一种混合能源动力船舶的制作方法

本实用新型属于船舶动力技术领域，特别涉及一种混合能源动力船舶。

背景技术：

目前营运船舶通常采用传统的能量供给模式，即将装载在船上的能源转化为船舶运行所需要的能量形式，如动能、热能、电能等，从而完成船舶动力推进、供热和用电等需求。传统的能量供给模式示意图如图1所示。该能量供给模式存在着以下缺陷：

配置复杂，占用大量空间。在船上需要提供固定的区域存放能源及配套的设备，如燃料舱、主机、辅机和锅炉等；

冗余度低，一个或多个能源供给设备出现故障将影响船舶运行，降低船舶可靠性和安全性；

灵活性不足，能源舱空间和设备额定功率不能改变，因此无法灵活调整能量供给来匹配船舶营运过程中实际需求；

标准化程度低，能源供给系统存储介质没有统一标准，有散装在船上的、有集装箱式、有罐体式的，其形状、尺寸都没有统一标准，不利于船舶产业甚至能源供给产业链的标准化发展；

通用性不足，能源形式局限于某一、两种能源，无法达到多种能源混合搭载的功能。

技术实现要素：

本实用新型实施例之一，一种混合能源动力船舶，该船舶的设备被按照能量来源划分为能量供给单元、能量处理单元和能量消耗单元，

能量供给单元包括一种或者多种提供电能的能源模块；能量处理单元将一种或者多种能源模块提供的电能转入船舶电网，并进行电能分配；能量消耗单元是指消耗船舶电网的电能实现工作目的的设备或者模块。其中，

能量供给单元中的能源模块被集成至标准集装箱内，行为标准模块尺寸。

本实用新型解决了现有能源供给系统的各种问题，通过集装箱标准化的理念，实现能量供给模块集成化、外型标准化及通用性，将一种或者多种能源供给模块提供的电能转入到船舶电网中以满足动力船的所有能量需求。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本实用新型示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本实用新型的若干实施方式，其中：

图1现有传统的能量供给模式示意图。

图2根据本实用新型实施例之一的模块化能源单一或混合式搭载动力船配套图。

具体实施方式

在船舶航运市场中，集装箱以装卸速度快、标准化及通用度高著称，而且维修保养对熟练工人的依赖程度低，可批量生产成本低，材料环保可反复使用。同时，现有能源如柴油、lng/lpg/甲醇、氨、氢、核能等以及未来可利用的能源都是船舶运营不可缺少的能量来源。

现有船舶能量供给模式的缺点包括：配置复杂，占用大量空间；冗余度低；灵活性不足；标准化程度低；通用性不足。本实用新型根据集装箱模块化的特点，提出一种模块化能源单一或混合式搭载的动力船，旨在解决现有船舶能量供给单元的各种问题，实现能量供给模块集成化、外型标准化及通用性，提高能量供给模块的更换效率，并提出一种或多种能源供给模块并行装载接入的理念。

根据一个或者多个实施例，如图2所示。一种模块化能源单一或混合式搭载的动力船，其能量系统主要由3个单元构成：能量供给、能量处理、能量消耗，3个单元之间为串联结构，每一个单元内部又是并联结构，如图2。模块化能源单一或混合式搭载动力船-能量系统三个单元组成介绍分别如下：

(1)能量供给单元-运用集装箱模块化的集成概念，把能量供给模块的设备集成到集装箱(20尺或者40尺)或者其它形式的外型模块里，实现能量供给模块集成化、外型标准化及通用性高，能量供给模块可快速多批量装卸及更换，能量供给模块装载位置不受限制，可装载甲板上和甲板下的所有的空间，能量供给模块装载数量灵活，模块装载数量不受限制，具体数量可根据航程来计算，比如说一个能量供给模块能供能一天，船舶运营的航程是5天，那就可以选择5个模块装船，且每一个模块之间是并联结构，装载功率可覆盖200kw～100,000kw，能量供给模块的冗余度高，一个或多个模块出现故障不影响其它模块正常工作，进而保障船舶营运的可靠性及安全性。为了满足未来的能源的发展，本专利提出多种能源供给模块均可接入的理念，比如说本船既可以接入柴油能源模块，也可以根据需求，同时接入lng/lpg/甲醇、氨、氢及核能等能源模块来提供电能，能量供给模块燃料覆盖现有及未来所有可利用的燃料，能量供给模块运输灵活，可以通过公路、水路、铁路运输，能量供给模块适用于所有动力推进的船舶。

