Układ napędowy i podstawowe wyposażenie płytko zanurzonego

statku śródlądowego

Gdańsk 2007

Politechnika GdańskaWYDZIAŁ OCEANOTECHNIKI I

OKRĘTOWNICTWA80-952 GDAŃSK, ul.Narutowicza

11/12

INCOWATRANS

Oznaczenia: 1, 2 - Agregaty prądotwórcze, 3 - Silniki elektryczne, 4 - Szafy elektryczne, 5 - Przetworniki częstotliwości, 6 - Pędniki azymutalne, 8 - Silniki hydrauliczne osadzone na przekładniach planetarnych stanowiące mechanizm obrotu, 9 - Chłodnica centralna, 10 - Rury wydechowe, 11 - Pompa wody zaburtowej, 12 - Zbiornik i pompa transportowa oleju smarnego, 13 - Zbiornik i pompa transportowa paliwa, 14 - Pompa balastowa, 15 - Pompa pożarowa, 16 - Pompa zęzowa, 17 – Akumulator, 18 - Zbiornik hydroforowy, 19 - Elektryczny podgrzewacz wody, 20 - Podgrzewacz wody

1

2

3

4

5

6

8

9

10

10

11

12

13

14

15

16

17

18

1920

Koncepcja Diesel-elektrycznego układu napędowego dla pasażerskiego statku śródlądowego

Schemat ideowy Diesel-elektrycznego układu napędowego

i sterowania statku

Oznaczenia:

1 – silnik spalinowy tłokowy,

2 – trójfazowa prądnica synchroniczna,

3 – regulator napięcia wzbudzenia prądnicy,

4 – przetwornik częstotliwości,

5 – silnik asynchroniczny klatkowy,

6 – przekładnia zębata kątowa,

7 – śruba okrętowa o skoku stałym,

8 – silnik hydrauliczny o stałej chłonności,

9 – przekładnia zębata walcowa.

Koncepcja Diesel-hydraulicznego układu napędu głównego pchacza

1 – Silniki spalinowe, 2 - Agregat prądotwórczy, 4 - Szafy elektryczne, 6 - Pędniki azymutalne, 7 - Zbiornik oleju hydraulicznego z zasilaniem, 8 - Silniki hydrauliczne osadzone na przekładniach planetarnych stanowiące mechanizm obrotu, 9 - Chłodnica centralna, 10 - Rury wydechowe, 11 - Pompa wody zaburtowej, 12 - Zbiornik i pompa transportowa oleju smarnego, 13 - Zbiornik i pompa transportowa paliwa, 14 - Pompa balastowa, 15 - Pompa pożarowa, 16 - Pompa zęzowa, 17 – Akumulator, 18 - Zbiornik hydroforowy, 19 - Elektryczny podgrzewacz wody, 20 - Podgrzewacz wody, 21 - Silniki hydrauliczne, 22 - Przekładnia pasowa – redukcyjna, 23 - Pompa hydrauliczna – o zmiennym wydatku, 24 - Generator prądu.

1920

4

11

912

13

1

10

7

21

6

8

2

10

17

16

15

14

18

22

23

24

Schemat ideowy układu napędowego i sterowania statku

Schemat ideowy układu napędowego i sterowania statku

Porównanie obu prezentowanych układów napędu głównego: Diesel-elektrycznego i Diesel-hydraulicznego

0

20

40

60

80

100

120

1 2

Mas

a sy

stem

u [

%]

Porównanie kosztów inwestycyjnych i masy systemów: 1 – Diesel-elektrycznego z silnikami elektrycznymi umieszczonymi pionowo, 2 – Diesel-hydraulicznego

Zalety układu Diesel-hydraulicznego w porównaniu do Diesel-elektrycznego: lepsze zabezpieczenie przed przeciążeniem, dzięki czemu wyższa niezawodność i żywotność zespołów, a zwłaszcza przekładni stożkowej, wielokrotnie mniejsze wymiary, masa i momenty bezwładności silników hydraulicznych, co umożliwia precyzyjniejsze i szybsze realizowanie manewrów, niższy koszt inwestycyjny .Wady: niższa sprawność podczas pracy nominalnej o około 5% i wynikające z tego wyższe koszty eksploatacyjne.

