本发明专利技术提供一种废热回收型船舶推进装置及其控制方法、及具备该装置的船舶。动力涡轮控制部基于船内要求电力及主引擎(22)的负载，运算对供给至动力涡轮(23)的来自主引擎(22)的废气的流量进行控制的动力涡轮用控制阀(B)的开度作为前馈开度，并向动力涡轮用控制阀(B)输出前馈开度。燃料喷射控制部运算与轴发电机马达(35)的马达运转时的输出相当的主引擎(22)的燃料喷射量作为换算燃料喷射量，并从供给至主引擎(22)的燃料喷射量中减去该换算燃料喷射量。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术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。
技术介绍
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专利技术。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))
技术实现思路
专利技术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。本专利技术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，本专利技术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。本专利技术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，本专利技术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。另外，本专利技术的第三形态所涉及的废热回收型船舶推进装置的控制方法，所述废热回收型船舶推进装置具备主引擎，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，在所述废热回收型船舶推进装置的控制方法中，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，和/或，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，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。专利技术效果根据本专利技术，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，提高了动力涡轮相对船内要求电力的响应性，所以能够尽可能地减少船内剩余电力。另外，因基于船内要求电力对蒸汽涡轮用控制阀的开度进行前馈控制，提高了蒸汽涡轮相对船内要求电力的响应性，所以能够尽可能地减少船内剩余电力。另外，因使用了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(换算燃料喷射量)来修正燃料喷射量，所以即便在因剩余电力导致轴发电机马达辅助主引擎的情况下，也能够抑制船速波动。附图说明图1是本专利技术的废热回收型船舶推进装置的概略构成图。图2是表示针对船内要求电力及主引擎负载比例(loading rate)，蒸汽涡轮、动力涡轮、轴发电机马达及发电用柴油引擎(diesel engine)的负载分担(sharing of load)的曲线图。图3是表示按主引擎负载比例表示动力涡轮输出目标值和排气量调节阀开度(控制阀B开度)之间关系的曲线图。图4是实现动力涡轮的排气量调节阀的开度控制的控制框图。图5是表示动力涡轮的排气量调节阀的开度控制的流程图。图6是实现针对船舶主引擎的燃料喷射量控制的控制框图。图7A是表示轴发电机马达输出和相当主引擎输出(发动机输出)之间关系的曲线图。图7B是表示主引擎输出(发动机输出)、主引擎转速(发动机转速)及燃料喷射量指令之间关系的曲线图。图8是进行电力剩余状态判定的控制框图。图9是相对于图6表示电子控制引擎的情况的控制框图。图10是相对于图9表示直接控制船速的情况的控制框图。具体实施例方式下面，参照附图，对本专利技术所涉及的废热回收型船舶推进装置及具备该装置的船舶的一实施方式进行说明。图1表示船舶所设置的废热回收型船舶推进装置的概略构成。废热回收型推进装置1具备推进船舶的主引擎22、压缩供给至主引擎22的空气的排气涡轮增压机21、动力涡轮(燃气涡轮)23、蒸汽涡轮沈和相对于这些动力涡本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：长船信之介，村田聪，市来芳弘，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：
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