumption down as low as 145 to 135 g/SHP x hour, values which, after correction for the previously mentioned homogenization, agree well with those that can be achieved today with diesel engine plants. It goes without saying that the lower consumption of the new steam turbine plant compared to the redesigned plant is due to the first-mentioned being a new plant.

I overensstemmelse med prinsippene for de forbedringer In accordance with the principles of the improvements

som utgjør gjenstand for denne patentsøknad, og hvor anlegget omfatter to hovedkjeier, kan det oppnås et første viktig formål ved å benytte overheteren for én av kjelene som ettervarmer for en syklus med mellomliggende gjenoppvarming. Et slikt anlegg, som er avledet fra det i fig. 1 viste, er skjematisk gjengitt i fig. 3, hvor de ulike komponenter er angitt som følger: which is the subject of this patent application, and where the plant comprises two main boilers, a first important purpose can be achieved by using the superheater for one of the boilers as reheater for a cycle with intermediate reheating. Such a plant, which is derived from that in fig. 1 shown, is schematically reproduced in fig. 3, where the various components are indicated as follows:

Denne nye syklus tillater, ved hjelp av en omforming med svært enkle modifikasjoner i dampkretsen, og ved å erstatte høy-trykksdampturbinen med en høytrykks/middeltrykksdampturbin, for å oppnå en syklus med mellomliggende gjenoppvarming til en rime-lig pris, og for å forbedre virkningsgraden. Ved dessuten å foreta en passende reduksjon av brukseffekten og erstatte turbogeneratoren og den dampturbindrevne matepumpe med en reduksjonsveksel-drevet generator henholdsvis en elektrisk drevet matepumpe, kan det spesifikke brennoljeforbruk senkes ned til 195-200 g/SHP This new cycle allows, by means of a redesign with very simple modifications in the steam circuit, and by replacing the high-pressure steam turbine with a high-pressure/medium-pressure steam turbine, to achieve a cycle with intermediate reheating at a reasonable cost, and to improve the efficiency . Furthermore, by making a suitable reduction of the utility power and replacing the turbo generator and the steam turbine-driven feed pump with a reduction gear-driven generator and an electrically driven feed pump respectively, the specific fuel oil consumption can be lowered to 195-200 g/SHP

x time i forhold til 240-250 g/SHP x time ved moderanlegget ved redusert effekt (idet det antas at det modifiserte anlegg vil ha en brukseffekt som tilnærmet svarer til den reduserte effekt ved det opprinnelige anlegg). x hour compared to 240-250 g/SHP x hour at the parent plant at reduced power (as it is assumed that the modified plant will have a usage effect that corresponds approximately to the reduced power at the original plant).

En annen måte til å forbedre syklusens virkningsgrad og Another way to improve the efficiency of the cycle and

som eventuelt kan kombineres med den ovenfor beskrevne samt omfattes av de forbedringer som danner gjenstand for denne patent-søknad, og ved hjelp av hvilken det kan oppnås et enda lavere spesifikt brennoljeforbruk, består i å installere som en ytterligere eller ekstra komponent for hele syklusen en gassturbin som driver en elektrisk generator, og i å utnytte avgassene fra gassturbinen, hvilke avgasser inneholder en stor energimengde, which can possibly be combined with the one described above as well as covered by the improvements that form the subject of this patent application, and with the help of which an even lower specific fuel oil consumption can be achieved, consists in installing as a further or additional component for the entire cycle a gas turbine driving an electric generator, and in utilizing the exhaust gases from the gas turbine, which exhaust gases contain a large amount of energy,

for å iverksette én eller flere (i alminnelighet en eller to) mellomliggende gjenoppvarminger som vil ha en meget høy virkningsgrad og som av natur vil være av den type vi har kalt "ytre". to implement one or more (generally one or two) intermediate reheatings which will have a very high degree of efficiency and which by nature will be of the type we have called "external".

Den gassturbindrevne elektriske generator vil levere elektrisk energi til skipet likesom til en elektrisk motor, som på sin side vil tilføre effekt til propellakselen via en reduksjonsveksel. (Som et senere beskrevet alternativ kan gassturbinen levere effekt direkte til reduksjonsvekselen og ikke via en elektrisk motor). The gas turbine-driven electric generator will supply electrical energy to the ship as well as to an electric motor, which in turn will supply power to the propeller shaft via a reduction gear. (As an alternative described later, the gas turbine can deliver power directly to the reduction gear and not via an electric motor).

I fig. 4, som innbefatter gjenoppvarmingsanordningene ifølge fig. 3, er det skjematisk gjengitt en syklus med to mellomliggende gjenoppvarminger, hvor den første finner sted i overheteren av den andre kjel og den andre i en ettervarmer anordnet i gjenvinningskjeleh for gassturbin-avgassene, idet det i fig. 4 også inngår en gassturbin med de tidligere beskrevne funksjoner . In fig. 4, which includes the reheating devices according to fig. 3, a cycle with two intermediate reheatings is shown schematically, where the first takes place in the superheater of the second boiler and the second in a reheater arranged in the recovery boiler for the gas turbine exhaust gases, as in fig. 4 also includes a gas turbine with the previously described functions.