Projekt wstępny śrubosteru ze śrubą stałą umieszczoną w dyszy KORTA dla statku śródlądowego

Parametry:- średnica śruby – 850mm- maksymalna moc na wale śrubowym

pędnika – 170kW

1 – szybkoobrotowy silnik hydrauliczny, 2 – sprzęgło,3 – wał pionowy (zębnika), 4 – pokrywa,5 – szybkoobrotowy silnik hydrauliczny; 6 – przekładnia planetarna MULTIPROJEKT,7 – koło zębate, 8 – łożysko wieńcowe,9 – łożysko baryłkowe dwurzędowe, 10 – uszczelnienie promieniowe,11 – kołnierz mocujący, 12 – kadłub ( przedstawiony symbolicznie czerwoną linią)

1

2

3

4

5

6

7

89

10 11

12

Zespół górny;

Zespół dolny śrubosteru:

1 – łożysko stożkowe,

2 – łożysko baryłkowe wzdłużne,

3 – wał pionowy (zębnika),

4 – łożysko baryłkowe dwurzędowe poprzeczne,

5 – łożysko walcowe,

6 – sprężyny napinające,

7 – pokrywka łożyskowa,

8 – zębnik,

9 – wał poziomy (śrubowy),

10 – łożysko stożkowe – wzdłużne,1

11 – łożysko stożkowe – poprzeczne,

12 – łożysko baryłkowe dwurzędowe poprzeczne,

13 – przewód ,

14 – uszczelnienie pochwy wału śrubowego,

15 – koło zębate,

16 – piasta koła zębatego,

17 – kołki,

18 – śruba napędowa,

19 – tarcza zabezpieczająca,

20 – kołpak.

21 – dysza Korta,

3

1

4

5

67

13

8

17

18

19

21

9101211

15

16

20

14

2

Ogólna koncepcja napędu i sterowania członu pchanego statku śródlądowego

Układ napędowy ze śrubosterem napędzanym silnikiem hydraulicznym1 – agregat prądotwórczy; 2 – silnik elektryczny;3 – pompa hydrauliczna; 4 – zbiornik oleju;5 – śruboster; 6 – mechanizm obrotu kolumny śrubosteru

1

2

3

6

5 4

Proponowane rozmieszczenie podstawowych zespołów układu napędu i sterowania barki.

Układ napędowy ze śrubosterem napędzanym silnikiem elektrycznym

1 – agregat prądotwórczy; 2 – silnik elektryczny napędzający pędnik;3 – przetwornik częstotliwości (falownik); 4 – silnik elektryczny napędzający pompę olejową;5 – zbiornik oleju; 6 – mechanizm obrotu;7 – śruboster (dysza obrotowa z pędnikiem).

3

1

2

7

4 5 6

Koncepcja urządzenia sprzęgającego zestaw pchany segmentów statku śródlądowego i przybrzeżnego

Człony rozchylone względem siebie o ok. 12 stopni 1 - zespół pompowy siłowników głównych, 2 – główny siłownik hydrauliczny,

3 – siłownik hydrauliczny pomocniczy - blokady sworzni w obudowie.W miejscach urządzeń, pokładom nadano przezroczystość

1

2

3

Zespół mechanizmu sprzęgającego

1- główny siłownik hydrauliczny.2 – siłownik pomocniczy – blokady sworzni,3 – sworzeń ucha siłownika.

1 2 3

Schemat hydrauliczny napędu i sterowania siłowników głównych urządzenia sprzęgającego

Schemat hydrauliczny napędu i sterowania siłowników sworzni urządzenia sprzęgającego

Projekt wstępny instalacji balastowej i głównych rurociągów na śródokręciu pchacza i barki

1 - instalacja balastowa (kolor błękitny), 2 - doprowadzenie wody słodkiej (niebieski),3 - zimna woda użytkowa (niebieski), 4 - ciepła woda użytkowa (niebieski), 5 - instalacja ściekowa (czarny), 6 - instalacja ppoż. – hydrantowa (kolor czerwony).

1

3

2

4

6

5

Rozmieszczenie zbiorników na rufie pchacza

ZPPB – zapasowy zbiornik paliwa prawa burta,

ZPLB – zapasowy zbiornik paliwa lewa burta,

ZPR – rozchodowy zbiornik paliwa,ZPP – przelewowy zbiornik paliwa,ZPS – ściekowy zbiornik paliwa,ZOZ – zapasowy zbiornik oleju,ZOP – zbiornik pozostałości

olejowych,ZOH – zbiornik oleju hydraulicznego,ZBR – rufowy zbiornik balastowy,ZBRLB – rufowy zbiornik balastowy

lewa burta,ZRBPB – rufowy zbiornik balastowy

prawa burta

ZOP

ZBRPB

ZBR

ZPLB

ZPR

ZPS

ZPP

ZOZ

ZOP

ZBRLB

ZOH

ZOH

Rozmieszczenie zbiorników na dziobie pchacza

ZBDLB – rufowy zbiornik balastowy lewa burta,

ZBDPB – rufowy zbiornik balastowy prawa burta,

ZWS – zbiornik wody słodkiej,ZF – zbiornik fekaliów

ZBDLB

ZBDLB

ZWS

ZF

Projekt wstępny instalacji ciepłej wody użytkowej oraz odprowadzania ścieków

• Projekt instalacji zimnej wody użytkowej • Projekt ciepłej wody użytkowej (cwu). • Projekt instalacji ściekowej

