Судовая электроэнергетическая установка

Судовая электроэнергетическая установка

Реферат

 

Изобретение относится к судостроению, в частности к судовым силовым газотурбинным энергетическим установкам с отбором мощности на электрогенератор. Цель изобретения повышение надежности энергетической установки. В энергетической установке силовая турбина 2 главного газотурбинного двигателя (ГТД) 1 связана с электрической машиной 6, электрически соединенной через обратимый статический преобразователь 13 частоты тока с электросетью 20 судна. Предусмотрена также электрическая машина 9, навешенная на турбокомпрессор 7 ГТД, которая соединена как с входом обратимого статического преобразователя частоты тока, так и с его выходом. Электромашина 6 работает как в режиме генерирования электроэнергии, так и в режиме гребного электродвигателя, потребляя электроэнергию от судовой сети или от электромашины 9, навешенной на трубокомпрессор ГТД. Навешенная на турбокомпрессор электромашина 9 вступает в работу при выходе из строя автономных генераторов. 1 ил.

Изобретение относится к судостроению, в частности к судовым силовым газотурбинным энергетическим установкам с отбором мощности на электрогенератор. Целью изобретения является повышение надежности энергетической установки. На чертеже схематично изображена судовая электроэнергетическая установка. Главный газотурбинный двигатель 1 своей свободной силовой турбиной 2 через разъемную муфту 3 сцепления и редуктор 4 соединен с гребным винтом 5 фиксированного шага и с электрической машиной (генератором) 6 переменного трехфазного тока, а турбокомпрессором 7 через регулируемую передачу 8 связан с электрической машиной (генератором) 9 переменного трехфазного тока. Выключатели 10 и 11 соединяют силовые контакты электрических машин 6 и 9 с анодно-катодной группой тиристоров 12 обратимого статического преобразователя 13 частоты тока, а выключатель 14 соединяет силовые контакты электрической машины 9 с анодно-катодной группой тиристоров 15 статического преобразователя 13 частоты тока. Кроме того, в судовой электроэнергетической системе имеются блок 16 управления тиристорами, регулирующее динамическое устройство 17, обеспечивающее совместно с передачей 8 регулирование (стабилизацию) частоты вращения электрической машины 9, а следовательно, частоту тока электрической машины 9 при работе ее в качестве генератора. Установка содержит также синхронизатор 18, выключатель 19, соединяющий статический преобразователь 13 частоты тока с электросетью 20 и автономный электрогенераторный агрегат 21. Судовая электроэнергетическая установка работает следующим образом. На полном и экономическом ходах судна силовая турбина 2 вращает гребной винт 5 и электрическую машину 6, работающую в режиме валогенератора. Электроэнергия от электрической машины 6 через выключатель 10 подается на анодно-катодную группу тиристоров 12, работающую в режиме выпрямления. Анодно-катодная группа тиристоров 15 работает в режиме инвертирования постоянного тока в переменный ток стабильной частоты 50 Гц. Ток стабильной частоты через выключатель 19 подается в электросеть 20. В этом режиме электрическая машина 9 не работает и выключатели 11 и 14 разомкнуты. При снижении частоты вращения гребного винта 5 и электрической машины 6 до 70% до номинального значения статический преобразователь частоты исчерпывает свои возможности стабилизации частоты тока с требуемой точностью. Для обеспечения надежного бесперебойного электроснабжения потребителей от главного двигателя при пониженной частоте вращения гребного винта вступает в работу навешенная на турбокомпрессор электрическая машина 9. Электрическую машину 9, работающую в режиме генератора, синхронизируют с электрической машиной 6 путем подгонки частоты тока (за счет работы синхронизатора 18, регулирующего устройства 17 и регулируемой передачи 8), включают выключатель 11 и отключают выключатель 10. Поскольку турбокомпрессор 7 связан с турбиной 2 газодинамически, а не механически, то даже при останове силовой турбины 2 турбокомпрессор 7 вращается и приводит во вращение генератор 9. Кроме того, диапазон допустимого изменения частоты вращения турбокомпрессора 7 определяется не только работой статического преобразователя 13 частоты тока, но и работой передачи 8. Таким образом, последовательное включение механического стабилизатора (8, 17) и электрического преобразователя 13 частоты тока существенно повышает надежность бесперебойности электроснабжения потребителей от неавтономных генераторов. В случае выхода из строя генератора 6 или статического преобразователя 13 частоты тока на экономических скоростях судна электроэнергия в сеть подается от генератора 9 через выключатели 14 и 19. При этом стабилизация частоты тока осуществляется только работой передачи 8 с регулирующим устройством 17. Электроснабжение на малых скоростях хода может быть обеспечено за счет отбора мощности от автономного генераторного агрегата 21. При этом анодно-катодная группа тиристоров 15 преобразователя 13 будет работать в режиме выпрямления, а анодно-катодная группа тиристоров 12 в режиме регулирования частоты тока, а следовательно, частоты вращения электрической машины 6, используемой в режиме гребного электродвигателя. При выходе из строя автономного электрогенераторного агрегата 21 электроэнергия на электрическую машину 6 передается от генератора 9 через выключатель 14, статический преобразователь 13 и выключатель 10.

Формула изобретения

СУДОВАЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА, содержащая главный газотурбинный двигатель со свободной силовой турбиной и турбокомпрессором, причем свободная силовая турбина кинематически связана с гребным винтом и с электрической машиной переменного трехфазного тока, электрически соединенной с судовой электроэнергетической системой посредством обратимого тиристорного преобразователя частоты тока, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности энергетической установки, она снабжена дополнительной электрической машиной переменного трехфазного тока и устройством регулирования частоты ее вращения, причем дополнительная электрическая машина переменного трехфазного тока кинематически связана с турбокомпрессором газотурбинного двигателя, а электрически соединена через обратимый тиристорный преобразователь частоты тока с судовой электроэнергетической системой и с основной электрической машиной.

РИСУНКИ

Рисунок 1