De i fig. 4 skjematisk viste komponenter er angitt som følger: Those in fig. 4 schematically shown components are indicated as follows:

Ved hjelp av den syklus som er illustrert i fig. 4 kan Using the cycle illustrated in fig. 4 can

det spesifikke brennoljeforbruk, som i det opprinnelige anlegg er av størrelsesorden 240-250 g/SHP x time, reduseres til en verdi av størrelsesorden 160-165 g/SHP x time for samme reduserte effekt. Det er i denne forbindelse verdt å nevne at de ovenfor gitte tall svarer til en dampsyklus og at, under hensyntaken til hva som tidligere er anført om homogenisering, 160-165 g/SHP x time i et dampturbinanlegg svarer til 135-140 g/CV x time i et dieselanlegg, dvs. mindre enn de spesifikke brennoljeforbruk ved dieselanlegg fra 1974 og tidligere samt umiddelbart etter 1974, som representerer de som i dag eksisterer side om side med dampanlegg i store tankskip. the specific fuel oil consumption, which in the original plant is of the order of 240-250 g/SHP x hour, is reduced to a value of the order of 160-165 g/SHP x hour for the same reduced effect. In this connection, it is worth mentioning that the figures given above correspond to a steam cycle and that, taking into account what was previously stated about homogenization, 160-165 g/SHP x hour in a steam turbine plant corresponds to 135-140 g/CV x hour in a diesel plant, i.e. less than the specific fuel oil consumption of diesel plants from 1974 and earlier as well as immediately after 1974, which represent those which today exist side by side with steam plants in large tankers.

Fig. 5 gjengir skjematisk en syklus med fullstendig ytre mellomliggende gjenoppvarming og en gassturbin med de ovenfor beskrevne funksjoner, idet fig. 5 mer eller mindre representerer et alternativt arrangement til. det i fig. 4 skjematisk viste system, men har et spesifikt brennoljeforbruk som er ubetydelig høyere, selv om det ikke er større enn 170 g/SHP x time, mens det er enklere, billigere og lettere å installere i et eksisterende anlegg, ettersom det ikke er nødvendig å modifisere hovedkjelene og det ikke foreligger noen reguleringsproblemer. Videre kan det anvendes i anlegg hvor det bare finnes én kjel. Fig. 5 schematically reproduces a cycle with complete external intermediate reheating and a gas turbine with the functions described above, as fig. 5 more or less represents an alternative arrangement to. that in fig. 4 schematically shown system, but has a specific fuel oil consumption that is insignificantly higher, although not greater than 170 g/SHP x hour, while it is simpler, cheaper and easier to install in an existing plant, as it is not necessary to modify the main boilers and there are no regulation problems. Furthermore, it can be used in plants where there is only one boiler.

Dette system er skjematisk gjengitt i fig. 5, hvor de ulike komponenter er angitt som følger: This system is shown schematically in fig. 5, where the various components are indicated as follows:

Det tidligere beskrevne arrangement, som er skjematisk vist i fig. 4, oppviser fire karakteristiske trekk som er unike og nye og som er angitt som følger: - Anvendelsen av en gassturbin i et dampturbinsystem for fremdrift av skip. - Utnyttelsen av avgassene fra gassturbinen i hovedkjelene for produksjon av damp og overheting. - Anvendelsen av den ene kjels overheter som en ettervarmer. - Anvendelsen av en andre ytre ettervarmer som for sin The previously described arrangement, which is schematically shown in fig. 4, exhibits four characteristic features which are unique and novel and which are indicated as follows: - The use of a gas turbine in a steam turbine system for the propulsion of ships. - The utilization of the exhaust gases from the gas turbine in the main boilers for the production of steam and superheating. - The use of one boiler overhead as a reheater. - The use of a second external reheater as for its own

funksjon utnytter energien i gassturbin-avgassene i en gjen-vinningskj el. function utilizes the energy in the gas turbine exhaust gases in a recovery boiler.

Med hensyn til det ovenfor beskrevne arrangement, som er skjematisk vist i fig. 5, oppviser dette fire særtrekk, som er unike og nye, særlig: - Anvendelsen av en gassturbin i et dampturbinsystem for fremdrift av skip. - Anordningen av en første ytre ettervarmer i gjenvinningskjelen for gassturbin-avgassene, hvilken ettervarmer for sin funksjon utnytter energien i nevnte gasser. - Anordningen av en andre ytre ettervarmer, altså i gjenvinningskjelen for gassturbin-avgassene, i serie med den første ettervarmer, og som for sin funksjon utnytter energien i nevnte gasser. - Det forhold at det ikke produseres primærdamp (main steam) i gjenvinningskjelen for gassturbin-avgasser, hvilket er et karakteristisk trekk ved landbaserte kombinerte dampsystemer. With regard to the arrangement described above, which is schematically shown in fig. 5, this exhibits four distinctive features, which are unique and new, in particular: - The use of a gas turbine in a steam turbine system for ship propulsion. - The arrangement of a first external reheater in the recovery boiler for the gas turbine exhaust gases, which reheater utilizes the energy in said gases for its function. - The arrangement of a second external reheater, i.e. in the recovery boiler for the gas turbine exhaust gases, in series with the first reheater, and which for its function utilizes the energy in said gases. - The fact that no primary steam (main steam) is produced in the recovery boiler for gas turbine exhaust gases, which is a characteristic feature of land-based combined steam systems.