Średnie, oszacowane zużycie wody

Rodzaj poboru

Czas jednorazowego poboru

Zalecanatemperatura

wody

Zużytaobjętość

wody

min doby ºC litry

umywalka 1,5 - 3 35 5-10

prysznic 6-10 40 50 - 80

średnio na osobę 1 - 20 - 80

hotel pokój z natryskiem 1 45 70 - 120

restauracja na osobę 1 45 12-30

Węzeł cieplny pchacza

1 – główny zbiornik cwu,2 – wymiennik odbierający ciepło z układu chłodzenia silnika,3 – wymiennik współpracujący z kotłem na olej opałowy,4 – pompa załączająca wymiennik nr 2,5 – pompa załączająca wymiennik nr 3,6 – mieszacz zabezpieczający,7 – podgrzewacz elektryczny,8 – naczynie zbiorcze,9 – moduł hydroforowy.

Węzeł cieplny barki

1 – główny zbiornik cwu,2 – wymiennik obierający ciepło z układu chłodzenia silnika,3 – wymiennik współpracujący z kotłem na olej opałowy,4 – pompa załączająca wymiennik nr 2,5 – pompa załączająca wymiennik nr 3,6 – mieszacz zabezpieczający,7 – podgrzewacz elektryczny,8 – naczynie zbiorcze,9 – moduł hydroforowy

Projekt instalacji wodno - hydrantowej

• pompy pożarowe

• zawory hydrantowe

• rurociągi doprowadzające wodę

• węże pożarnicze

• prądownice

Projekt instalacji na dwutlenek węgla do obrony przedziału maszynowego;

Projekt wykrywania i sygnalizacji pożaru

• Butla CO2 (67,5 kg CO2) • Zawór butlowy GV97 • System uruchamiania • Stojak do butli CO2 • Dysza CO2 • Rurociągi

Rozmieszczenia wyposażenia kotwiczno cumowniczego pchacza

Koncepcje wyposażenia kotwiczno-cumowniczego dla barkii pchacza

Koncepcje wyposażenia kotwiczno-cumowniczego dla barkii pchacza

PchaczWyposażenie kotwiczne:Dziób:► 2 kotwice o podwyższonej sile trzymania i masie po 245 kg każda;► kaliber łańcucha – 11 mm (stal kat.2);► długość łańcucha kotwicznego – 65 m (dwie sztuki);► uciąg wciągarki kotwicznej ~4 kN (stal kat.2);Rufa:► 1 kotwica o podwyższonej sile trzymania i ciężarze ~500 kg;► lina kotwiczna(zamiast łańcucha) – siła zrywająca 116 kN;► długość liny kotwicznej– 55 m (+1 m łańcucha);► uciąg wciągarki kotwicznej ~7 kN;Wyposażenie cumownicze:► ilość lin – 2;► długość pojedynczej liny – 99 m;► obciążenie zrywające – 184,8 kN (liny stalowe); 230,5 kN (liny z włókien sztucznych);► dobór liny – materiał: PP (polipropylen), siła zrywająca: 264,97 kN, średnica: 44 mm, ciężar: 0,88 kg/mb, producent: Lanex.► pachołki (po dwa na rufie i na dziobie) o następujących parametrach: dziób: D – 300 mm, L – 590 mm (z rolką kierunkową); rufa: D – 135 mm, L – 450 mm.► kluzy i przewłoki – dwie na rufie.► wciągarki (kabestany) cumownicze: na rufie głowice cumownicze na wciągarkach kotwicznych (~7 kN (stal kat.2)), na dziobie głowice cumownicze na wciągarkach kotwicznych (uciąg: ~4 kN (stal kat.2)).

BarkaWyposażenie kotwiczne:► 2 kotwice o podwyższonej sile trzymania i masie po 340 kg każda;► kaliber łańcucha – 15 mm (stal kat.2);► długość łańcucha kotwicznego – 65 m (dwie sztuki);► uciąg wciągarki kotwicznej ~7 kN (stal kat.2);Wyposażenie cumownicze:► ilość lin – 2;► długość pojedynczej liny – 99 m;► obciążenie zrywające – 184,8 kN (liny stalowe); 230,5 kN (liny z włókien sztucznych);► dobór liny – materiał: PP (polipropylen), siła zrywająca: 264,97 kN, średnica: 44 mm, masa: 0,88 kg/mb, producent: Lanex.► pachołki (po dwa na rufie i na dziobie) o następujących parametrach: dziób: D – 300 mm, L – 590 mm (z rolką kierunkową); rufa: D – 135 mm, L – 450 mm.► kluzy i przywłoki – dwie na rufie.► wciągarki cumownicze: na dziobie głowice cumownicze na wciągarkach kotwicznych (uciąg: ~7 kN (stal kat.2)); na rufie dodatkowo jeden kabestan cumowniczy o uciągu około 3 kN.

