Судовая энергетическая установка и способ модификации для судовой энергетической установки

1. Способ модификации судовой энергетической установки,
которая включает как минимум один двигатель внутреннего сгорания (10а, 10b), в который входят:
камера сгорания (11а, 11b) для сжигания топлива,
подводящий канал (12а, 12b) для подачи свежего воздуха в камеру сгорания (11а, 11b), а также
турбонагнетатель (13а, 13b) с компрессором (14а, 14b) на подводящем канале (12а, 12b),
отличающийся тем, что включает следующие этапы:
подключение электролизного устройства (20), настроенного на производство газообразного водорода, к стороне нагнетания компрессора (14а, 14b) для подачи газообразного водорода и кислорода в подводящий канал (12а, 12b); а также
подключение водяного бака (31) и спиртового бака (30) к стороне нагнетания компрессора (14а, 14b) для подачи воды и спирта в подводящий канал (12а, 12b).
2. Судовая энергетическая установка, включающая
как минимум один двигатель внутреннего сгорания (10а, 10b), в который входят:
камера сгорания (11а, 11b) для сжигания топлива,
подводящий канал (12а, 12b) для подачи свежего воздуха в камеру сгорания (11а, 11b), а также
турбонагнетатель (13а, 13b) с компрессором (14а, 14b) на подводящем канале (12а, 12b),
электролизное устройство (20) для производства газообразного водорода и кислорода для двигателя внутреннего сгорания (10а, 10b), а также
спиртовой бак (30) для подачи спиртов в двигатель внутреннего сгорания (10а, 10b),
отличающаяся тем, что
предусматривается водяной бак (31);
водяной бак (31) и спиртовой бак (30) подключаются к стороне нагнетания компрессора (14а, 14b) для подачи воды и спирта в подводящий канал (12а, 12b); а также
электролизное устройство (20) подключается к стороне нагнетания компрессора (14а, 14b) для подачи газообразного водорода и кислорода в подводящий канал (12а, 12b).
3. Установка по п. 2, отличающаяся тем, что
водяной бак (31) и спиртовой бак (30) подключаются к стороне нагнетания турбонагнетателя (13а, 13b) через смесительную емкость (34), а также тем, что
нагнетательный насос (35) предусматривается между смесительной емкостью (34) и стороной нагнетания турбонагнетателя (13а, 13b) и настраивается на создание давления выше давления компрессора (14а, 14b).
4. Установка по п. 3, отличающаяся тем, что
включает блок управления (5), настраиваемый
на попеременное задание соотношения водно-спиртовой смеси в смесительной емкости (34),
на попеременное задание соотношения между газами, полученными электролизом, воды и спирта, подаваемыми в двигатель внутреннего сгорания (10а, 10b),
кроме этого блок управления (5) включает интерфейс данных для получения сигнала о топливе, обозначающего вид топлива, подаваемого в двигатель внутреннего сгорания; а также
блок управления (5) настраивается на регулирование соотношения между газами, полученными электролизом, водой и спиртом по сигналу о топливе.
5. Установка по п. 4, отличающаяся тем, что
включает датчик температуры выхлопных газов (16а, 16b), и
блок управления (5), настраиваемый на регулирование соотношения между газами, полученными электролизом, водой и спиртом в зависимости от температуры выхлопных газов, в частности, на добавление большего объема спирта и/или воды в случае повышения температуры выхлопных газов.
6. Установка по любому из пп. 3-5, отличающаяся тем, что
электролизное устройство (20) спроектировано таким образом, чтобы газообразный водород и кислород подавались по отдельным линиям для газа, полученного электролизом (23), а также тем, что
блок управления (5) также настраивается на попеременное задание соотношения между газообразным водородом и газообразным кислородом, подаваемыми в двигатель внутреннего сгорания (10а, 10b).
7. Установка по любому из пп. 4 или 5, отличающаяся тем, что
включает охладитель воздуха наддува, и
блок управления (5) настраивается на задание объема холодоотдачи охладителя воздуха наддува, обратно пропорционального объему спирта и воды, добавляемых со стороны нагнетания турбонагнетателя (13а, 13b).
8. Установка по любому из пп. 3-7, отличающаяся тем, что
труба подачи водно-спиртовой смеси (36), соединяющая смесительную емкость (34) со стороной нагнетания турбонагнетателя (13а, 13b), имеет двустенное исполнение, состоящее из наружной металлической трубы и внутренней трубки, а также тем, что
между наружной металлической трубой и внутренней трубкой находится защитный газ, давление которого выше атмосферного, при этом блок управления (5) управляет нагнетательным насосом (35), чтобы давление в трубе подачи водно-спиртовой смеси (36) было как минимум на 1 бар выше давления защитного газа.