Ved de ovenfor omtalte arrangementer driver gassturbinen en elektrisk generator som mater en elektrisk motor, som i sin tur leverer effekt til akselledningen via en reduksjonsveksel. Gassturbinen kunne alternativt levert effekt direkte til reduksjon svek se len . In the arrangements discussed above, the gas turbine drives an electric generator which feeds an electric motor, which in turn supplies power to the shaft line via a reduction gear. Alternatively, the gas turbine could deliver power directly to the reduction svek se len.

Dette arrangement, som er skjematisk vist i fig. 6, ville være mer fordelaktig sett på bakgrunn av total virkningsgrad, og selv om det mekanisk sett er mer komplisert ved omforming av eksisterende anlegg, er det i sin helhet billigere. This arrangement, which is schematically shown in fig. 6, would be more advantageous on the basis of overall efficiency, and even if it is mechanically more complicated when converting existing facilities, it is overall cheaper.

Til tross for ovenstående, vil de betydningsfulle karakteristiske trekk ved forbedringene ifølge denne patentsøknad ikke bli endret. Notwithstanding the above, the significant characteristic features of the improvements according to this patent application will not be changed.

Som et alternativ tii det i fig. 5 viste arrangement, viser fig. 6 skjematisk det ovennevnte alternativ. I denne figur er de ulike deler angitt som følger: As an alternative to that in fig. 5 shown arrangement, shows fig. 6 schematically the above-mentioned alternative. In this figure, the various parts are indicated as follows:

Alternativt og i en mekanisk avvikende utforming kunne gassturbinen, avhengig av hva slags skip eller anlegg som skal omformes eller ombygges, være anordnet i serie med høytrykks-/ middeltrykksdampturbinen, og den elektriske generator blitt drevet gjennom en passende veksel. Alternatively and in a mechanically deviant design, the gas turbine could, depending on the type of ship or facility to be converted or rebuilt, be arranged in series with the high-pressure/medium-pressure steam turbine, and the electric generator be driven through a suitable alternator.

I enkelte tilfeller og i forenklingsøyemed kunne den andre, mellomliggende ettervarmer likesom andre uvesentlige komponenter elimineres, etter at antallet av mellomliggende gjenoppvarminger økes utover to. In some cases and for the sake of simplification, the second, intermediate reheater as well as other non-essential components could be eliminated, after the number of intermediate reheaters is increased beyond two.

I noen tilfeller og avhengig av den langsomme fremdriftshastighet kunne det være nyttig mellom dampturbinene og reduksjonsvekselen å skyte inn et ytterligere hastighetsreduksjons-trinn, for å bringe turbinene tilbake til brukshastigheten og således redusere investering og kostnader. In some cases and depending on the slow forward speed, it could be useful between the steam turbines and the reduction gear to insert a further speed reduction stage, to bring the turbines back to the operating speed and thus reduce investment and costs.

Samtlige av de ovenfor beskrevne og i figurene viste damp-turbinsystemer er, som flere ganger påpekt, skjematiserte. Det som særlig har blitt sløyfet er utløpsventiler for dampturbinene likesom de tilhørende varmeaggregater for matevann, men også mange andre deler som utgjør tilbehør til de forbedringer som er gjenstand for denne patentsøknad og som forblir umodifiserte og heller ikke selv betinger modifikasjoner av forbedringene ifølge denne patentsøknad. All of the steam turbine systems described above and shown in the figures are, as several times pointed out, schematic. What has been omitted in particular are the outlet valves for the steam turbines as well as the associated heating units for feed water, but also many other parts which are accessories to the improvements which are the subject of this patent application and which remain unmodified and do not themselves require modifications to the improvements according to this patent application.

Det skal til slutt påpekes at de forbedringer som er gjenstand for denne patentsøknad avviker vesentlig fra den velkjente utnyttelse av kombinerte gassturbin/dampturbinsystemer i landbaserte installasjoner. Dette skyldes den vesentlige ulikhet som foreligger mellom arrangementer ved sjøbaserte anlegg sammenliknet med landbaserte anlegg, og det er et faktum at en gassturbin hittil aldri har vært benyttet ombord på et skip i et kombinert system med en dampturbin. På den annen side er anordningen av ettervarmere i systemene, og det trekk at det ikke produseres primærdamp i gjenvinningstanken eller -kjelen for gassturbin-avgass, helt nye trekk ved så vel sjøbaserte anlegg som landbaserte installasjoner. Finally, it must be pointed out that the improvements that are the subject of this patent application deviate significantly from the well-known utilization of combined gas turbine/steam turbine systems in land-based installations. This is due to the significant disparity that exists between arrangements for sea-based facilities compared to land-based facilities, and it is a fact that a gas turbine has so far never been used on board a ship in a combined system with a steam turbine. On the other hand, the arrangement of afterheaters in the systems, and the feature that no primary steam is produced in the recovery tank or boiler for gas turbine exhaust gas, are completely new features of both sea-based installations and land-based installations.

