Устройство для испытания гребной энергетической установки судна

 

Изобретение относится к судостроению . Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение экономичности устройства . В плавучую камеру 2 с балластными цистернами, имеющую проем Q в передней стенке А для движительного комплекса, введен нагружатель в виде обратимых гидрогенераторов 7, 11 и

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19 (11) (51)5 В 63 B 9/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н лвтоеСКому СвидктяльСтвМ

08.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4792096/11 (22) 14.02.90 (46) 23.12.91. Бюл. М 47 (71) Ленинградское высшее инженерное морское училище им.адм.С.О,Какарова (72) В.С.Иванов, И.Л.Шегалов и О.А.иарцынковский .(53) 629.12:532.001.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 986818, кл. В 63 В 9/00, 1983.

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ГРЕБЙОЙ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ СУДНА (57) Изобретение относится к судостроению. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение экономичности устройства . В плавучую камеру 2 с балластными цистернами, имеющую проем ol в передней стенке 4 для движительного комплекса, введен нагружатель в виде обратимых гидрогенераторов 7, 11 и

1699858

12 подключенных через полупроводниковые преобразователи электроэнергии

15 и 16 к береговой (судовой) сети и размещенных в проемах 5 и 8 боковых

10 и задней 6 стенок плавучей камеры

2. Для создания режимов работы гребной энергетической установки по винтовой характеристике при ходе судна в свободной воде при реверсе, качке, ма- 10 неврировании в блоки 21 и 22 задания режимов полают соответствующие сигналы; сюда же поступают сигналы датчиков 23 и 24 соответственно частоты вращения гребного вала и момента сопротивления движителя. Выходные сигналы с блоков задания режимов посту1

Изобретение относится к судостроению, в частности к устройствам для гребных энергетических установок суров и позволяет испытывать у стенки °

1 завода гребные энергетические установки судов любого типа (паровые, газовые, электрические) на ходовых режимах, выявлять и устранять дефекты, связанные с работой установки на ходовых режимах, производить окончательную регулировку энергетической установки, ревизию механизмов и после этого контрольное опробывание механизмов (взамен контрольного выхода в море) а также модернизацию оборуЭ

35 дования.

Известны разгрузочные устройства, например кольцевое разгрузочное устМ ройство, которое надевают на гребнои винт, прикрывая часть лопастей (как бы уменьшая диаметр винта), содержащее изолированную от акватории камеру с проемом в передней стенке, потокогаситель с направляющими каналами и выходными отверстиями и воздухоподво- 45 дящий трубопровод. Применение разгрузочных устройств позволяет во время швартовных испытаний получить параметры режима свободной воды.

К недостаткам таких устройств следует отнести увеличение времени ходовых испытаний вследствие невозможности создания динамических нагру" зок, характерных для работы гребных энергетических установок в маневренных

>5 режимах (реверс), работе при волне" нии, при взаимодействии гребного винта со льдом, так как необходимо затрачивать время ходовых испытании пают в системы 18 и 19 автоматического управления, которые через полупроводниковыее преобразователи энергии выводят гидрогенераторы 7, 11 и 12 в соответствующие. режимы работы (генераторный, двигательный на всасывание или отсасывание воды), Регулируя„ мощности, потребляемые гидрогенераторами 7, 11 и 12 в зависимости от сигналов датчиков 23 и 24, с помощью систем 18 и 19 автоматического управления и блоков 21 и 22 задания режимов, можно регулировать степень загрузки или разгрузки гребного винта.

2 ил. для испытания установки при этих режимах работы, невозможность использования энергии, вырабатываемой судовой энергетической установкой при испытаниях.

Известно устройство для испытания гребной энергетической установки судна во время стендовых испытаний, содержащее нагрузочную машину постоянного тока, сочлененную с гребным валом, якорная обмотка которой через реверсивный тиристорный преобразователь соединена с береговой сетью переменного тока, датчик частоты вращения гребного вала, функциональный блок, генератор временных сигналов, сумматор, систему импульсно-фазового управления тиристорного преобразователя. С помощью этого на- . грузочного устройства на испытательном стенде можно задавать нагрузки, имеющие место в условиях эксплуатации, при этом энергия, вырабатываемая энергетической установкой на стенде, отдается в береговую сеть посредством рекуперации.

К недостаткам такого устройства следует отнести пониженную готовность к действию и сложность использования для испытания действующих гребных энергетических установок судов на швартовных и ходовых режимах, что связано с демонтажем винторулевого комплекса и сообщения нагрузочного устройства с выходным концом гребного вала.

