Устройство для испытания гребной энергетической установки судна

сооз советскихсоциАлистичеснихРЕСПУБЛИК ц)5 В 63 В НЫЙ НОМИТЕТиям и отнРытиям госудАРственпо изоБРетеПРи Гннт сс БРЕТЕН И ЬСТВУ втоескомусвид(71) Ленинградское высшее инженерное морское училище им.адм,С,О,Карова(56) Авторское свидетельство СССРй 986818, кл. В 63 В 9/00, 1983,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ГРЕБЙОЙЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ СУДНА(57) Изобретение относится к судостроению. Целью изобретения являетсярасширение функциональных возможностей и повышение экономичности устройства, В плавучую камеру 2 с балластными цистернами, имеющую проем Р впередней стенке 4 для движительногокомплекса, введен нагружатель в видеобратимых гидрогенераторов 7, 11 и1699858 50 12 подключенных через полупроводниковые преобразователи электроэнергии15 и 16 к береговой (судовой) сети иразмещенных в проемахи 8 боковых10 и задней 6 стенок плавучей камеры2. Для создания режимов работы гребной энергетической установки по винтовой характеристике при ходе судна всвободной воде при реверсе, качке, маневрировании в блоки 21 и 22 заданиярежимов порают соответствующие сигналы; сюда же поступают сигналы датчиков 23 и 24 соответственно частотывращения гребного вала и момента сопротивления движителя, Выходные сигналы с блоков задания режимов посту" Изобретение относится к судостроению, в частности к устройствам длягребных энергетических установоксуров и позволяет испь 1 тывать у стенки1завода гребные энергетические установки судов любого типа (паровые, газовые, электрические) на ходовьх режимах, выявлять и устранять деФекты,связанные с работой установки на ходовых режимах, производить окончательную регулировку энергетическойустановки, ревизию механизмов и послеэтого контрольное опробывание механизмов (взамен контрольного выхода вморе) а также модернизацию обору 135дования,Известны разгрузочные устройства,например кольцевое разгрузочное устчройство, которое надевают на гребноивинт, прикрывая часть лопастей (какбы уменьшая диаметр винта), содержащее изолированную от акватории камерус проемом в передней стенке, потокогаситель с направляющими каналами ивыходными отверстиями и воздухоподводящий трубопровод. Применение разгрузочных устройств позволяет во времяшвартовных испытаний получить параметры режима свободной воды.К недостаткам таких устройствследует отнести увеличение времениходовых испытаний вследствие невозможности создания динамических нагру"зок, характерных для работы гребныхэнергетических установок в маневренных5режимах (реверс), работе при волне"нии, при взаиморействии гребного винта со льдом, так как необходимо замтрачивать время ходовых испытании пает в системы 18 и 19 автоматического управления, которые через полупроводниковые преобразователи энергиивыводят гидрогенераторы 7, 11 и 12 всоответствующие. режимы работы (генераторный, двигательный на всасываниеили отсасывание воды), Регулируямощности, потребляемые гидрогенераторами , 11 и 12 в зависимости отсигналов датчиков 23 и 24, с помощьюсистем 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 прииспытаниях,Известно устройство для испытания гребной энергетической установки судна во время стендовых испытаний,содержащее нагрузочную машину постоянного тока, сочлененную с гребным валом, якорная обмотка которойчерез реверсивный тиристорный преобразователь соеринена с береговойсетью переменного тока, датчик частоты вращения гребного вала, Функциональный блок, генератор временныхсигналов, сумматор, систему импульсно-Фазового управления тиристорногопреобразователя. С помощью этого нагруэочного устройства на испытательном стенде можно задавать нагрузки,имеющие место в условиях эксплуатации, при этом энергия, вырабатываемая энергетической установкой настенде, отдается в береговую сетьпосредством рекуперации,К недостаткам такого устройстваследует отнести пониженную готовность к действию и сложность использования для испытания действующихгребных энергетических установок судов на швартовных и ходовых режимах,что связано с демонтажем винторулевого комплекса и сообщения нагруэочного устройства с выходным концомгребного вала.Известно устройство для испытаниядвигательно-движительного комплексасудна в швартовном и ходовом режимах, 1699858содержащее плавучую камеру с балластными цистернами, имеющую проем в передней стенке для движительного комплекса судна, смонтированный на плавучей камере лотокогаситель а такжетрубопроводы подачи воздуха к засасывающей стороне движителя, связанные с напорным агрегатом, при этомнапорный агрегат содержит дополнительные изогнутые по пространственнойспирали трубопроводы с эжекторами,входы дополнительных трубопроводоврасположены на входном участке потокогасителя и обращены к передней 15стенке камеры, эжекторы смонтированы на входных участках дополнитель.ных трубопроводов и связаны с выходами трубопроводов подачи воздуха, авыходы дополнительных трубопроводов 20выведены за входную часть потокогасителя, причем трубопроводы подачивоздуха сообщены установленными наних заслонками регулирования подачивоздуха,К недостаткам такого испытательного устройства следует отнести ограниченный диапазон нагрузочных режимов главной энергетической установки, а именно невозможность задания нагрузочных режимов, имеющих место при реверсе гребного винта, волнении, маневрировании судна, пониженную экономичность из-за отсутствия использования энергии, выра- З 5батываемой гребной энергетическойустановкой во время испытаний,Цель изобретения - расширение Функциональных воэможностей устройстваи повышение его экономичности за счет 40обеспечения нагрузочного режимадвигательно-движительного комплексасудна, имеющего, место при качке судна, реверсировании гребного винтапри ходе судна, циркуляциях судна и 45утилизации энергии потока воды от,испытываемого движительного комплекса посредством работы электроагрегатов в генераторном режиме с дальнейшей передачей этой энергии в береговую (судовую) электросеть, а такжеуменьшение времени испытаний примерно в два раза.