Газовозы проекта Ямал СПГ. Часть 3, заключительная

26 С нее также можно управлять азиподами - за исключением их разворота.

27 Панель управления вспомогательным котлом

28 Панель СЦК с параметрами дизель-генератора №2

29 Параметры энергетической установки

30 Система управления энергоснабжением. Показан аварийный режим - ГРЩ №1 обесточен по условной аварии, жизнеобеспечение судна производится с оставшейся половины.

31 При половинной доступности ГРЩ имеется половинная мощность пропульсивной установки - более детально расписал в прошлом посте, повторяться смысла нет.

32 Станцию топливоподготовки показал выше, а это блок подачи газа на дизели (для котлов - своя установка).
Все шесть дизель-генераторов, а также котлы, в нормальном режиме работают на газе - на том самом газе, которые судно и перевозит. Температура груза - минус 163 градуса. В процессе перевозки он греется (ну болтанка еще помогает) - температура кипения минус 159 градусов) и испаряется, повышая тем самым давление в танке. Если ничего не делать (ну, совсем ничего), то танк разорвет.
Поэтому на грузовых танках есть предохранительные клапаны, как на обычном танкере, ну и еще куча дополнительных предохранительных мер.

Но выкипание газа (boil off) - это естественный процесс. И тут есть уже три варианта базовых варианта:
- выбросить в атмосферу. Необоснованный расход груза, коммерчески не выгодно
- охладить, сжать компрессорами и вернуть в танк - энергозатратно
- использовать как топливо для судна
Естественно, третий вариант на сегодня является самым распространенным.

Подача топлива осуществляется одним из компрессоров, который я показывал в первой части.
А если паров газа недостаточно - можно греть принудительно. В принципе, существует целая теория оптимального разгона судна в зависимости от скорости выкипания, завязанной на продолжительность рейса.

33 До недавнего времени газовозы СПГ были пароходами, в буквальном смысле слова (ну не то чтобы были, они и есть - подавляющее большинство. Кстати сегодня флот насчитывает более 400 газовозов - по состоянию на Январь 2017 в строю находилось 439 судов, а где-то 10 лет назад их было всего 200).
Газ подавался в котлы, а пар давлением около 90 бар приводил в движение паровую турбину. Вся установка в обслуживании ОЧЕНЬ простая, но есть некоторые нюансы (оставим их пока за бортом как оффтопичный вопрос). Но маркетологи дизелестроителей провели великолепную работу и убедили фрахтователей строить электроходы, в основном манипулируюя сравнением эффективности котельной установки и дизельной - типа на дизеле больше газа довести можно. А почему электроходы? Потому что двухтактные двигатели, работающие на газе и соответствующие современным нормам по выбросам - задержались, а у четырехтактных мощность недостаточна. Есть несколько судов тупиковой ветви эволюции - газовозы с обычной дизельной установкой.
И ладно бы схема электродвижения применялась в спец проектах, как тот, который мы рассматриваем - здесь азипод - необходимость. Но такую схему ставят и на "обычные" газовозы. В обслуживании такая система сложнее и дороже - это если в двух словах. Вот, например, я рассказвал как-то про такой обычный газовоз, но с электродвижением (вместо азиподов используется два электродвигателя обычного типа).

34 Если по какой-то причине испарение газа больше, чем потребление (или двигатели по какой-то причине переведены на топливо) - избыток сжигается в GCU - блок сжигания газа. На фото - вентиляторы этой установки.

35 Гребные моторы (синхронные электродвигатели) работают на напряжении 3,000 вольт. Подача пониженного напряжения осуществляется через трансформатры. Как рассказывал в предыдущем посте, их по два на мотор - для обеспечения некоторой надежности.

36 Но напряжение не сразу после трансформатора поступает на мотор - ведь тогда мотор крутился бы всегда с одной номинальной скоростью, как какой-нить вентилятор. Да и при его запуске вся установка бы потухла из-за перегруза. Поэтому каждый мотор обслуживается частотным конвертером.