Известно устройство для испытания двигательно-движительного комплекса судна в швартовном и ходовом режимах, 1699858 содержащее плавучую камеру с балластными цистернами, имеющую проем е передней стенке лля движительного комплекса судна, смонтированный на плавучей камере лотокогаситель, а также трубопроводы подачи воздуха к засасывающей стороне движителя, связанные с напорным агрегатом, при этом напорный агрегат содержит дополни- 10 тельные изогнутые по пространственной спирали трубопроводы с эжекторами, входы дополнительных трубопроводов расположены на входном участке потокогасителя и обращены к передней 15 стенке камеры, эжекторы смонтированы на входных участках дополнитель.ных трубопроводов и связаны с выходами трубопроводов подачи воздуха, а выходы дополнительных трубопроводов 20 выведены за входную часть потокогасителя, причем трубопроводы подачи возлуха сообщены установленными на них заслонками регулирования подачи воздуха.

К недостаткам такого испытательного устройства следует отнести ограниченный диапазон нагрузочных режимов главной энергетической установки, а именно невозможность зада- Ю

4 ния нагрузочных режимов, имеющих место при реверсе гребного винта, волнении, маневрировании судна, пониженную экономичность из-за отсутствия использования энергии, выРа- 35 батываемой гребной энергетической установкой во время испытаний.

Цель изобретения - расширение Функциональных воэможностей устройства и повышение его экономичности за счет 40 обеспечения нагрузочного режима двигательно-движительного комплекса судна, имеющего, место при качке судна, реверсировании гребного винта при ходе судна, циркуляциях судна и 45 утилизации энергии потока воды o> . испытываемого движительного комплекса посредством работы электроагрегатов в генераторном режиме с дальнейшей передачей этой энергии в берего- 50 вую (судовую) электросеть, а также уменьшение времени испытаний примерно в два раза.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для испытания гребной 55 энвргетической установки судна, содержащее плавучую камеру с балластными цистернами, имеющую проем в передней стенке для движительного KOM плекса судна, и расположенное внутри нагрузочное устройство, снабжено нагружателем в виде обратимых электроагрегатов гидрогенератора (гидронасоса),размещенных в проемах боковых и задней стенок плавучей камерь и подключенных через полупроводниковые преобразователи электроэнергии к береговом (судовой) электросети.

Для создания швартовного нагрузочного режима в гребной энергетической установке включается электроагрегат, расположенный в проеме задней стенки плавучей камеры, струя воды от двигателя приводит его во вращение,и он, работая в генераторном режиме, рекуперирует через полупроводниковый преобразователь электроэнергии вырабатываемую энергию в береговую .(судовую) электросеть. Меняя значение мощности вырабатываемой электроэнергии в зависимости от частоты вращения гребного вала испытываемой энергетической установки, осуществляют ее работу по винтовой швартовной характеристике.

Для обеспечения работы гребного винта по винтовой характеристике при ходе судна в свободной воде электроагрегат переводится в двигательный ре" жим работы, создавая поток воды из плавучей камеры (работа в режиме отсасывания воды), посредством чего происходит разгрузка гребного винта.

Изменяя степень отсоса воды из плавучей камеры соответствующим изменением потребляемой мощностью электроагрегата, можно осуществлять различную степень разгрузки гребного винта, соответствующую различной скорости хода судна.

Для реализации нагрузочного режима работы движительного комплекса при реверсе гребной энергетической установки необходимая степень подкручивания гребного винта создается за счет работы электроагрегата в проеме задней стенки плавучей камеры в двигательном режиме аналогично предыдущему случаю.

Изменение нагрузочного момента на гребном винте адекватное при качке судна создается за счет периодического реверсирования: электроагрегата в проеме задней стенки, работающего в двигательном режиме. При этом происходит разгрузка винта при работе электроагрегата на отсос воды и загрузка винта при работе электро169985 агрегата на всасывание воды в плавучую камеру навстречу основному потоку струи воды от движителя.1 вменяя перио дичность реверсирования и потребляемую мощность двигателя, можно создать нагрузочные режимы при различных условиях качки судов. Одновременно

1для создания поперечных нагрузочных режимов на движительный комплекс, :имеющих место как при качке, TBK u

1 . при маневрировании суяна (циркуляция), включаются электроагрегаты, расположенйые в проемах боковых стенок плавучей камеры, которые работают в двигательном режиме один на всасывание, а другой на отсасывание, т.е. образуется поперечная струя воды в плавучей камере, создавая соответст вующие нагрузки на движитель. 20

Ка фиг.1 схематически изображено устройство, общий вид сверху, на н

,фиг. 2 - то же, продольный разрез.

Устройство для испытания гребной энергетической установки судна 1 в 25 швартовном и ходовом режимах содержит плавучую камеру 2 с балластными цистернами 3, имеющую проем а в перед-.

1 ней стенке 4 для движителя 5, смон тированный в проеме Б задней стенки Э0 6 плавучей камеры 2 гидрогенератор (ГГ) 7, соединенный через полупроводниковый преобразователь 8 электроэнергии (ППЭ) с береговой.(судовой) электросетью 9 переменного тока, З смонтированные в проемах о боковых стенок 10 два гидрогенератора 11 и 12, соединенные своими выходами с распределительными щитами (РЩ) 13 и

14 береговой (судовой) электросети 40 через полупроводниковые преобразователи 15 и 16 электроэнергии (ППЭ)1 аждый из ППЭ 8, 15 и 16 имеет систему 17-19 автоматического управления (САУ) и блоки 20-22 задания ре- 45 жимов (БЗР) соответственно, в которые поступают сигналы от датчиков 23 частоты вращения гребного вала и момента сопротивления движителя 24.