Поставленная цель дости.гается тем,что устройство для испытания гребной 55энвргетической установки судна, содержащее плавучую камеру с балластными цистернами, имеющую проем в передней стенке для движительного комплекса судна, и расположенное внутринагрузочное устройство, снабжено нагружателем в виде обратимых электроагрегатов гидрогенератора (гидронасоса),размещенных в проемах боковых изадней стенок плавучей камеры и подключенных церез полупроводниковые преобразователи электроэнергии к берегоеой,Оля создания швартовного нагрузочного режима в гребной энергетическойустановке вклюцается электроагрегат,расположенный в проеме задней стенкиплавучей 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 мощностивырабатываемой электроэнергии в зависимости от частоты вращения гребного вала испытываемой энергетицескойустановки, осуществляют ее работу повинтовой швартовной характеристике.Для обеспечения работы гребного винта по винтовой характеристике приходе судна в свободной воде электроагрегат переводится в двигательный ре"жим работы, создавая поток воды изплавучей камеры (работа в режимеотсасывания воды) посредством чегопроисходит разгрузка гребного винта,Изменяя степень отсоса воды из плавучей камеры соответствующим изменением потребляемой мощностью электроагрегата, можно осуществлять различную степень разгрузки гребноговинта соответствующую различной скорости хода судна,Для реализации нагрузочного режимаработы движительного комплекса приреверсе гребной энергетической установки необходимая степень подкручивания гребного винта создается за счетработы электроагрегата в проеме задней стенки плавучей камеры в двигательном режиме аналогично предыдущему случаю.Изменение нагрузоцного момента нагребном винте адекватное при качкесудна создается за счет периодического реверсирования: электроагрегата в проеме задней стенки, работающего в двигательном режиме, Приэтом происходит разгрузка винта приработе электроагрегата на отсос водыи загрузка винта при работе электро 1699858агрегата на всасывание воды в плавучую камеру навстречу основному потоку струи воды от движителя. 1 вменяя периодичность реверсирования и потребля 5 емую мощность двигателя, можно создать нагрузочные режимы при различных условиях качки судов. Одновременно 1 для создания поперечных нагрузочных режимов на движительный комплекс, ,имеющих место как при качке, так и при ма не ври рова нии суГ на (циркуляция), включаются электроагрегаты, расположенйые в проемах боковых стенок плаву-чей камеры, которые работают в двигательном режиме оЛин на всасывание, а другой на отсасывание, т.е. образуется поперечная струя воды вплавучей камере, создавая соответствующие нагрузки на движитель. 20На фиг.1 схематически изображено устройство, общий вид сверх, на ,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 О в перед-. ней стенке 4 для движителя 5, смонтированный в проеме Б задней стенки З 0 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 6 боковых стенок 10 два гидрогенератора 11 и 12, соединенные своими выходами с распределительными щитами (Рщ) 13 и 14 береговой (судовой) электросети 40 через полупроводниковые преобразо" ватели 15 и 16 электроэнергии (ППЭ) . Каждый из ППЭ 8, 15 и 16 имеет систему 17-19 автоматического управления (САУ) и блоки 20-22 задания ре 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 12Струя воды от движителя 5 приводит их во вращение. На выходе ГГ 7, 11 и 12, работающих в генераторном режиме вырабатывается напряже)ние, которое через полупроводниковые преобразователи 8, 15 и 16 электроэнергии поступает в береговую (судовую) сеть переменного тока.При работе гребной энергетической установки по винтовой швартовнойхарактеристике сигнал от датчика 23 частоты вращения гребного винта 5 поступает в блоки 20-22 задания режимов, где вырабатываются сигналы для регулированиязначений 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 регулироватьподачей 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 суд" на в блок 20 задания режимов помимосигналов датчиков 23 и 24 вводятсигнал, который через САУ 17 создаетпериодическое реверсирование гидрогенератора 7 , в проеме о заднейстенки 6; работающего в двигательном16998режиме. При этом происходит разгрузка винта 5 при работе гидрогенератора 7 на отсос воды и загрузка винта5 при работе ГГ 7 на всасывание водыв плавучую камеру навстречу основному потоку воды от движителя 5, Изменяя с помощью сигналов в блоке 20задания режимов периодичность реверсирования и потребляемую мощность, 10можно создать нагрузочные режимы приразличных условиях качки судна,При всех указанных режимах работыгребной энергетической установки боковые гидрогенераторы 11 и 12 могутработать в генераторном режиме от бо.ковых потоков воды, создаваемых движителем 5 и ГГ 7, тем самым рекупе"ратируя часть энергии в береговую (судовую) сеть через ППЭ 15 и 16, Еслинеобходимо создать поперечные нагрузочные режимы на движительныйкомплекс, имеющие место при качке,маневрировании судна (циркуляция),в блоки 21 и 22 задания режимов подают соответствующие сигналы. С выходов блоков 21 и 22 сигналы поступают в САУ 18 и 19, которые переводят гидрогенераторы 11 и 12, расположенные в проемахбоковых стенок 10 в двигательный режимопределенного направления вращения. В результате один из боковых гидрогене 58Ораторов работает на всасыяание,а другой на отсасывание воды от рвижителя 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 изобретенияУстройство 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.