本申請涉及船舶軸系布置，具體而言，涉及一種船舶軸帶發(fā)電系統(tǒng)及其使用方法。

背景技術(shù)：

1、隨著全球航運(yùn)業(yè)的復(fù)蘇，大型遠(yuǎn)洋船舶如集裝箱船、lng運(yùn)輸船、滾裝船等供需兩旺，對于減碳目標(biāo)提出了新的挑戰(zhàn)。其中船舶軸帶發(fā)電機(jī)以其發(fā)電效率高、燃油消耗量小、利用主機(jī)功率裕度的優(yōu)點(diǎn)受到船舶業(yè)的青睞，但是傳統(tǒng)的軸帶發(fā)電機(jī)在停泊或港口裝卸貨工況時(shí)，受到主機(jī)停機(jī)的影響，不能對船舶電網(wǎng)供電，所以仍需配備較大的發(fā)電機(jī)組來維持船舶裝卸貨操作，造成了大量的發(fā)電機(jī)的設(shè)備冗余，提高了船舶的初期投資和碳排放。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請?zhí)峁┝艘环N船舶軸帶發(fā)電系統(tǒng)及其使用方法，可以有效降低船舶碳排放強(qiáng)度，降低船舶建造成本，提高全生命周期經(jīng)濟(jì)性以及能夠?qū)崿F(xiàn)船-機(jī)-槳的高效配合。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請?zhí)峁┝艘韵录夹g(shù)方案：

3、第一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N船舶軸帶發(fā)電系統(tǒng)，船舶軸帶發(fā)電系統(tǒng)包括主機(jī)、軸帶發(fā)電機(jī)、軸功率儀、磁性聯(lián)軸器、螺旋槳、儲能電站和控制模塊。主機(jī)、軸帶發(fā)電機(jī)、軸功率儀、磁性聯(lián)軸器、螺旋槳沿主機(jī)的主動(dòng)軸的軸向排布，主機(jī)的主動(dòng)軸與軸帶發(fā)電機(jī)連接，用于實(shí)現(xiàn)機(jī)械能與電能的轉(zhuǎn)換，儲能電站與軸帶發(fā)電機(jī)連接，用于儲存電能，主機(jī)的主動(dòng)軸通過磁性聯(lián)軸器與螺旋槳連接，以將主機(jī)的扭矩和功率傳遞給螺旋槳。其中，軸功率儀設(shè)置于軸帶發(fā)電機(jī)和磁性聯(lián)軸器之間，且軸功率儀與控制模塊連接，軸功率儀用于實(shí)時(shí)檢測主動(dòng)軸的扭矩與功率，并生成控制信號并輸入至控制模塊，控制模塊通過改變磁性聯(lián)軸器的外轉(zhuǎn)子勵(lì)磁線圈的通電電流，以調(diào)整主機(jī)傳遞給螺旋槳的扭矩和功率。

4、根據(jù)本申請的一些實(shí)施例，磁性聯(lián)軸器包括外轉(zhuǎn)子、外磁體、內(nèi)轉(zhuǎn)子、永磁體內(nèi)磁體；外轉(zhuǎn)子與主動(dòng)軸連接，內(nèi)轉(zhuǎn)子與螺旋槳傳動(dòng)連接；外轉(zhuǎn)子的內(nèi)圓圈部分和內(nèi)轉(zhuǎn)子的外圓圈部分分別與外磁體和永磁體內(nèi)磁體剛性連接，按照n-s磁極交叉方式沿圓周排布。

5、根據(jù)本申請的一些實(shí)施例，內(nèi)轉(zhuǎn)子與螺旋槳之間設(shè)置有負(fù)載軸和鎖軸裝置，內(nèi)轉(zhuǎn)軸通過負(fù)載軸與螺旋槳連接，鎖軸裝置設(shè)置于負(fù)載軸，用于限制螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)。

6、根據(jù)本申請的一些實(shí)施例，鎖軸裝置和螺旋槳之間還包括依次連接的艉管前密封、艉管前軸承、尾管軸、艉管后軸承、艉管后密封和螺旋槳軸，螺旋槳通過鎖緊螺母與螺旋槳軸連接。