Opracowanie projektu koncepcyjnego otwieranej kładki z poręczą między pchaczem a barką

Usytuowanie kładki opuszczanej na pokładzie

Rysunek szczegółowy kładki ruchomej, wraz z barierkami towarzyszącymi.1 – podnoszona kładka; 2 – barierka obrotowa wokół osi pionowej;3 – szlaban otwarty, współpracujący z kładką; 4 – szlaban ruchomy, blokowany ręcznie;5 – pokład barki; 6 – pokład pchacza.

1

2

3

4

5

6

Rysunek złożeniowy mechanizmu podnoszenia i opuszczania kładki.

1 – stalowy pręt okrągły;2 – płyta kładki;3 – tuleja łożyskowa;4 – przekładnia kątowa o przełożeniu 1:1;5 – łożysko baryłkowe, dwurzędowe, dolne;6 – barierka wykonana z rury stalowej;7 – łożysko baryłkowe, dwurzędowe górne;8 – rura stalowa

1 2 3

4

5

7

7

8

6

Projekt koncepcyjny składanych balustrad dwusegmentowego statku śródlądowego

Widok aksonometryczny na złączone człony statku śródlądowego

Balustrada.

A – profil aluminiowy o wymiarach 60x60 i grubości ścianki 4mm;

B – panel z poliwęglanu komorowego o wymiarach 1880x875x16;

C – ceownik aluminiowy o wymiarach 25x25 i grubości ścianki 3mm;

D – ceownik aluminiowy o wymiarach 40x40 i grubości ścianki 5mm

A

C

D

B A

Mechanizm składania blokowania balustrad

Mechanizm składania balustrad. Poręcze postawione.1 – podstawa;2 – żebra usztywniające;3 – stalowy sworzeń;4 – słupek aluminiowy;5 – stalowa wkładka;6 – pręt blokujący.

1

1

4

3 6

4

1

4

23

2

4

5

6

Projekt koncepcyjny składanego masztu anteny radarowej dla pchacza dwusegmentowego statku śródlądowego

1 – stalowy profil prostokątny, 2 – półka stanowiąca podstawę anteny radarowej, 3 – antena radarowa RAYMARINE, 4 – pręt stalowy o średnicy 10mm, 5 – siłownik hydrauliczny

1

23

4

5

Schemat hydrauliczny sterowania siłownika. 1 – siłownik hydrauliczny; 2 – zawór bezpieczeństwa; 3 – rozdzielacz hydrauliczny, trójpołożeniowy czterodrogowy; 4 – zawór zaporowo zwrotny; 5 – zawór dławiący, regulowany; 6 – gałąź hydrauliczna wysokociśnieniowa; 7 – gałąź hydrauliczna niskociśnieniowa – spływowa; 8 – zawór zaporowo zwrotny, sterowany.

1

2

3

4

6

5

7

8

Wizualizacja przedstawiająca składany maszt anteny radarowej

Projekt wstępny składanego zadaszenia dla statku śródlądowego

1 – okrycie;

2 – lina napinająca.

1 2

Widok z góry i z boku na moduł pchacza z zadaszeniem

1,2 – ramiona - profil kwadratowy; 3 – ramiona - profil „c”;4 – okrycie; 5 – profil okrągły.

1 2

3 3

4

5 5

Konstrukcja zadaszenia.

Projekt wstępny głównych drzwi wejściowych na pchaczu

Prowadnice górne (drzwi otwarte)

1 – prowadnica pozioma; 2 – prowadnica pionowa; 3 – wysięgnik;

4 – sznur silikonowy uszczelniający; 5 – ucho; 6 – łącznik.

1

2

3

4 5

6

Opracowanie projektu wstępnego żurawia łodziowego dla statku śródlądowego

1 – wygięty profil rurowy będący wysięgnikiem i kolumną obrotową zarazem;2 – rolki prowadzące usytuowane z boku profilu; 3 – wciągarka ręczna PFAFF SW-WBR; 4 – drążek (przedstawiono dwa położenia); 5 – oprawka łożyskowa; 6 – pokład główny statku z przyspawanymi usztywnieniami; 7 – wspornik główny; 8 – wspornik podpierający.

1

2

3

4

5

6

7

8

• Dziękuję za uwagę