FR2842783A1

FR2842783A1 - Emergency braking system for methane transporting ship, uses electrical energy to brake the propeller and arrangement for dissipating the energy produced during the braking phase

Info

Publication number: FR2842783A1
Application number: FR0209439A
Authority: FR
Inventors: Roger Courtay
Original assignee: Alstom SA
Current assignee: Alstom SA
Priority date: 2002-07-25
Filing date: 2002-07-25
Publication date: 2004-01-30
Anticipated expiration: 2022-07-25
Also published as: CN1477018A; JP4247065B2; CN100519330C; JP2004131060A; FR2842783B1; KR20040010386A; KR100971309B1

Abstract

The methane tanker has a propulsion screw (1), which is driven by an electric motor fed by an electric generator (2) during the braking phase of the ship. An electrical energy dissipation system (7) is connected to the generator for absorbing the energy produced during the braking phase. The dissipation system is formed by an electric heater (8) which is associated with a condenser (10) cooled by sea-water.

Description

L'invention concerne un méthanier équipé d'une hélice de propulsion.The invention relates to an LNG carrier equipped with a propeller propeller.

L'invention s'applique par exemple à un méthanier dans lequel l'hélice de propulsion est entraînée par un moteur électrique et est destinée à jouer un The invention applies for example to an LNG carrier in which the propeller is driven by an electric motor and is intended to play a

rôle de frein en cas d'arrêt d'urgence du méthanier. role of brake in case of emergency stop of the LNG carrier.

Classiquement, l'hélice est mise en mouvement par une turbine à vapeur qui est alimentée par un combustible fossile provenant par exemple de la cargaison du méthanier. Lors d'un arrêt d'urgence, l'alimentation en vapeur de la turbine est d'abord arrêtée pendant une certaine durée, durée pendant laquelle l'hélice est entraînée en rotation par le flux d'eau qui la traverse. Le méthanier ralentit alors progressivement jusqu'à ce que sa vitesse atteigne Conventionally, the propeller is set in motion by a steam turbine which is powered by fossil fuel, for example from the cargo of the LNG carrier. During an emergency stop, the steam supply to the turbine is first stopped for a certain period, during which time the propeller is driven in rotation by the flow of water passing through it. The LNG carrier then gradually slows down until its speed reaches

une valeur autorisant une rotation de l'hélice en sens inverse pour le freiner. a value authorizing a rotation of the propeller in the opposite direction to brake it.

Lorsqu'une vitesse suffisamment faible est atteinte, l'alimentation en vapeur de la turbine est progressivement rétablie mais de manière à entraîner l'hélice en sens inverse pour qu'elle freine le méthanier jusqu'à son arrêt complet. Cette durée est nécessaire pour que des conditions thermiques permettant d'injecter de la vapeur dans la partie de la turbine destinée à la rotation inverse de l'hélice soient réunies, et pour que le méthanier ait une vitesse suffisamment faible pour autoriser une rotation inverse de l'hélice When a sufficiently low speed is reached, the steam supply to the turbine is gradually restored, but so as to drive the propeller in the opposite direction so that it brakes the LNG carrier until it comes to a complete stop. This time is necessary so that thermal conditions allowing steam to be injected into the part of the turbine intended for the reverse rotation of the propeller are met, and so that the LNG carrier has a sufficiently low speed to allow a reverse rotation of propeller

sans risque de contriantes mécaniques trop élevées. without risk of excessive mechanical damage.

Durant tout le début de l'arrêt d'urgence, l'hélice de propulsion est passive, et le ralentissement du méthanier résulte seulement des forces de frottement exercées par l'écoulement d'eau le long de la coque du méthanier, ce qui prend un temps important. Il s'ensuit qu'un tel méthanier a une distance d'arrêt importante du fait que le freinage effectif n'intervient During the entire start of the emergency stop, the propeller is passive, and the slowing down of the LNG tanker results only from the friction forces exerted by the flow of water along the hull of the LNG tanker, which takes an important time. It follows that such an LNG carrier has a significant stopping distance because the effective braking does not occur.

qu'en fin de procédure d'arrêt d'urgence. until the end of the emergency stop procedure.

