DNV GL展示LNG动力超大型船研究成果
2015-11-03 17:12 | 国际船舶网 船级社
GTT、达飞集团(及其子公司达飞轮船)和DNV GL公布了针对新的超大型集装箱船的技术与可行性研究——无活塞机舱高效集装箱船PERFEC(T)。这一概念船型使用LNG燃料,由一套燃气轮机和蒸汽轮机联合提供动力,并采用电力驱动。对这一新构造的开发帮助合作方识别并分析一种新的推进理念:即有可能研制出一种比现有20000TEU两冲程柴油机驱动的超大型集装箱船更高效、更灵活、更环保的集装箱船。
“航运界已经认识到,LNG让新的推进概念得以实现,例如PERFEC(T)设计展现出的效果,它可以提高船舶的效率、降低燃料消耗,从而提供更具商业价值的解决方案。我相信,未来几年中利用LNG作为船用燃料将有所增长”,DNV GL集团总裁兼首席执行官艾瑞民(Remi Eriksen)表示。
“这项研究背后的动力源于我们对现代超大型集装箱船设计如何从COGAS的使用中获益非常感兴趣,这是一个集成燃气轮机和蒸汽轮机的动力系统”,DNV GL海事负责LNG动力船的商务总监Gerd Würsig补充说,“现代化的岸上联合循环LNG动力装置可以实现最高60%的燃料动力能效比,相比最多52%的传统柴油机要高一些。此外,COGAS系统按体积和质量计算的功率密度要高得多。”
“达飞集团及其子公司达飞轮船公司的定位是全球创新的先驱者。这一概念重新定义了船舶设计。COGAS系统采用电力推进,从总体布置以及根据实际营运要求对已安装的动力进行校调方面赋予我们极大的自由度”,达飞轮船技术和信息总监Jean-Baptiste Boutillier说,“机械系统的碳足迹减少而电力推进系统的灵活性增加,这意味着即便LNG罐需要比传统燃油舱更大的空间,我们依然可以增加船舶的载货量,从而使所需的额外资本支出(CAPEX)产生更大的效益,同时缩短回报时间。”
“采用燃气轮机和蒸汽轮机组合的联合循环对于高效利用LNG燃料来说是很理想的。该新设计把膜存储技术的超常体积效率与电力推进的灵活性相结合,相比传统设计来说,能节省出更多的货物空间”,GTT的LNG加注方案总监Arthur Barret说,“除了燃料本身更清洁之外,LNG供应充沛,可以更快地应用于此类航线,加注更具性价比。”
DNV GL采用COSSMOS工具进行了综合分析,模拟该潜在动力生产和推进系统的组件,用以分析COGAS系统。采用DNV GL的COSSMOS工具,我们可以针对完整的往返航次的总体燃料效率计算获得详细数据。经全局FEM分析,该项目的合作方也评估了这一改变对整体布置带来的影响。
两个10960立方米的LNG燃料舱位于甲板室的下方,可以为船舶提供亚欧往返航次的充足燃料。燃气和蒸汽涡轮集中位于同一甲板室内的甲板层上,通常被传统机舱占据的处所被解放出来,可以显著增加载货能力。
发电机与电力推进的分离使得发电装置远离主推进系统,极大地提高了灵活性。事实上,已经不再需要机舱了。布置在同一轴上的三台主电动机可以相互完全独立运转,提高冗余度和可靠性,安全系数很高。
由于燃气涡轮动力生产采用了非常清洁的燃料以及电力推进,船舶的机械系统得以简化,并且更为可靠。这种方式也有望促成新的维护策略,而这种策略在航空业已是司空见惯。此类策略将有助于航运公司大幅减少船舶的驾驶船员人数,节约成本。
该研究还建议,通过尽可能减少蒸汽涡轮的尺寸、降低功率、采用冷凝器冷却和使用二级压力蒸汽轮机及蒸汽轮机发电,来实现动力装置优化可以进一步改善系统的效率。研究的下一步目标是优化推进系统和船舶设计,以求更高的效率、更大的载货能力。