9. Установка по любому из пп. 3-8, отличающаяся тем, что
блок управления (5) настраивается на
прием сигнала об определенной текущей выходной мощности двигателя внутреннего сгорания (10а, 10b) через интерфейс данных,
повышение объема газообразного водорода и кислорода, заданного для подачи в двигатель внутреннего сгорания (10а, 10b) пропорционально величине определенной текущей выходной мощности,
при этом габаритные размеры электролизного устройства (20) подбираются так, чтобы блок управления (5) задавал максимальное производимое количество как минимум одного из газов, газообразного водорода и газообразного кислорода, при достижении порогового значения выходной мощности, которое обозначает частичную нагрузку, находящуюся в диапазоне от 70% до 90% полной нагрузки двигателя внутреннего сгорания (10а, 10b).
10. Установка по любому из пп. 3-9, отличающаяся тем, что
к выпускному отверстию устройства для электролиза (20) как минимум одного из газов, газообразного кислорода и газообразного водорода, подключен клапан управления (22), при этом клапан управления (22) открывает соединение со стороной нагнетания турбонагнетателя (13а, 13b), когда давление в электролизном устройстве (20) превышает задаваемое давление открытия, а также тем, что
блок управления (5) настраивается на задание давления открытия в зависимости от давления воздуха наддува за турбонагнетателем (13а, 13b).
11. Установка по любому из пп. 3-10, отличающаяся тем, что
включает несколько двигателей внутреннего сгорания (10а, 10b), представляющих собой главный двигатель и вспомогательные двигатели судна,
электролизное устройство (20) и смесительная емкость (34) подключаются как к главному двигателю, так и к вспомогательным двигателям, а также тем, что
блок управления (5) настраивается на попеременное задание подачи газообразного водорода, газообразного кислорода, воды и спирта в главный двигатель и/или вспомогательные двигатели, а также на регулирование соотношения между подаваемым газообразным водородом, газообразным кислородом, водой и спиртом в зависимости от того, куда осуществляется подача, на главный двигатель или на вспомогательные двигатели.
12. Установка по п. 11, отличающаяся тем, что
турбонагнетатели (13а, 13b) нескольких двигателей внутреннего сгорания (10а, 10b) обеспечивают разные давления наддува,
блок управления (5) настраивается на задание давления открытия клапана управления (22) в зависимости от наивысшего давления наддува,
линия подачи газа, полученного электролизом (23), разветвляется ниже по потоку клапана управления (22) в направлении зон нагнетания нескольких двигателей внутреннего сгорания (10а, 10b) и, соответственно, обеспечивается настраиваемое дросселирование.
13. Установка по любому из пп. 3-12, отличающаяся тем, что
включает как минимум один котел (40) для сжигания топлива,
линия котла (41) соединяет электролизное устройство (20) с котлом (40), при этом блок управления (5) настраивается на подачу газообразного водорода и газообразного кислорода в котел (40), когда последний сжигает топливо, а максимальное производимое количество газообразного водорода и газообразного кислорода еще не выделено, по меньшей мере для одного двигателя внутреннего сгорания (10а, 10b).
14. Установка по п. 13, отличающаяся тем, что
линия котла (41) включает линию подачи кислорода и линию подачи водорода, отдельные от нее, а также тем, что
блок управления (5) настраивается на задание соотношения между газообразным кислородом и газообразным водородом, подаваемыми в котел (40), в зависимости от топлива, сжигаемого в котле (40) на данный момент.
15. Способ эксплуатации судовой энергетической установки, включающий следующие этапы:
сжигание топлива в камере сгорания (11а, 11b) двигателя внутреннего сгорания (10а, 10b),
подача свежего воздуха в камеру сгорания (11а, 11b) по подводящему каналу (12а, 12b),
сжатие свежего воздуха компрессором (14а, 14b) турбонагнетателя (13а, 13b) на подводящем канале (12а, 12b),
производство газообразного водорода и кислорода для двигателя внутреннего сгорания (10а, 10b) с помощью электролизного устройства (20), а также
подача спиртов из спиртового бака (30) в двигатель внутреннего сгорания (10а, 10b),
отличающийся тем, что в него входят
подача спиртов и воды из водяного бака (31) со стороны нагнетания компрессора (14а, 14b); а также
подача газообразного водорода и кислорода электролизного устройства (20) со стороны нагнетания компрессора (14а, 14b).