Le but de l'invention est de remédier à cet inconvénient en proposant un agencement avec lequel l'hélice peut jouer son rôle de frein dès le début The object of the invention is to remedy this drawback by proposing an arrangement with which the propeller can play its role of brake from the start

d'un arrêt d'urgence.an emergency stop.

A cet effet, l'invention a pour objet un méthanier équipé d'une hélice de propulsion, caractérisé en ce que ladite hélice est entraînée par un moteur électrique agissant en générateur électrique en phase de freinage dudit méthanier, et en ce qu'un système de dissipation d'énergie électrique est To this end, the subject of the invention is an LNG tanker equipped with a propeller propeller, characterized in that said propeller is driven by an electric motor acting as an electric generator during the braking phase of said LNG tanker, and in that a system of electrical energy dissipation is

électriquement relié audit générateur électrique. electrically connected to said electric generator.

Avantageusement, le système de dissipation d'énergie est une chaudière électrique, ce qui évite d'installer un équipement supplémentaire exclusivement dédié au freinage de l'hélice. Une telle construction fait que le générateur peut fonctionner dès le début d'une phase d'arrêt d'urgence pour ralentir le méthanier en freinant le mouvement de rotation de son hélice, ce qui permet de réduire significativement la distance d'arrêt. La rotation de l'hélice est ensuite inversée lorsque le méthanier atteint une certaine vitesse, de manière à le freiner jusqu'à son arrêt complet. L'invention concerne aussi un Procédé pour ralentir un méthanier comprenant une hélice entraînée par un moteur électrique, caractérisé en ce que le moteur électrique est entraîné en rotation par l'hélice lors de la phase de freinage du méthanier et en ce que ledit moteur électrique, fonctionnant en générateur électrique, alimente en énergie le réseau électrique à bord du méthanier. L'invention sera maintenant décrite plus en détail, et en référence au dessin annexé qui en illustre une forme de réalisation à titre d'exemple non limitatif. La figure unique est une représentation très schématique de l'équipement Advantageously, the energy dissipation system is an electric boiler, which avoids installing additional equipment exclusively dedicated to braking the propeller. Such a construction means that the generator can operate from the start of an emergency stop phase to slow the LNG carrier by braking the rotational movement of its propeller, which makes it possible to significantly reduce the stopping distance. The rotation of the propeller is then reversed when the LNG carrier reaches a certain speed, so as to brake it until it comes to a complete stop. The invention also relates to a method for slowing down an LNG carrier comprising a propeller driven by an electric motor, characterized in that the electric motor is rotated by the propeller during the braking phase of the LNG carrier and in that said electric motor , operating as an electric generator, supplies energy to the electrical network on board the LNG carrier. The invention will now be described in more detail, and with reference to the accompanying drawing which illustrates an embodiment thereof by way of non-limiting example. The single figure is a very schematic representation of the equipment

du méthanier selon l'invention.of the LNG carrier according to the invention.

Dans l'exemple de cette figure, l'équipement d'un méthanier comprend une hélice 1 entraînée par un moteur électrique 2. Le moteur 2 est alimenté en énergie électrique par des générateurs électriques 3 qui sont entraînés en rotation par des moteurs thermiques 4. Les générateurs 3 alimentent un réseau électrique 6 du méthanier en aval duquel sont connectés d'une part des consommateurs électriques 5 tels que pompes, systèmes de ventilation et d'éclairage, le moteur électrique de propulsion 2, et d'autre part un système 7 produisant de la vapeur sous pression destinée à des consommateurs de vapeur du bord. Comme visible dans la figure unique, chaque élément électrique 2, 3, 5, 7 est relié au réseau 6 par un interrupteur qui lui est propre. Le moteur électrique 2 est par exemple un moteur synchrone relié au réseau 6 par l'intermédiaire d'un convertisseur 2' à In the example in this figure, the equipment of an LNG carrier comprises a propeller 1 driven by an electric motor 2. The motor 2 is supplied with electric energy by electric generators 3 which are rotated by heat engines 4. The generators 3 supply an electrical network 6 of the LNG carrier downstream of which are connected on the one hand electrical consumers 5 such as pumps, ventilation and lighting systems, the electric propulsion motor 2, and on the other hand a system 7 producing pressurized steam for on-board steam consumers. As visible in the single figure, each electrical element 2, 3, 5, 7 is connected to the network 6 by a switch which is specific to it. The electric motor 2 is for example a synchronous motor connected to the network 6 via a converter 2 'to

fréquence et tension variables.variable frequency and voltage.

