[发明专利]废热回收型船舶推进装置及其控制方法、和具备该装置的船舶

说明书

技术领域

本发明涉及具备回收船舶推进用的主引擎(main engine)的废热来进行发电的发电机和辅助主引擎的轴发电机马达(shaft generator motor)的废热回收型船舶推进装置及具备该装置的船舶以及废热回收型船舶推进装置的控制方法。

背景技术

以往，作为船舶用废热回收系统，公知一种通过利用主引擎废气所生成的蒸汽驱动蒸汽涡轮(steam turbine)来进行发电的废热回收型船舶推进装置。另外，还公知一种被主引擎驱动来发电，获得船内的剩余电力以辅助主引擎的轴发电机马达。具备这些的系统，被作为船舶的节能化技术提出，例如在下述专利文献1中有所公开。在该专利文献1中公开一种利用主引擎的废气驱动蒸汽涡轮进行发电，并由轴发电机马达利用所发出的电力的发明。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-1339号公报(参照图1及图5(e))

发明内容

发明要解决的技术问题

但是，通过蒸汽涡轮等发电而产生的发电电力有时会相对于船内要求电力而言过剩，产生剩余电力。这种现象发生在船内负载急剧减少的情况下(例如，停止给船内的冷冻集装箱(Reefer container)供给电力的情况)。公知在这样产生了剩余电量的情况下，存在因船内要求电力和发电电力的不平衡而导致电力频率波动变大的可能性。

另外，对于设置了由主引擎的废气驱动来进行发电的动力涡轮(燃气涡轮)的系统也同样地，存在因船内要求电力和发电电力的不平衡而导致电力频率波动变大的可能性。

这样，在具备蒸汽涡轮或动力涡轮(power turbine)的废热回收系统中，一般通过使用了基于船内要求电力的发电指令值和当前的发电量的反馈控制，来控制供给至蒸汽涡轮的蒸汽量或供给至动力涡轮的排气量，所以响应延迟无法被忽视。因此，为了抑制电力频率的波动就要求提高对于船内要求电力的响应性。

另一方面，因为轴发电机马达被船内剩余电力作为马达进行驱动，所以由该轴发电机马达产生的加速转矩(assist torque)成了干扰，想要以恒定速度航行的船舶会突然加速。

本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种尽可能地减少船内剩余电力，并且能够抑制船速波动的废热回收型船舶推进装置及具备该装置的船舶以及废热回收型船舶推进装置的控制方法。

用于解决技术问题的技术方案

为了解决上述课题，本发明的废热回收型船舶推进装置及具备该装置的船舶采用以下技术方案。

本发明的第一形态所涉及的废热回收型船舶推进装置，其具备：主引擎，其驱动船舶的推进用螺旋桨；动力涡轮，其被该主引擎的废气驱动；蒸汽涡轮，其被由所述主引擎的废气生成的蒸汽驱动；涡轮发电机，其被所述动力涡轮及所述蒸汽涡轮驱动；和轴发电机马达，其设置在所述主引擎和所述推进用螺旋桨之间，可进行获取船内剩余电力辅助该主引擎的马达运转、及被该主引擎驱动进行发电的发电运转，所述废热回收型船舶推进装置还具备：动力涡轮控制部和/或蒸汽涡轮控制部，所述动力涡轮控制部基于船内要求电力及所述主引擎的负载，运算对供给至所述动力涡轮的来自所述主引擎的废气的流量进行控制的动力涡轮用控制阀的开度作为前馈开度，并向该动力涡轮用控制阀输出该前馈开度，所述蒸汽涡轮控制部基于船内要求电力及所述主引擎的负载，运算对供给至所述蒸汽涡轮的蒸汽的流量进行控制的蒸汽涡轮用控制阀的开度作为前馈开度，并向该蒸汽涡轮用控制阀输出该前馈开度；和燃料喷射量控制部，其运算与所述轴发电机马达的所述马达运转时的输出相当的所述主引擎的燃料喷射量作为换算燃料喷射量，并从供给至所述主引擎的燃料喷射量中减去该换算燃料喷射量。

因基于船内要求电力对动力涡轮用控制阀的开度进行前馈控制，所以提高了动力涡轮相对船内要求电力的响应性。因此，能够尽可能地减少船内剩余电力。

因运算与轴发电机马达的马达运转时的输出相当的主引擎的燃料喷射量作为换算燃料喷射量，并将其从供给至主引擎的燃料喷射量中减去，所以即使是因剩余电力导致轴发电机马达辅助主引擎，也能够抑制螺旋桨转速的波动。

另外，本发明的第二形态所涉及的船舶具备上述的废热回收型船舶推进装置。

因具备了上述的废热回收型船舶推进装置，所以降低了船内剩余电力从而抑制了电力频率波动，可以提供能够以期望的恒定速度航行的船舶。