一种蒸汽透平式LNG运输船改装FSRU的供电系统的制作方法

本实用新型涉及lng运输船改造fsru技术领域，尤其涉及一种蒸汽透平式lng运输船改装fsru的供电系统。

背景技术：

fsru(lng-fsru)简称浮式液化天然气储存及再气化装置，它集lng接收、存储、转运及再气化外输等多种功能于一体，可分为两种类型，一种系泊于码头(固定码头或浮式码头)作为lng接受终端，另一种具备自航功能，可进行lng的运输。除了新建方式外，也有一些是由旧lng船改造而成的。其中，早期的一些蒸汽透平驱动的旧lng船，由于其能耗高，环保差，设计理念老化、经济性差，市场竞争力下降，不少船东将其改造为fsru。这种船型，原本为lng运输船，推进方式采用锅炉加热的蒸汽驱动透平，从而带动螺旋桨推进，船舶本身消耗的电力不是太大，其发电系统主要采用来自锅炉的高温高压蒸汽驱动固定连接的透平发电机，考虑船舶停航，一般会同时配置1台或几台小型双燃料备用发电机。

这种蒸汽透平驱动的大中型lng运输船改造成fsru时，一般仍然具有lng运输船的各项功能，如果配置的气化能力要求较高，则电力负荷需求较大，原船电力系统负荷不能满足再气化系统的使用需求，需要为再气化系统重新配备新的电站模块。如1艘14.7万方的蒸汽透平推进lng船，其电力配置通常为2台蒸汽透平式发电机，单机负荷为3200kw，另外配置2台单机功率1600kw的双燃料发电机，如果改造成气化能力3×250百万立方英尺/天的fsru时，电力负荷需求大约为16981kw，目前的电力无法满足要求。

由于lng运输船以运输为主，配备的电站较小，而fsru以气化作业为主，需要的电量较大，原船配置难以满足，需要进行电站方案改造，且现有改造案例中，采用新增大型双燃料发电机组的方案，会导致船尾振动增加，且船尾甲板上系泊设备较多，新增电站模块结构不得与下方甲板系泊设备冲突，造成新增尾部电站结构设计无法参考常规上建结构的方案，设计难度很大。同时，这种常规新增尾部双燃料电站的方案，投资太高，经济性不好。因此，现亟需一种针对蒸汽透平式lng运输船改装fsru后，既可以保证fsru气化作业时有充沛的电力保证，又可以保证lng运输船蒸汽透平推进功能的供电结构。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足，旨在提供一种针对蒸汽透平式lng运输船改装fsru后，既可以保证fsru气化作业时有充沛的电力保证，又可以保证lng运输船蒸汽透平推进功能的供电系统。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种蒸汽透平式lng运输船改装fsru的供电系统，包括lng运输船的发电机和蒸汽透平，以及气动齿轮箱，所述发电机的发电机输入轴一侧平行设置有浮动轴，浮动轴位于蒸汽透平的推进轴与船体螺旋桨轴之间，浮动轴轴外具有环形件，气动齿轮箱内设置有气动活塞与环形件滑动配合的气动控制箱，气动活塞上具有与环形件截面相匹配的夹槽；所述浮动轴的两端均设置有外齿轮，浮动轴一侧外齿轮与发动机输入轴端部的输入齿轮相啮合，另一侧外齿轮与螺旋桨轴端部的轴内齿轮相对设置；所述推进轴的端部插设支撑在浮动轴内与浮动轴配合转动。

进一步的，所述浮动轴相对推进轴一侧的轴内开设有条形内齿轮，推进轴的端部设置有插入浮动轴与条形内齿轮相啮合的条形外齿轮。

相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型与现有lng改造成fsru的电站配置方案相比，充分利用了船上已有设备，利用浮动轴与蒸汽透平的推进轴相连，通过控制气动控制箱的气动活塞，起到同时控制发电机输入轴和螺旋桨轴转动的效果，在保证lng船体正常推进运转的同时，利用蒸汽透平进行发电，具有简便易行，造价低，故障率低，维护简单的优势。而且本实用新型是在现有机舱进行改造，因此，结构改造量和改造难度相比在尾部甲板新增双燃料发电机组的难度要小，需要维护保养的人员少，停机维修时间短。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型在lng船推进状态的结构示意图；

图3为本实用新型在检修状态的结构示意图。

附图标记说明：

1-推进轴，2-输入齿轮，3-发电机输入轴，4-气动控制箱，5-浮动轴，6螺旋桨轴，7轴内齿轮，8外齿轮，11条形外齿轮，12气动齿轮箱，41-气动活塞，51环形件，52条形内齿轮。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1所示，一种蒸汽透平式lng运输船改装fsru的供电系统，包括lng运输船的发电机和蒸汽透平，以及气动齿轮箱12，所述发电机的发电机输入轴3一侧平行设置有浮动轴5，浮动轴5位于蒸汽透平的推进轴1与船体螺旋桨轴6之间并通过轴瓦支撑在船体上，浮动轴5轴外具有环形件51，气动齿轮箱12内设置有气动活塞41与环形件51滑动配合的气动控制箱4，气动活塞41上具有与环形件51截面相匹配的夹槽；所述浮动轴5的两端均设置有外齿轮8，浮动轴5一侧外齿轮8与发动机输入轴3端部的输入齿轮2相啮合，另一侧外齿轮8与螺旋桨轴6端部的轴内齿轮7相对设置；所述推进轴1的端部插设在浮动轴5内配合转动；所述浮动轴5相对推进轴1一侧的轴内开设有条形内齿轮52，推进轴1的端部设置有插入浮动轴5与条形内齿轮52相啮合的条形外齿轮11。

本实用新型中的推进轴1、浮动轴5和螺旋桨轴6延船体艏艉方向同轴设置，推进轴1设置在船艏方向，螺旋桨轴6设置在船艉方向，推进轴1、发电机输入轴、浮动轴5、螺旋桨轴6以及所有齿轮均位于lng运输船的气动齿轮箱12内。本实用新型充分利用原有lng船的蒸汽透平对其进行改造。在蒸汽透平处于发电工况下，蒸汽透平推进轴1末端的条形外齿轮11插入浮动轴5中与条形内齿轮52相啮合，可通过气动控制箱4控制气动活塞41推动环形件51，使浮动轴5在推进轴1上进行滑动，为避免浮动轴5下沉，滑动距离不超过500mm。当浮动轴5在气动活塞41的推动下到达最前端时，浮动轴5相对推进轴一侧的外齿轮8可以与发电机输入轴3的输入齿轮2相啮合，从而利用蒸汽透平驱动推进轴1，再由浮动轴5带动发电机发电。气动活塞41上具有与环形件51截面相匹配的夹槽，使环形件51在气动活塞41的夹槽内正常转动。

如图2所示，在船体处于推进工况下，当浮动轴5可由气动活塞41推动至最末端，使浮动轴5另一侧的外齿轮8与螺旋桨轴6上的轴内齿轮7相啮合。同时，推进轴1的条形外齿轮11与浮动轴5的条形内齿轮52依然保持啮合，可使蒸汽透平利用推进轴1带动螺旋桨轴6旋转，完成作为lng运输船的航行、机动靠港、避风抗台等所有功能。

如图3所示，当蒸汽透平进入检修状态时，为了方便盘动蒸汽透平，可由气动活塞41推动浮动轴5至发动机输入轴3与螺旋桨轴6之间，即与轴内齿轮7和输入齿轮2都不啮合，从而便于设备检修。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围。