Selon l'invention, en phase d'arrêt d'urgence du méthanier, l'hélice qui est entraînée par le flux d'eau qui la traverse entraîne en rotation un générateur According to the invention, in the emergency stop phase of the LNG carrier, the propeller which is driven by the flow of water which passes through it rotates a generator.

électrique qui est ici le moteur de propulsion fonctionnant en générateur. electric which is here the propulsion engine operating as a generator.

Dans cette situation, le générateur électrique oppose un couple résistant au mouvement de rotation de l'hélice pour la freiner, ce qui ralentit le méthanier quelle que soit sa vitesse. Dans l'art antérieur, le freinage était réalisé par inversion du sens de rotation de l'hélice, ce qui nécessitait d'attendre que le méthanier ait une vitesse suffisamment faible pour inverser le sens de rotation. Dans l'exemple de la figure unique, en phase d'arrêt d'urgence du méthanier, le moteur électrique de propulsion 2 qui fonctionne en générateur et le convertisseur 2' qui le relie au réseau 6 constituent un ensemble permettant l'injection de puissance sur le réseau 6. Le courant électrique produit par le moteur 2 en phase de freinage est réinjecté dans le réseau électrique 6 pour être consommé par les différents récepteurs électriques 5. Le courant délivré par le moteur 2 en phase de freinage a une fréquence et une tension qui dépendent notamment du régime de rotation de l'hélice, mais le convertisseur 2' convertit ce courant In this situation, the electric generator opposes a torque resisting the rotation movement of the propeller to brake it, which slows down the LNG carrier whatever its speed. In the prior art, braking was carried out by reversing the direction of rotation of the propeller, which required waiting until the LNG carrier had a speed low enough to reverse the direction of rotation. In the example of the single figure, in the emergency stop phase of the LNG carrier, the propulsion electric motor 2 which operates as a generator and the converter 2 'which connects it to the network 6 constitute an assembly allowing the injection of power on the network 6. The electric current produced by the motor 2 in the braking phase is fed back into the electric network 6 to be consumed by the various electrical receivers 5. The current delivered by the motor 2 in the braking phase has a frequency and a tension which depend in particular on the rotation speed of the propeller, but the converter 2 'converts this current

aux valeurs de fréquence et de tension du réseau 6. network frequency and voltage values 6.

Avantageusement, un système de dissipation d'énergie est électriquement Advantageously, an energy dissipation system is electrically

relié au réseau 6 pour absorber l'énergie électrique fournie par le moteur 2. connected to network 6 to absorb the electrical energy supplied by motor 2.

Ce système de dissipation d'énergie pourra par exemple comprendre une ou plusieurs résistances électriques pour convertir l'énergie fournie par le This energy dissipation system may for example include one or more electrical resistors to convert the energy supplied by the

moteur en chaleur.engine in heat.

Dans l'exemple qui est illustré sur la figure unique, le système de dissipation 7 comprend une chaudière électrique 8 qui fournit de la vapeur d'eau sous pression à des équipements de bord 9. Ces équipements de bord sont des consommateurs de vapeur destinés à maintenir en température certains organes du méthanier. Par exemple, les espaces séparant les cuves de méthane les unes des autres et de la coque du navire sont maintenus à température par des radiateurs spécifiques alimentés en vapeur pour éviter les phénomènes de condensation. Selon l'invention, cette 25 chaudière électrique remplace une chaudière à combustible fossile qui équipe généralement un tel méthanier, de telle sorte qu'il n'est pas nécessaire de prévoir un équipement exclusivement dédié à la dissipation d'énergie en phase d'arrêt du méthanier. Plus particulièrement, la chaudière 8 comprend des résistances électriques alimentées par le réseau 6 pour chauffer de l'eau d'un circuit fermé et fournir ainsi de la vapeur d'eau aux In the example which is illustrated in the single figure, the dissipation system 7 comprises an electric boiler 8 which supplies pressurized steam to on-board equipment 9. These on-board equipment are consumers of steam intended for maintain the temperature of certain LNG tanker organs. For example, the spaces separating the methane tanks from each other and from the ship's hull are kept at temperature by specific radiators supplied with steam to avoid condensation phenomena. According to the invention, this electric boiler replaces a fossil fuel boiler which generally equips such an LNG carrier, so that it is not necessary to provide equipment exclusively dedicated to the dissipation of energy during the shutdown phase. of the LNG carrier. More particularly, the boiler 8 includes electrical resistors supplied by the network 6 to heat water in a closed circuit and thus supply steam to the