(2)能量处理单元主要有电力接收处理装置组成，该装置可将一种或者多种能源供给集成模块提供的电能转入到船舶电网中来，并通过配电及控制系统统一分配到能量消耗单元，能耗管理系统集成度高。

(3)能量消耗单元主要是指各个船用耗电设备通过能量处理单元提供的电能来实现设备的正常工作，进而实现船舶的正常营运。

本实用新型把能量供给模块的设备集成到集装箱(20尺或者40尺)或者其它形式的外型模块里，实现能量供给模块集成化、外型标准化及通用性高。能量供给模块装载位置不受限制，可装载甲板上和甲板下的所有的空间。能量供给模块装载数量灵活，模块装载数量不受限制。每一个能量供给模块之间是并联结构，装载功率可覆盖200kw～100,000kw。能量供给模块的冗余度高，一个或多个模块出现故障不影响另外模块正常工作，进而保障船舶营运的可靠性及安全性。能量供给模块可接入多种能源供给模块，比如说既可以接入柴油能源模块，也可以根据需求，同时接入lng/lpg/甲醇、氨、氢及核能等能源模块来提供电能，能源燃料覆盖现有及未来所有可利用的燃料。能量供给模块运输灵活，可以通过公路、水路、铁路等方式运输。能量供给模块适用于所有动力推进的船舶。能量处理单元主要有电力接收处理装置组成，该装置可将一种或者多种能源供给模块提供的电能转入到船舶电网中来，并通过配电及控制系统统一分配到能量消耗单元，能耗管理系统集成度高。

本实用新型针对现有能源动力系统的各种问题，通过集装箱标准化的理念，实现能量供给模块集成化、外型标准化及通用性，能量供给模块装载位置不受限制，能量供给模块装载数量灵活，每一个能量供给模块之间是并联结构，互不干扰，能量供给模块的冗余度高，多种能量供给模块可并行装载接入，能量供给模块运输灵活，能量供给模块适用于所有动力推进的船舶；能量供给模块能够快捷更换及装卸，安全性高，省去了大量常规能源船舶配套设备，能量处理单元可将一种或者多种能源供给模块提供的电能转入到船舶电网中来，能耗管理集成度高，对船东营运管理的各个方面都有利。

值得说明的是，虽然前述内容已经参考若干具体实施方式描述了本实用新型创造的精神和原理，但是应该理解，本实用新型并不限于所公开的具体实施方式，对各方面的划分也不意味着这些方面中的特征不能组合，这种划分仅是为了表述的方便。本实用新型旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。

技术特征：

1.一种混合能源动力船舶，其特征在于，该船舶的设备被按照能量来源划分为能量供给单元、能量处理单元和能量消耗单元，

所述能量供给单元的输出端接入所述能量处理单元的输入端，所述能量处理单元的输出端接入所述能量消耗单元的输入端，

能量供给单元包括一种或者多种提供电能的能源模块，所述能量供给单元的能源模块是串联、并联、或者是串并联组合的布置结构，能量处理单元将所述能量供给单元提供的电能集中转入船舶电网，并进行电能分配；

能量消耗单元包括消耗船舶电网的电能实现工作目的的设备或者模块。

2.根据权利要求1所述的混合能源动力船舶，其特征在于，能量供给单元中的能源模块被集成至一个或者多个标准集装箱内，外形为标准模块尺寸。

3.根据权利要求1所述的混合能源动力船舶，其特征在于，所述能量供给单元包括柴油、lng/lpg/甲醇、氨、氢和/或核能能源模块。

4.根据权利要求1所述的混合能源动力船舶，其特征在于，能量消耗单元包括供热设备、船用设备、起居用电设备和/或动力推进电机。

技术总结
一种混合能源动力船舶，该船舶的设备被按照能量来源划分为能量供给单元、能量处理单元和能量消耗单元，能量供给单元包括一种或者多种提供电能的能源模块；能量处理单元将一种或者多种能源模块提供的电能转入船舶电网，并进行电能分配；能量消耗单元是指消耗船舶电网的电能实现工作目的的设备或者模块。能量供给单元中的能源模块被集成至标准集装箱内，行为标准模块尺寸。所述能量供给单元包括LNG/LPG/甲醇、氨、氢及核能能源模块。

技术研发人员：孙大虎;王亚磊;李建彬;杨博;朱越星;徐旭敏;吴晓莲;周建桦;张艳;周志峰;朱晨
受保护的技术使用者：上海船舶研究设计院(中国船舶工业集团公司第六0四研究院)
技术研发日：2020.12.07
技术公布日：2021.07.27