Det er endelig mulig å oppnå ytterligere forbedringer i enkelte tilfeller ved hjelp av ekstra oppvarming av avgassene fra gassturbinen ved deres innløp i gjenvinningskjelen, eller ved oppvarming av gassene før deres innstrømning i effektturbinen, idet det i begge tilfeller benyttes en brenner. It is finally possible to achieve further improvements in some cases by means of additional heating of the exhaust gases from the gas turbine at their inlet in the recovery boiler, or by heating the gases before their entry into the power turbine, in both cases a burner is used.

Begge disse mulige løsninger er skjematisk illustrert i fig. 7a, 7b, 7c og 7d, som henfører seg til fig. 4, 5 og 6. I fig. 7a, 7b, 7c og 7d svarer henvisningstall og komponenter til de ifølge fig. 4, 5 og 6, mens brenneren er angitt med 19 når oppvarmingen av avgassene skjer ved gjenvinningskjelens innløp og med 20 når oppvarmingen av gassene finner sted før deres inn-strømning i effektturbinen. Both of these possible solutions are schematically illustrated in fig. 7a, 7b, 7c and 7d, which refer to fig. 4, 5 and 6. In fig. 7a, 7b, 7c and 7d correspond to reference numbers and components to those according to fig. 4, 5 and 6, while the burner is indicated by 19 when the heating of the exhaust gases takes place at the inlet of the recovery boiler and by 20 when the heating of the gases takes place before their inflow into the power turbine.

I angjeldende figurer likesom i de foregående og etter-følgende, er innløp eller utløp for luft eller gasser likesom de motsvarende kanaler representert ved to parallelle linjer med mellomliggende piler, som angir strømningsretningen. In the relevant figures, as well as in the preceding and following ones, the inlet or outlet for air or gases as well as the corresponding channels are represented by two parallel lines with intermediate arrows, which indicate the direction of flow.

I fig. 8 er det skjematisk illustrert gjenvinning av avgassene fra hovedkjeler i gjenvinningskjelen, idet fig. 8 svarer til den skjematiske fremstilling i fig. 4 og hvis prinsipper, som representerer et alternativ, også kunne ha vært anvendt ved de i fig. 5 og 6 skjematisk viste arrangementer. Henvisningstall i fig. 8 svarer til henvisningstallene i fig. 4. In fig. 8 is a diagrammatic illustration of recovery of the exhaust gases from main boilers in the recovery boiler, as fig. 8 corresponds to the schematic representation in fig. 4 and whose principles, which represent an alternative, could also have been applied to those in fig. 5 and 6 schematically shown arrangements. Reference numbers in fig. 8 corresponds to the reference numbers in fig. 4.

Det må til slutt tas hensyn til at skipets alder og/eller andre forhold kan føre til en løsning som ikke befinner seg blant dem med lavest spesifikt drivstoff-forbruk, men til en løsning som på adekvat måte kombinerer investering, spesifikt forbruk og forhold ved dette bestemte skip. I betraktning av dette har det blitt utviklet den i fig. 9 viste installasjon, som medfører en betydelig forenkling overfor de som er gjengitt i fig. 4 og 5, idet gjenvinningskjelen for avgass er sløyfet, og hvor høy-trykksdampturbinen ikke er erstattet av en ny høytrykks/middel-trykksdampturbin, men hvor derimot den eksisterende dampturbin er underkastet en modifikasjon for den nye brukseffekt (design power). Den kan også anses som en merkbar forenkling av den i fig. 6 viste installasjon, idet det i tillegg til de samme for- enklinger som før er skjedd en sløyfing også av forreduksjons-vekselen, og hvor den mekaniske transmisjon er erstattet av en elektrisk transmisjon lik den som er vist i fig. 4 og 5. Finally, it must be taken into account that the ship's age and/or other conditions may lead to a solution that is not among those with the lowest specific fuel consumption, but to a solution that adequately combines investment, specific consumption and conditions certain ships. In consideration of this, it has been developed in fig. 9 shown installation, which entails a significant simplification compared to those shown in fig. 4 and 5, as the recovery boiler for waste gas is bypassed, and where the high-pressure steam turbine is not replaced by a new high-pressure/medium-pressure steam turbine, but where, on the other hand, the existing steam turbine is subjected to a modification for the new use effect (design power). It can also be considered a noticeable simplification of the one in fig. 6 showed the installation, since in addition to the same simplifications as before, there has also been a looping of the pre-reduction gearbox, and where the mechanical transmission has been replaced by an electrical transmission similar to that shown in fig. 4 and 5.