consommateurs de bord 9 qui retournent cette vapeur à un condenseur 10. onboard consumers 9 who return this vapor to a condenser 10.

Le condenseur 10 est relié à un circuit de refroidissement qui aspire de l'eau de mer avec une pompe 11 pour refroidir la vapeur d'eau qu'il reçoit dans un échangeur thermique, afin d'alimenter la chaudière électrique 8 en eau liquide. La circulation de l'eau dans le circuit fermé ainsi constitué est assurée par une pompe de circulation 12 située entre le condenseur 10 et la The condenser 10 is connected to a cooling circuit which draws in sea water with a pump 11 to cool the water vapor which it receives in a heat exchanger, in order to supply the electric boiler 8 with liquid water. The circulation of water in the closed circuit thus formed is ensured by a circulation pump 12 located between the condenser 10 and the

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chaudière 8. Le circuit fermé comprend également une dérivation 13 pour réinjecter directement la vapeur sortant de la chaudière dans le condenseur 10. Cette dérivation permet d'ajuster le débit de vapeur traversant le condenseur et la chaudière quelle que soit la consommation des consommateurs de vapeur 9. Dans ce mode de mise en oeuvre, la chaudière électrique présente l'avantage de remplacer une chaudière à combustible fossile qui équipe classiquement un tel méthanier. Ainsi, il n'est pas nécessaire de prévoir un équipement supplémentaire dédié exclusivement à boiler 8. The closed circuit also includes a bypass 13 for directly re-injecting the steam leaving the boiler into the condenser 10. This bypass makes it possible to adjust the steam flow rate passing through the condenser and the boiler regardless of the consumption of steam consumers. 9. In this embodiment, the electric boiler has the advantage of replacing a fossil fuel boiler which conventionally equips such an LNG carrier. Thus, it is not necessary to provide additional equipment dedicated exclusively to

la dissipation de l'énergie produite par le moteur de propulsion 2. the dissipation of the energy produced by the propulsion engine 2.

Dans le cas o un freinage maximal de l'hélice est souhaité alors qu'aucun équipement 9 ne consomme de vapeur, la dérivation 13 permet de court-circuiter la sortie de la chaudière 8 sur le condenseur 10 de manière à In the case where maximum braking of the propeller is desired while no equipment 9 consumes steam, the bypass 13 makes it possible to short-circuit the output of the boiler 8 on the condenser 10 so as to

dissiper la plus grande quantité possible d'énergie produite par le moteur 2. dissipate as much energy as possible from the motor 2.

Dans l'exemple de la figure, un seul système de dissipation 7 est représenté, mais le dimensionnement pourra conduire à installer plusieurs In the example in the figure, only one dissipation system 7 is shown, but the dimensioning may lead to installing several

systèmes de dissipation d'énergie tels que 7. energy dissipation systems such as 7.

Claims

l1 LNG carrier equipped with a propeller propeller (1), characterized in that said propeller (1) is driven by an electric motor acting as an electric generator (2) during the braking phase of said LNG carrier, and in that a system of dissipation of electrical energy (7) is electrically connected

audit electric generator (2).

2 / LNG carrier according to claim 1, wherein the energy dissipation system (7) is formed by at least one electric boiler (8).

3 / LNG carrier according to claim 2, wherein said boiler

electric (8) is associated with a condenser (10) cooled by sea water.

4 / Method for slowing down an LNG carrier comprising a propeller (1) driven by an electric motor (2), characterized in that the electric motor is rotated by the propeller during the braking phase of the LNG carrier and in that said electric motor, operating as an electric generator (2), supplies energy to the electric network (6) on board the LNG carrier.