Устройство работает следующим образом.

Для обеспечения швартовного нагрузочного режима гребной энергетической установки включаются ГГ 7, 11 и 12 ° Струя воды от движителя 5

1 приводит их во вращение. На выходе

ГГ 7, 11 и 12, работающих в генераторном режиме вырабатывается напряже) ние, которое через полупроводнико8

8 вые преобразователи 8, 15 и 16 электроэнергии поступает в береговую (судовую) сеть переменного тока.

При работе гребной энергетической установки по винтовой швартовной характеристике сигнал от датчика 23 частоты врашения гребного винта 5 поступает в блоки 20-22 задания режимов, где вырабатываются сигналы для регулирования значений мощности вырабатываемой электроэнергии в зависимости от частоты вращения гребного вала испытываемой энергетической установки, поступающие в дальнейшем в соответствующую САУ 17-19.

Для реализации нагрузочного режима работы движительного комплекса по винтовой характеристике при ходе судна в свободной воде в блок 20 задания режимов вводят сигнал для переведа гидрогенератора 7 в двигательный режим, отсюда же поступают сигналы от датчиков частоты вращения

23 и момента сопротивления 24 на гребном валу.

С выхода блока 20 задания режимов сигнал поступает в систему 17 автоматического управления ППЭ 8, в результате чего гидрогенератор 7 переводится в двигательный режим работы, создавая при этом поток воды иэ плавучей камеры, т.е. работа ГГ в режиме отсасывания воды. Таким образом происходит разгрузка гребного винта, степень которой можно регулировать подачей сигналов в САУ 17 посредством блока 20 задания режимов для изменения потребляемой мощности гидрогенератора 7 в зависимости от сигнала датчика 23 частоты вращения гребного вала.

Для создания нагруэочного режима работы движительного комплекса при реверсе гребной энергетической установки необходимая степень подкручивания гребного винта создается эа счет работы гидрогенератора 7 в двигательном режиме аналогично предыдущему случаю.

Для создания изменения нагрузочного момента на гребном винте адекватного изменения момента при качке судна в блок 20 задания режимов помимо сигналов датчиков 23 и 24 вводят сигнал, который через САУ 17 создает периодическое реверсирование гидрогенератора 7, в проеме о задней стенки 6, работающего в двигательном

16998 режиме. При этом происходит разгрузка винта 5 при работе гидрогенератора 7 на отсос воды и загрузка винта

5 при работе ГГ 7 на всасывание воды в плавучую камеру навстречу основному потоку воды от движителя 5, Изменяя с помощью сигналов в блоке 20 задания режимов периодичность реверсирования и потребляемую мощность, 10 можно создать нагрузочные режимы при различных условиях качки судна .

При всех указанных режимах работы гребной энергетической установки боковые гидрогенераторы 11 и 12 могут работать в генераторном режиме от бо-ковых потоков воды, создаваемых движителем 5 и ГГ 7, тем самым рекуператируя часть энергии в береговую (судовую) сеть через ППЭ 15 и 16. Если необходимо создать поперечные нагрузочные режимы на движительный комплекс, имеющие место при качке, маневрировании судна (циркуляция), в блоки 21 и 22 задания режимов по- 25 дают соответствующие сигналы. С выходов блоков 21 и 22 сигналы поступают в САУ 18 и 19, которые переводят гидрогенераторы 11 и 12, расположенные в проемах 3 боковых сте- 30 нок 10 в двигательный режим определенного направления вращения. В результате один из боковых гидрогене58 !

О раторов работает на всасыяание,а другой на отсасывание воды от лвижителя 5, образуя при этом по.перечную струю воры в плавучей камере 2. Степень создаваемых боковых нагрузок и их направление на движитель 5 будет зависеть от режимов, заданных с помощью сигналов в блоках

21 и 22 и сигналов, поступающих сюда же от датчиков 23 частоты вращения . гребного вала и момента 24 сопротивления гребного винта 5.

Формула изобретения

Устроиство для испытания гребной энергетической установки судна, со" держащее плавучую камеру с проемом в передней стенке для размещения движительного комплекса судна и смонтированный внутри плавучей камеры нагружатель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения его Функ. циональных возможностей и повышения экономичности, в задней и боковых стенках плавучей камеры выполнены проемы, а нагружатель включает в себя обратимые гидрогенераторы, которые размещены в проемах задней и боковых стенок плавучей камеры, причем гидрогенераторы установлены с возможностью их электрической связи с береговой или судовой электросетью.