Den i fig. 9 skjematisk viste installasjon, som vi også krever patent på, består i det vesentlige i å anordne gassturbinen som et elektrisk generatorsett, og i å sprøyte inn avgassene fra gassturbinen i hovedkjelene som forbrenningsluft. Generatorsettet mater hovedkoplingstavlen og en elektrisk motor, som enten direkte eller via en reduksjonsveksel driver skipets reduksjonsveksel, idet den mest anvendelige løsning sannsynligvis er at denne elektriske motor direkte driver den andre reduksjonsveksel for lavtrykksdampturbinen. Alternativt kunne elektrisk transmisjon, hvor dette er mulig, erstattes av en mekanisk transmisjon som har bedre virkningsgrad. The one in fig. 9 schematically shown installation, for which we also claim a patent, essentially consists in arranging the gas turbine as an electric generator set, and in injecting the exhaust gases from the gas turbine into the main boilers as combustion air. The generator set feeds the main switchboard and an electric motor, which either directly or via a reduction gear drives the ship's reduction gear, the most applicable solution probably being that this electric motor directly drives the other reduction gear for the low-pressure steam turbine. Alternatively, where this is possible, electric transmission could be replaced by a mechanical transmission that has a better degree of efficiency.

Komponenter og deler inngående i den i fig. 9 skjematisk gjengitte installasjon er angitt som følger: Components and parts included in the one in fig. 9 schematically rendered installation is indicated as follows:

I henhold til denne løsning vil, grunnet ekstra, små modifikasjoner ved hovedkjelene (sløyfing av forvarmeaggregater for luft, modifikasjon av luftkassene og installasjon av en ekstra spillvarme-utnyttende anordning (forvarmer) i hver kjeles avgass-kanal), det spesifikke brennoljeforbruk bare øke til høyst 180 g/SHP x time, dette i forbindelse med en investering, som som tidligere nevnt er meget lavere enn ved de foregående løsninger og i visse tilfeller mer lønnsom. Dessuten har den fordeler for så vidt angår dens større fleksibilitet og lettere installering. For å summere opp: Ved hjelp av de beskrevne forbedringer, som er vist på tegningene og som er gjenstand for denne patent-søknad, oppnås det en betydelig reduksjon av det spesifikke olje-forbruk ved fremdriftsanordningene for dampturbindrevne skip, According to this solution, due to additional, small modifications at the main boilers (looping of preheaters for air, modification of the air boxes and installation of an additional waste heat utilizing device (preheater) in each boiler's exhaust gas duct), the specific fuel oil consumption will only increase to a maximum of 180 g/SHP x hour, this in connection with an investment, which, as previously mentioned, is much lower than with the previous solutions and in certain cases more profitable. Moreover, it has advantages in terms of its greater flexibility and easier installation. To sum up: By means of the described improvements, which are shown in the drawings and which are the subject of this patent application, a significant reduction of the specific oil consumption of the propulsion devices for steam turbine-driven ships is achieved,

for den reduserte fremdriftseffekt som normalt nyttes i dag ved sjøbaserte dampturbinanlegg, hvilken reduserte fremdriftseffekt/ -fart som tidligere nevnt er en følge av den enorme økning av prisen på oljedrivstoff og av det lave fraktratenivået, idet reduksjonen skjer fra det i dag vanlige spesifikke brennoljeforbruk på 240 til 250 g/SHP x time ned til spesifikke brennoljeforbruk ved anlegg modifisert i overensstemmelse med de forbedringer som er gjenstand for denne patentsøknad, nemlig av størrel-sesorden 160 til 170 g/SHP x time, hvilket oppnås gjennom en moderat investering og med en ganske kort liggetid for å utføre omformingen/ombyggingen, dvs. på en økonomisk og lønnsom måte. for the reduced propulsion power that is normally used today in sea-based steam turbine plants, which reduced propulsion power/speed, as previously mentioned, is a consequence of the enormous increase in the price of oil fuel and of the low freight rate level, as the reduction takes place from today's usual specific fuel oil consumption of 240 to 250 g/SHP x hour down to specific fuel oil consumption in plants modified in accordance with the improvements that are the subject of this patent application, namely of the order of magnitude 160 to 170 g/SHP x hour, which is achieved through a moderate investment and with a quite a short period of time to carry out the transformation/remodeling, i.e. in an economical and profitable way.

I tilfelle det benyttes den løsning som er skjematisk illustrert i fig. 9, vil spesifikt brennoljeforbruk gå opp til 180 g/SHP x time, men den her nødvendige investering vil ligge betydelig lavere, og liggetiden blir tilsvarende kortere. Dessuten er den mer fleksibel og lettere å installere. In the event that the solution schematically illustrated in fig. 9, specific fuel oil consumption will go up to 180 g/SHP x hour, but the investment required here will be significantly lower, and the residence time will be correspondingly shorter. It is also more flexible and easier to install.