7、根據(jù)本申請的一些實(shí)施例，螺旋槳配置有保護(hù)蓋，保護(hù)蓋固定于鎖緊螺母的外側(cè)。

8、根據(jù)本申請的一些實(shí)施例，軸帶發(fā)電機(jī)和軸功率儀之間設(shè)置有軸接地裝置。

9、根據(jù)本申請的一些實(shí)施例，軸功率儀和磁性聯(lián)軸器之間設(shè)置有中間軸承。

10、第二方面，本申請一些實(shí)施例提供一種船舶軸帶發(fā)電系統(tǒng)的使用方法，應(yīng)用第一方面提供的船舶軸帶發(fā)電系統(tǒng)，該方法包括：

11、基于軸功率儀生成的控制信號，通過控制模塊改變磁性聯(lián)軸器的外轉(zhuǎn)子勵(lì)磁線圈的通電電流，以調(diào)整主機(jī)傳遞給螺旋槳的扭矩和功率。

12、根據(jù)本申請的一些實(shí)施例，在船舶處于裝卸貨停泊工況，通過控制模塊斷開磁性聯(lián)軸器外轉(zhuǎn)子的電流。

13、根據(jù)本申請的一些實(shí)施例，磁性聯(lián)軸器和螺旋槳之間設(shè)置有鎖軸裝置；

14、在船舶處于裝卸貨停泊工況時(shí)，鎖軸裝置鎖定螺旋槳。

15、本申請相對于相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)的有益效果包括：

16、通過增加磁性聯(lián)軸器，一方面，可以在裝卸貨和停泊工況下使用能效更高的主機(jī)聯(lián)合軸帶發(fā)電機(jī)發(fā)電，可以有效降低船舶碳排放強(qiáng)度，減少燃油消耗，可以優(yōu)化全船的電力負(fù)荷，減少發(fā)電機(jī)配置容量，降低船舶初期建造成本，提高船舶全生命周期營運(yùn)經(jīng)濟(jì)性；另一方面，使得船舶軸系安裝時(shí)對中方便、易于拆卸，優(yōu)化；可以減少軸系的摩擦和噪聲，實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)和緩沖吸震，優(yōu)化軸系布置，提高了軸系的安全穩(wěn)定性和使用壽命；再一方面，通過控制模塊控制流過勵(lì)磁線圈的電流，可以對不同工況下的船-機(jī)-槳系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)負(fù)載跟蹤、多目標(biāo)能量分配優(yōu)化、能量策略管理的控制。

技術(shù)特征：

1.一種船舶軸帶發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶軸帶發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的船舶軸帶發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的船舶軸帶發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的船舶軸帶發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶軸帶發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶軸帶發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，

8.一種船舶軸帶發(fā)電系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的船舶軸帶發(fā)電系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的船舶軸帶發(fā)電系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，

技術(shù)總結(jié)
本申請公開一種船舶軸帶發(fā)電系統(tǒng)及其使用方法。船舶軸帶發(fā)電系統(tǒng)包括主機(jī)、軸帶發(fā)電機(jī)、軸功率儀、磁性聯(lián)軸器、螺旋槳、儲能電站和控制模塊。主機(jī)的主動(dòng)軸與軸帶發(fā)電機(jī)連接，儲能電站與軸帶發(fā)電機(jī)連接，主機(jī)的主動(dòng)軸通過磁性聯(lián)軸器與螺旋槳連接。其中，軸功率儀設(shè)置于軸帶發(fā)電機(jī)和磁性聯(lián)軸器之間，且軸功率儀與控制模塊連接，軸功率儀用于實(shí)時(shí)檢測主動(dòng)軸的扭矩與功率，并生成控制信號并輸入至控制模塊，控制模塊通過改變磁性聯(lián)軸器的外轉(zhuǎn)子勵(lì)磁線圈的通電電流，以調(diào)整主機(jī)傳遞給螺旋槳的扭矩和功率。本申請?zhí)峁┑募夹g(shù)方案可以有效降低船舶碳排放強(qiáng)度，降低船舶建造成本，提高全生命周期經(jīng)濟(jì)性以及能夠?qū)崿F(xiàn)船?機(jī)?槳的高效配合。

技術(shù)研發(fā)人員：段斌,蘭子亮,李勇,周青鋒,朱漢卿,安晨
受保護(hù)的技術(shù)使用者：滬東中華造船（集團(tuán)）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15