37 Т.к. здесь конвертеру двойные (из-за двух обмоток на моторах, см. предыдущий пост), то они не смогли быть размещены в длину, получились П-образные конструкции. На фото вид сзади одного из них. Каждый конвертер находится в своем помещении. Серые трубопроводы - подача воды охлаждения в конвертер.

38 Покажу кратенько устройство типичного конвертера. На фото открытый конвертер для азипода мощностью 9Мвт, с единичной обмоткой - поэтому такой "маленький".
Принцип действия - преобразование переменного напряжения в постоянное, и затем обратно в переменное нужной частоты.
LSU - блок выпрямления. Диоды выпрямляют переменное напряжение после трансформатора.
TEU - блок управления конвертером
INU - инвертерный блок, тиристорные блоки искривляют выпрямленное ранее напряжение. Синие шланги - подача воды на охлаждение тиристоров.
CBU - блок конденсаторов. Обеспечивает запуск и работу шины постоянного тока.
WCU - блок водяного охлаждения. Обеспечивает циркуляцию охлаждающей деионизированной воды и контролирует ее качество (проводимос

39 Тиристорный модуль. На переднем плане платы управления тиристорами, сами тиристоры просматриваются на заднем (кругляшки).

40 После конвертера напряжение подается на гребной электродвигатель. На данном судне он гондольного исполнения (по англ. POD) фирмы АВВ, которая назвала сиё изделие АЗИПОД (АЗИ от азимутальный). Формально, азиподами можно называть только изделия фирмы АВВ (название запатентовано), у других производителей - названия другие.

Обзорная картинка типового азипода.
Гондольная часть под водой, в корпусе судна находится блок разворота с щеточным аппаратом, блок охлаждения.

41 Напряжение подается на щеточный модуль. Помните, что азипод вращается без ограничения на 360 градусов по вертикальной оси? Если бы ток подавался по проводам, то эти провода сразу бы перекрутились. Поэтому используется система скользящих контактов, обеспечиваемых электрическими щетками. Красные кабели - силовые, на мотор. Черные - для вспомогательного оборудования, серые - для датчиков.
Всякие гидравлические трубопроводы (на смазку подшипников и т.п.) - тоже сообщены через вертлюги в этом блоке.

42 Вот так выглядит одна пара щеток. Таких - много! Щетки для вспомогательных цепей и цепей управления - поменьше.

43 Блок охлаждения азипода. Трубопровод - подача воды на воздушный холодильник, электромотор - привод вентилятора.

44 Через блок охлаждения осуществляется вход в азипод при необходимости. Круглая штука на фото - гидромотор разворота азипода, их четыре на каждый азипод (две пары).
Предупредительная табличка запрещает использование камеры со вспышкой при работе азипода. Это связано с наличием блока контроля дугообразования и возможностью его ложного срабатывания от фотовспышки.

45 Вид в шахту азипода. Видны шланги гидравлики в оплетке. По скобам можно спуститься вниз.

46 Силовой агрегат - аналог рулевой машины. Обеспечивает работу гидромоторов разворота азипода. Состоит из двух силовых насосов - каждый обеспечивает работу пары гидромоторов. Как уже говорил в прошлом посте, скорость разворота азиподов при работающем одном силовом насосе и паре гидромоторв 2.5 градуса в секунду, при работе двух насосов 5 градусов в секунду.

47 Тормозное сопротивление. На заднем плане виден насос циркуляционной смазки подшипника азипода (на каждый подшипник своя система).

48 Вид на статор разобранного (вернее, еще не собранного) азипода.

49 Его же ротор. Синхронный мотор бесщеточного типа - для передачи тока на обмотку возбуждения применяется промежуточное звено - возбудитель. Это небольшой дополнительный генератор, расположенный в том же корпусе - на статоре обмотка возбуждения постоянного тока, на роторе силовая трехфазная обмотка. С нее через вращающийся выпрямитель подается напряжение постоянного тока на обмотку возбуждения электромотора. Маленькое красное кольцо - обмотка возбудителя, красные бруски дальше - основная обмотка возбуждения. Между ними находятся диоды вращающегося выпрямителя, а также энкодер положения ротора.

50 Азиподы в сборе и на месте. Человек в каске показывает масштаб.