Det nye arrangement som er resultatet av disse forbedringer har den ekstra fordel at økningen i spesifikt brennoljeforbruk for variasjoner på 15% mer eller mindre enn den nye reduserte brukseffekt, som anlegget er omkonstruert for og hvilken reduserte effekt må fastsettes i fellesskap av eier og konstruktør, bare er av størrelsesorden 4%. Dette begunstiger i vesentlig grad fleksibiliteten hos det ombygde anlegg for variasjoner i effekt for så vidt det gjelder spesifikt brennoljeforbruk. En annen fordel som knytter seg til fleksibilitet er muligheten til å foreta en gjenomforming tilbake til det opprinnelige anlegg i tilfelle det skulle inntreffe en stor økning i fraktratene, idet man opphever den nye syklus og bare bibeholder noen av nevnte forbedringer med derav følgende bedring av virkningsgraden . The new arrangement which is the result of these improvements has the added advantage that the increase in specific fuel oil consumption for variations of 15% more or less than the new reduced use effect, for which the plant has been redesigned and which reduced effect must be determined jointly by the owner and designer, is only of the order of 4%. This significantly favors the flexibility of the converted plant for variations in output as far as specific fuel oil consumption is concerned. Another benefit associated with flexibility is the ability to retrofit back to the original facility in the event of a large increase in freight rates, canceling the new cycle and retaining only some of the aforementioned improvements with consequent improvement in efficiency .

Man bør også huske på at majoriteten av skip, praktisk One should also bear in mind that the majority of ships, practical

talt samtlige når det gjelder store tankbåter, som disse forbedringer kan anvendes på er jevnaldrende med de dieseldrevne skip som har høyt spesifikt brennoljeforbruk, slik at dampturbindrevne skip omformet eller ombygget i overensstemmelse med de forbedringer som er gjenstand for denne patentsøknad, etter nevnte homogenisering vil ha et spesifikt brennoljeforbruk som er mindre all of them, in the case of large tankers, to which these improvements can be applied are of the same age as the diesel-powered ships that have a high specific fuel oil consumption, so that steam turbine-powered ships remodeled or rebuilt in accordance with the improvements that are the subject of this patent application, after said homogenization will have a specific fuel oil consumption that is smaller

enn ved jevnaldrende dieselanlegg, slik at den nåværende situasjon er snudd. than with diesel plants of the same age, so that the current situation has been reversed.

I det tidligere nevnte spesialtilfelle vedrørende tankbåter for LNG, har forbedringene som er gjenstand for denne patentsøknad ekstra fordeler, som er beskrevet som følger: Ved å ha naturgass som drivstoff, kan den brennes i gassturbinen, for hvilken naturgass er det mest hensiktsmessige brenn-stoff og gjør det mulig for gassturbinen å arbeide ved høyere temperaturer og som et resultat å oppnå høyere effekt og høyere virkningsgrad. Ettersom avgasstemperaturen er høyere, lettes og bedres dessuten gjenvinningen av energien i slike gasser i gjenvinningskjelen. In the aforementioned special case of LNG tankers, the improvements that are the subject of this patent application have additional advantages, which are described as follows: By having natural gas as fuel, it can be burned in the gas turbine, for which natural gas is the most appropriate fuel and enables the gas turbine to operate at higher temperatures and, as a result, to achieve higher power and higher efficiency. As the exhaust gas temperature is higher, the recovery of the energy in such gases in the recovery boiler is also facilitated and improved.

Ettersom gassturbinens effekt og derfor forbruk er lavt As the gas turbine's power and therefore consumption is low

ved sammenlikning med total fremdriftseffekt og forbruk, vil gassturbinen til enhver tid forbrenne naturgass, slik at anleggets totale virkningsgrad vil bli bedre på grunn av de to ovennevnte årsaker. when compared with total propulsion power and consumption, the gas turbine will burn natural gas at all times, so that the plant's overall efficiency will improve due to the two above-mentioned reasons.

På den annen side og som følge av det faktum at gassturbinen i tankbåter for LNG alltid forbrenner naturgass istedenfor bunkersolje C, kan nevnte gassturbin være av den såkalte lette type istedenfor den ekstra kraftige konstruksjon som kreves for å brenne bunkersolje C, hvorved prisen på gassturbinen vil bli merkbart lavere, mens virkningsgraden igjen vil fremmes på grunn av den bedre virkningsgrad ved gassturbiner av den lette type i forhold til nevnte ekstra kraftige konstruksjon, slik at man får en mer lønnsom installasjon som følge av disse forhold. On the other hand and as a result of the fact that the gas turbine in tankers for LNG always burns natural gas instead of bunker oil C, said gas turbine can be of the so-called light type instead of the extra powerful construction required to burn bunker oil C, whereby the price of the gas turbine will be noticeably lower, while the degree of efficiency will again be promoted due to the better degree of efficiency of gas turbines of the light type in relation to the aforementioned extra powerful construction, so that a more profitable installation is obtained as a result of these conditions.

