Notes
Slide Show
Outline
1
Presentatie


Drive Systems Design
2
Keuze: Steerable-thruster
3
Steerable-thruster
  • Onze keuze


  • Doel:
  • - Positioneren
  • - Vergemakkelijken
  • van aan-/afmeren


  • Geen voortstuwing!
4
Voordelen steerable-thruster
  • Voordelen steerable-thruster:
  • Kan helpen bij voortstuwing van het schip
  • Kan 360 draaien wat zorgt voor:
    • Verbeterde manoeuvreerbaarheid
    • Nauwkeurig positioneren
    • Kan helpen bij remmen (remweg verkorting)
5
Randvoorwaarden
  • Technische Uitvoerbaarheid


  • Ruimte


  • Kosten


  • Technische specificaties
6
Randvoorwaarden
  • Technische uitvoerbaarheid:
    • Onderdelen leverbaar door n partij.
    • Complexiteit van de onderlinge componenten.
    • Praktisch onderhoud toepasbaar.

7
Randvoorwaarden
  • Ruimte
    • Gekozen aandrijving dient in de daarvoor beschikbare ruimte te passen.
    • Minimale opslag ruimte voor brandstof.
    • Benodigde ruimte ter plaatse van steerable thruster.

8
Randvoorwaarden
  • Kosten
    • Uiteindelijk gekozen aandrijving zo voordelig mogelijk (ook op langer termijn).
    • Onderhoudskosten moeten minimaal zijn.
    • Lange levensduur.

9
Randvoorwaarden
  • Technische specificaties
    • Aandrijving dient voldoende vermogen te kunnen leveren.
    • Zo hoog mogelijk rendement.
    • Leveren van hoog koppel.
    • Opstarttijd aandrijving dient binnen bepaalde tijd te zijn gerealiseerd.
    • Veiligheid aandrijving.

10
Eisen
  • Aandrijving moet NIET gekoppeld worden aan de hoofdmotor
  • Trillingen en geluid minimaliseren
  • Minimale uitstoot schadelijke gassen
  • Brandstofkosten beperken
  • Vermogen boegschroef 1080 kW


11
Vermogen boegschroef
  • Vuist regel bepalen stuwkracht
  • boegschroef:
  • Fs = * ρ * v2 * Cd * A


  • Waarin:
  • V = 15 m/s Windkracht stormachtige wind.
  • r =1.2 kg/m3
  • Cd = 1.2 (dimensieloos, weerstandsfactor)
  • A= L* h =120*9 =1080 m2
  • Berekening:








12
Aandrijvingen
  • Diesel-Direct


  • Diesel-Elektrisch


  • Diesel-Hydraulisch


  • Stoomturbines


  • Gasturbines
13
Aandrijvingen



  • Diesel-Direct
    • Er wordt een dieselmotor zonder tussen componenten als versnellingsbak gebruikt voor de aandrijving van de schroef.





14
Aandrijvingen
  • Diesel-Elektrisch
    • Bestaat uit een dieselmotor die de generator aandrijft.Deze wekt energie op voor de elektromotor die op de zijn beurt steerable thruster aandrijft.
15
Aandrijvingen
  • Diesel-Hydraulisch
    • De door diesel aangedreven hydropomp transporteert olie via leidingen naar de hydromotor. De hydromotor zet de door de pomp opgebrachte hydraulische energie weer om in mechanische energie en voedt de steerable-thruster
16
Aandrijvingen
  • Een stoomturbine bestaat
  • hoofdzakelijk uit:


  • Boilers
  • Turbines
  • Condensator
  • Een pomp
  • Werking
  • Er zijn vier processen:


  • Toevoer van water
  • Ontwikkelen van stoom
  • Expansie
  • Condensatie
17
Stoomturbine
18
Aandrijvingen
19
Aandrijvingen
20
Voor- en nadelen aandrijving
  • Diesel-direct
  • Voordelen:
  • Beperkte ruimte
  • Zit direct op de schroef (weinig tussen componenten nodig)
  • Daardoor ook goedkoper dan andere alternatieven.


  • Nadelen:
  • Kan geen optimaal gebruik van het rendement gemaakt worden.
  • Toerental lastig te regelen, versnellingsbak nodig
  • Er is al een hoofddiesel voor de voortstuwing aanwezig, dus met een elekromotor of hydrauliek motor wordt ook ruimte bespaard en dus eigenlijk overbodig nog een dieselmotor erbij te zetten.
21
Voor- en nadelen aandrijving
  • Diesel-Elektrisch


  • Voordelen:
  • Beperkte ruimte nodig. (in geval van hoofdmotor)
  • Generator is al aanwezig om het schip van stroom te voorzien.
  • Bij een shaft-generator geen aparte overbrenging nodig
  • Goede performance en lage brandstof kosten bij een combinatie van generator met dieselmotor


  • Nadelen:
  • Wanneer er geen shaft-generator gebruikt wordt, is een overbrenging nodig.
  • Bedrading leggen. (voordeel is weer dat het al in het schip aanwezig is natuurlijk).
22
Voor- en nadelen aandrijving
  • Diesel-Hydraulisch


  • Voordelen:
  • Beperkte ruimte nodig, (in geval van hoofdmotor)
  • Hydromotor zit direct op de schroef.
  • Toerental is door de hydromotor te regelen
  • Hoog koppel bij lage toeren mogelijk.


  • Nadelen:
  • Naast de Hydromotor moet er een pomp voor aanvoer van de olie zijn.
  • Pompdruk is afhankelijk van de lengte van de leidingen.
  • Leidingen leggen (grote afstanden).
23
Voor- en nadelen aandrijving
  • Stoomturbine


  • Voordelen:
  • Goed toepasbaar op LNG-tankers.
  • Verhitting door het gebruiken (in geval met dieselmotor) van de uitlaatgassen.
  • Vrijwel elke brandstof kan verbrand worden.


  • Nadelen:
  • Laag rendement
  • Hoge kosten
  • Neemt veel ruimte in beslag
  • Ook een pomp nodig om het water voor de boiler aan te voeren.
  • Door het lage toerental altijd versnellingsbak nodig.
24
Voor- en nadelen aandrijving
  • Gasturbine


  • Voordelen (in vergelijking met een dieselmotor):
  • Snelle starttijd
  • Modulaire constructie
  • Grote betrouwbaarheid, toepasbaarheid en minder onderhoudsgevoelig
  • Hoog rendement voor de tijd dat de turbine meegaat.
  • Lange levensduur (35 tot 50 jaar)


  • Nadelen (in vergelijking met een dieselmotor):
  • Laag rendement bij hoog brandstof verbruik.
  • De brandstof moet vaak van betere kwaliteit zijn.
  • Het is lastiger ter plekke te repareren om dat het ontworpen is voor vervanging van onderdelen (kleine units).
25
Afweging aandrijvingen
26
Definitieve aandrijving
  • Gekozen voor een diesel-direct
        • Voor situatie waarbij er geen gebruik wordt gemaakt van de hoofddiesel.

27
Keuze dieselmotor
28
Koppel
  • Koppel dat de motor levert
  • Formule: P = M *ω ω = 2π*ne


29
Vermogen/Koppel grafieken
30
Dieselmotor
31
Thruster dimensies
32
Diesel-Elektrisch
  • Deze oplossing wordt intressant als er geen gebruik gemaakt mag worden van de hulp motor.






    • Aandrijving
        • Diesel
        • Generator
        • Elektromotor
        • Boegschroef


33
Diesel-Elektrisch
34
Diesel-Elektrisch
35
Elektromotor
36
Einde