电力推进第一课.ppt
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1、1,船舶电力推进技术,The Introduction of Marine Electric Propulsion Technology (MEPT) 第一课 发展概述,2,任课教师: 林治国 13986066566 任课教师:高海波 13237187053,3,教材: Maritime Electrical Installations And Diesel Electric Propulsion by Alf Kre dnanes ABB AS Marine,4,要求: 1、预习 2、认真听讲 3、做好笔记 4、独立思考 5、踊跃回答 6、文献查阅,5,船的演進,6,7,8,9,2-St
2、roke Low Speed,Applications: medium and large size ships,10,Shaft Line Propulsion 4-Stroke Medium or High Speed,Applications: Small and medium size ships Field Support Vessels Passenger Vessels Coastal Vessels, “Smaller” Cargo Vessels Fishing Vessels, etc.,11,MEPS: WHATs & WHY,MEPS is a propulsion s
3、ystem in which propellers are driven by electric motors,Energy sources,:,Fossil Atomic ,Propellers,Motor,Generator,Fuel Cell,Other loads,Mechanical Energy,Electric energy,12,13,发展情况 第一代电力推进 第二代电力推进 吊舱的诞生与发展,14,Historical Development - Electric Propulsion,1920s: First Generation: Turbo-Electric Machi
4、nery Electrical Synchronous Propulsion Motors Variable Generator Frequency One-to-One Generator - Propulsion 1980s: Second Generation Diesel-Electric Power Plant, later also Turbo-Electric Fixed frequency Electric Power Distribution AC/DC and AC/AC Power Conversion 1990s: Breakthrough for Electric P
5、ropulsion Dominating in Cruise, Ice breakers, Offshore Oil Exploration Podded Propulsion,15,15,19世纪末期,在德国和俄国最先开始了开展许多以蓄电池为能量源的电力推进应用试验,此后第一代电力推进1920年代投入使用,结果在减小客船横渡大西洋时间上效果明显。,第一代电力推进,20世纪初期,电力推进曾一度成为舰船动力的新潮方案。从20世纪初至20世纪40年代,各国建造了大量电力推进舰船,从民用的客轮、货轮、油轮到军用舰艇,都有采用电力推进系统的。二战期间战功卓著的美国海军“列克星敦”级大型航空母舰,采用的
6、就是蒸汽轮机-发电机-电力推进系统。,16,电力推进系统能在20世纪初期迎来“第一次浪潮”,主要原因是当时的舰船日益大型化。在2万吨甚至3万多吨的战舰上,如果采用传统推进装置,长达近百米的主轴和大型机械减速装置在制造上相当有难度,而采用电力推进系统可以绕过这一难题。,16,第一代电力推进兴起的主要原因,17,随着技术的进步,主要海军大国已经可以研制生产满足大型战舰要求的超长主轴和大型齿轮减速装置,而电力推进装置由于增多了能量变换环节,带来了设备昂贵、传动效率低、维护保养工作量大等一系列缺点,故大型舰船又重新回到了采用传统轴系的直接推进技术。,17,第一代电力推进衰落的主要原因,18,20世纪7
7、0年代后,电力部件向大功率方向飞速发展,功率一体积比不断提高。以开关技术为基础的功率电子技术不但不断提高了开关的频率,而且朝着智能化、模块化方向发展,具有代表性的几种功率电子器件首先在陆上电网得到了应用,然后又逐步应用到了舰艇上,功率电子技术彻底改变了舰艇能量变换的面貌。80年代以后,进入实用阶段的永磁电机可以给舰艇电力推进设备带来更小的体积和重量,加上大功率、低油耗的新型燃气轮机面世,这使得电力推进的“复辟”有了技术上的可行性。,18,第二代电力推进兴起的主要原因,19,19,第二代电力推进兴起的主要原因,20,21,电力推进是一个能满足不同需求的领域。成功的电力推进解决方案被应用于基于建筑
8、、操作、经济性等方面考虑的海军舰船、液压及推进工程、电力工程等方面。,22,电力推进采用蒸汽透平或柴油机带动发电机,采用不同的配置形式,已应用于数以千计的各种船型。 此外在潜艇和水面舰只中,电力推进系统也有不少潜在的装机容量。,23,随AZIMUTH侧推器和吊舱式推进装置的引入,电力推进系统的配置应用在不同的船型中以满足运输、机动、定位等目的。 目前,电力推进主要应用在以下船型:游轮、渡轮、动力定位的钻井船、侧推辅助定位锚泊的生产设施,油轮,布缆船,铺管船,破冰船,其它冰区航行船舶,供给船,战舰。在已存在和新的应用领域中新造船舶中适用电力推进的研究和评估工作正在进行。,吊舱推进器扩大了电力推进
9、的适用范围,24,25,26,Alternative Ship Designs,Electric Propulsion,Conventional Propulsion,27,原动机与推进器机械连接的系统在很多场合已经不能满足船东对船舶功能及指标的需求 大型主机及其轴系占据了巨大空间,其刚性的连接,制约了全船的布置,例如小水线面船、滚装船、豪华邮轮等都不能接受这种系统。集装箱船会因此而损失装箱空间,而舰艇则需要更多的武器弹药空间。,28,Electric Propulsion,Improved life cycle cost by reduced fuel consumption and mai
10、ntenance, especially where there is a large variation in load demand, e.g. in DP vessels Reduced vulnerability to single failure in the system and possibility to optimize loading of prime movers Light high/medium speed diesel engines Less space consuming and more flexible utilization of the on-board
11、 space increase the payload of the vessel Flexibility in location of thruster devices Improved maneuverability Less propulsion noise and vibrations,Increased investment costs Additional components between prime mover and propeller increases the transmission losses at full load A higher number and ne
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