For å fortsette med tankbåter for LNG, medfører de ovennevnte betraktninger til slutt at de forbedringer som er gjenstand for denne patentsøknad kan anvendes på eksisterende skip, enten de er i drift eller under konstruksjon, og også på nybygde tankbåter for LNG, ettersom fremdriftsanordningen for disse for nærværende synes å fortsette å være dampturbiner. I begge tilfeller vil omforming, ombygging eller anvendelse av forbedringene ifølge denne patentsøknad på en ny skipskonstruksjon resultere i betydelige reduksjoner i brennoljeforbruk i forhold til skip med tradisjonelt fremdriftsmaskineri. Continuing with LNG tankers, the above considerations ultimately mean that the improvements which are the subject of this patent application can be applied to existing ships, whether in operation or under construction, and also to newly built LNG tankers, as the propulsion device for these for the present seems to continue to be steam turbines. In both cases, reshaping, rebuilding or applying the improvements according to this patent application to a new ship construction will result in significant reductions in fuel oil consumption compared to ships with traditional propulsion machinery.

Det skal til slutt nevnes at skipet etter ombygging/omforming i samsvar med de i det foregående beskrevne forbedringer vil ha to fremdriftsanordninger, dvs. dampturbinen og gassturbinen, slik at dersom én av dem skulle svikte, foreligger det den ekstra sikkerhet at den andre kan bringe skipet til havn uten behov for slepebåt. Finally, it should be mentioned that after rebuilding/transformation in accordance with the previously described improvements, the ship will have two propulsion devices, i.e. the steam turbine and the gas turbine, so that if one of them should fail, there is the additional security that the other can bring the ship to port without the need for a tugboat.

Claims (7)

1. Fremdriftsanordning for dampturbindrevne skip, beregnet til å redusere det spesifikke brennoljeforbruk ved fremdriftsanordningen for dampturbindrevne skip og omfattende som hovedkomponenter én eller to hovedkjeier, hver forsynt med en overheter, høytrykks- og lavtrykksdampturbiner, hovedkondensator, turbogenerator, turbindrevet matevannspumpe, og reduksjonsveksel, akselledning og propell,karakterisert vedat det i fremdriftsanordningen inngår en gassturbin som mater anordningen med energi, dels i termisk form og dels i mekanisk form.1. Propulsion device for steam turbine-driven ships, intended to reduce the specific fuel oil consumption of the propulsion device for steam turbine-driven ships and comprising as main components one or two main berths, each provided with a superheater, high-pressure and low-pressure steam turbines, main condenser, turbogenerator, turbine-driven feed water pump, and reduction gear, shaft line and propeller, characterized in that the propulsion device includes a gas turbine which feeds the device with energy, partly in thermal form and partly in mechanical form. 2. Fremdriftsanordning i samsvar med krav 1,karakterisert vedat én av hovedkjelenes overheter, når anordningen omfatter to kjeler, utnyttes som ettervarmer.2. Propulsion device in accordance with claim 1, characterized in that one of the main boiler heads, when the device comprises two boilers, is used as a reheater. 3. Fremdriftsanordning i samsvar med krav 1 og 2,karakterisert vedbruken av en ytre ettervarmer som utnytter og gjenvinner energien i gassturbinens avgasser.3. Propulsion device in accordance with claims 1 and 2, characterized by the use of an external reheater which utilizes and recovers the energy in the gas turbine's exhaust gases. 4. Fremdriftsanordning i samsvar med krav 1,karakterisert vedat avgassene fra gassturbinen sprøytes inn i hovedkjelene og utnyttes som forbrenningsluft.4. Propulsion device in accordance with claim 1, characterized in that the exhaust gases from the gas turbine are injected into the main boilers and utilized as combustion air. 5. Fremdriftsanordning i samsvar med krav 1,karakterisert vedat gassturbin-avgassene utnyttes til å gjenoppvarme bare én gang, i én gjenvinningskjel for gassturbin-avgass, hoveddampen, uten å frembringe hoveddamp i nevnte gjen-vinningsk j el .5. Propulsion device in accordance with claim 1, characterized in that the gas turbine exhaust gases are used to reheat only once, in one recovery boiler for gas turbine exhaust gas, the main steam, without producing main steam in said recovery boiler. 6. Fremdriftsanordning i samsvar med krav 1 og 5,karakterisert vedat det utføres to eller flere mellomliggende gjenoppvarminger i en ytre ettervarmer under anvendelse av gassturbin-avgassene.6. Propulsion device in accordance with claims 1 and 5, characterized in that two or more intermediate reheatings are carried out in an external reheater using the gas turbine exhaust gases. 7. Fremdriftsanordning i samsvar med et av kravene 1-6,karakterisert vedat det er anordnet en brenner for å øke temperaturen i gassturbin-avgassene, enten ved avgass-gjenvinningskjelens gassinnløp eller ved innløpet til vedkommende gassturbins drivturbin.7. Propulsion device in accordance with one of claims 1-6, characterized in that a burner is arranged to increase the temperature in the gas turbine exhaust gases, either at the gas inlet of the exhaust gas recovery boiler or at the inlet of the relevant gas turbine's drive turbine.
NO842913A 1983-07-18 1984-07-17 PROVIDENT DEVICE FOR STEAM-TOWED SHIPS NO842913L (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES524194A ES524194A0 (en) 1983-07-18 1983-07-18 IMPROVEMENTS IN THE PROPELLER PLANTS OF VESSELS PROPELLED BY STEAM TURBINES

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NO842913L true NO842913L (en) 1985-01-21

Family

ID=8486031

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO842913A NO842913L (en) 1983-07-18 1984-07-17 PROVIDENT DEVICE FOR STEAM-TOWED SHIPS

Country Status (7)

Country Link
JP (1) JPS6036703A (en)
DK (1) DK349884A (en)
ES (1) ES524194A0 (en)
FR (1) FR2549444A1 (en)
GB (1) GB2143589A (en)
GR (1) GR82098B (en)
NO (1) NO842913L (en)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5628183A (en) * 1994-10-12 1997-05-13 Rice; Ivan G. Split stream boiler for combined cycle power plants
US6484501B1 (en) * 1998-02-03 2002-11-26 Miturbo Umwelttechnik Gmbh & Co. Kg Method of heat transformation for generating heating media with operationally necessary temperature from partly cold and partly hot heat loss of liquid-cooled internal combustion piston engines and device for executing the method
DE10008721A1 (en) * 2000-02-24 2001-08-30 Siemens Ag Gas and steam turbine drive for a ship
US8863492B2 (en) 2010-01-19 2014-10-21 Siemens Energy, Inc. Combined cycle power plant with split compressor
DE102011076093A1 (en) * 2011-05-19 2012-11-22 Robert Bosch Gmbh Device and method for using the waste heat of an internal combustion engine
WO2013120998A2 (en) * 2012-02-16 2013-08-22 Eberspächer Climate Control Systems GmbH & Co. KG Steam generator for a rankine process
DE102012204126A1 (en) * 2012-03-15 2013-09-19 Eberspächer Exhaust Technology GmbH & Co. KG Steam generator for a Rankine process
DE102012216452A1 (en) 2012-09-14 2014-03-20 Eberspächer Exhaust Technology GmbH & Co. KG Heat exchanger
JP7143107B2 (en) * 2018-04-13 2022-09-28 三菱重工業株式会社 Combined power plant
WO2023066462A1 (en) * 2021-10-19 2023-04-27 Gas Shipping Advisors, S.L. Conversion method of lng carrier steam or hybrid propulsion installations

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1050661A (en) *
GB459365A (en) * 1935-07-03 1937-01-04 Richard William Bailey Improvements in and relating to power plant
GB602573A (en) * 1945-12-11 1948-05-28 Richard William Balley Improvements in and relating to power plant more especially for ship propulsion
GB684959A (en) * 1948-10-06 1952-12-31 Rateau Soc Improvements in or relating to power plant comprising the combination of gas and steam turbines with a supercharged furnace steam-generator
BE490890A (en) * 1949-06-09
GB682003A (en) * 1949-10-21 1952-11-05 Vickers Electrical Co Ltd Improvements in marine power plant

Also Published As

Publication number Publication date
GB8418254D0 (en) 1984-08-22
FR2549444A1 (en) 1985-01-25
JPS6036703A (en) 1985-02-25
GB2143589A (en) 1985-02-13
DK349884D0 (en) 1984-07-17
GR82098B (en) 1984-12-13
ES8500162A1 (en) 1984-06-16
ES524194A0 (en) 1984-06-16
DK349884A (en) 1985-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5133298A (en) Method and arrangement for effecting heat energy recovery from the exhaust gases of a diesel engine
Schmid Less emissions through waste heat recovery
US4729217A (en) Combined gas/steam power station plant
US6497102B2 (en) Method for supplementing a saturated steam generation system having at least one steam turbine set, and steam power plant supplemented using the method
WO1994028298A1 (en) Arrangement in combined-cycle power plant
EP1595061B1 (en) A steam turbine system
US20100314878A1 (en) Direct Generation of Steam Motive Flow by Water-Cooled Hydrogen/Oxygen Combustion
NO842913L (en) PROVIDENT DEVICE FOR STEAM-TOWED SHIPS
US2663144A (en) Combined gas and steam power plant
JP2002502941A (en) A heat conversion process for generating a heating medium having a temperature required for operation from a partially cooled and partially warmed waste heat generated by a liquid-cooled reciprocating piston combustion engine; and Apparatus for embodying Karu process
EP0902168B1 (en) Method and arrangement for a combi power plant
NO132306B (en)
KR100858785B1 (en) Apparatus and method for ship propulsion
US6460325B2 (en) Method of converting a system generating saturated steam, having at least one steam turbine group, and power station converted in accordance with the method
JPS5833594A (en) Compound energy conservation type equipment for liquefied-gas ship
KR100858784B1 (en) Apparatus and method for ship propulsion
JP2599095B2 (en) Crude oil fractionation combined cycle power generation system
Baumann Heat Engines
US3283506A (en) Ship's propulsion plant
SMITH STEAM TURBINE MACHINERY
US1659963A (en) Power plant
Brown et al. Steam and Gas Turbines for Marine Propulsion
Jones Thomas Lowe Gray Lecture: Recent Developments in Ship Propulsion
Freeman Modern Types of Propelling Machinery for Mercantile Marine Use
US1962574A (en) Marine high pressure superheated steam plant