海上核电站的综合平台管理系统设计

以海上核电站为应用背景,对船舶平台综合平台管理系统(IPMS)传统设计中存在的不足进行了分析,提出了基于双冗余以太网的综合平台管理系统设计方案,对以太网络化的综合平台管理系统的结构、功能及实现该系统的关键技术进行了阐述。该系统的结构具有简单开放、网络化强、可扩展性强、可靠性高、可维护性高等特点,因此有着广泛的应用前景。     

基于W5200的双冗余以太网通信系统应用研究

[目的]目前舰船能量管理系统对以太网通信的可靠性要求非常高,不允许故障时通信被中断。[方法]研究双冗余以太网通信系统的工作机理,利用ARM处理器和以太网控制芯片W5200搭建双冗余以太网通信系统,[结果]实现了在一路网络发生故障或线路受损时,可以自动切换重连,能确保通信系统健康、安全、持续运行。[结论]该冗余通信系统在某舰船样机中得到了验证,具有较高的应用与推广价值。     

船舶电站冗余系统可靠性建模与分析

为解决船舶电站冗余系统的可靠性计算问题,从船舶电站冗余系统主要冗余方式的基本模型出发,提出了基于马尔柯夫过程的船舶电站冗余系统可靠性分析方法,建立了船舶电站冗余系统的可靠性数学模型,从而推导出船舶电站冗余系统的可靠度与平均无故障工作时间,为船舶电站冗余设计提供重要理论依据。所述基本思想及结论不但适用于船舶电站冗余系统,对其它形式的电站系统也有参考价值。     

400000 DWT智能矿砂船冗余导航系统设计方案

针对400 000 DWT智能矿砂船的特殊需求,提出一种导航系统的冗余设计方法,将两种不同架构的导航系统有效兼容,形成互为备用的冗余系统,解决了智能船舶导航系统的可靠性问题。经实船验证,该系统稳定可靠,效果良好。该设计方法可以应用到其他类型的船舶,具有通用性。     

新型操舵控制系统余度管理技术

为提高船舶操舵控制系统的可靠性,提出采用四通道余度管理技术,4套操舵控制箱互为备份,通过数据交叉链路和控制指令表决处理的冗余设计,当N(N≤3)套操舵控制箱发生故障下,保证系统还能正常运行并可靠工作。该技术在大型船舶自动操舵仪和无人船等领域具有良好的应用前景。     

新型操舵控制系统余度管理技术

为提高船舶操舵控制系统的可靠性,提出采用四通道余度管理技术,4套操舵控制箱互为备份,通过数据交叉链路和控制指令表决处理的冗余设计,当N(N≤3)套操舵控制箱发生故障下,保证系统还能正常运行并可靠工作.该技术在大型船舶自动操舵仪和无人船等领域具有良好的应用前景.     

浅谈磷酸铁锂电池在航标能源系统中的应用

航标,在船舶航行过程中具有十分重要的作用。良好的航标助航效能对于确保船舶航行安全、保护海洋环境具有积极的促进作用。本文首先对磷酸铁锂电池的性能特点进行了概述,随后提出了航标能源系统发展现状。在此基础上,通过费效分析,得出了磷酸铁锂电池在航标能源系统中应用的可行性。旨在为航标工作人员提供一些拓宽新能源应用的思路,进一步拓宽航标能源新材料的应用。     

基于马尔可夫过程的船舶电站冗余系统可靠性分析

为解决船舶电站可修系统的冗余性、可靠性、维修性问题,采用马尔可夫过程分析了实际船舶电站航行工况冗余系统,并建立可靠性数学模型, 推导出船舶电站冗余系统可用度与可靠度的表达式,为船舶电站冗余设计的可靠性和优化提供了新的实用方法.最后,以实例说明了其在船舶电站控制系统中的工程应用.     

基于CS31总线的双冗余船舶电力推进控制系统设计

文章采用ABB的AC500系列PLC进行了基于CS31总线的双冗余船舶推进控制系统设计,介绍了控制器、通讯总线、电源和部分重要接口的硬件冗余实现方案,陈述了双冗余船舶电力推进控制系统的推进和舵桨控制接口,阐述了电力推进控制系统的功能。文章设计方案实现了推进控制系统的热冗余,即某一器件故障时能不停机自动切换至备用的器件工作,明显提高了船舶的安全性和可靠性,对电力推进船舶的智能化和无人化发展具有重要的意义。     

船用逆变器电流随动控制策略研究

针对船舶电力系统大负载、强耦合特点,结合陆上大电网并网逆变技术,提出逆变器电流随动控制策略,研究船舶多能源供电系统中逆变器与同步发电机并联供电技术。通过理论推导以及数学模型的建立并进行仿真,获得所提出控制策略的实现及参数的确定方法。研究结果表明,采用所提出控制策略的逆变器与同步发电机并联构成的供电系统,具有稳定性高、动态特性好、供电质量优、发电机利用率高等优良性能。这种新型逆变器控制策略为新能源在船舶混合供电系统中的应用提供了新的研究思路,在船舶新能源逆变场合具有良好的应用前景。     

钠-氯化镍电池舰艇应用研究综述

钠-氯化镍电池是新型的高能、零排放、零损耗电池,国外正探索该技术在军事舰艇上的应用,并已有成功案例。论文在描述电池组成原理和技术特性的基础上梳理了其产品发展历程;介绍了舰艇试验研究和设计;最后指出,与传统铅酸蓄电池相比,钠-氯化镍电池以其突出的技术特性和应用上的显著优势将使舰艇用电池发生重大转变。     

燃料电池和锂电池在船用领域的对比分析

本文首先比较燃料电池和锂电池的技术特点,然后以功率范围120～1200 kW,储能范围1～10 MWh的船用燃料电池和锂电池系统为对象,对比分析其重量、体积和价格,最后针对大功率、高储能的船型提出燃料电池和锂电池混合的动力方案.     

对发展大功率船用燃气轮机的新思考

提出利用成熟的简单循环船用燃气轮机将其派生为一型间冷循环大功率船用燃气轮机的新构想,并且原发动机燃气发生器的通流部分和结构大部分保持不变,以继承原机的可靠性。用1台实际发动机作为案例进行的分析研究表明,采用间冷循环,并精心匹配,在燃气轮机的功率显著增加(约28%)的同时,其效率也可略有提升(约3%),具有工程实施价值。     

基于SOC估算的船用锂电池组健康管理研究

船用锂电池是新能源船舶的重要设备,如何精确的估计锂电池的荷电状态以及根据船舶运行工况进行对锂电池组的健康管理是保障船舶安全经济运营的关键。通过Vmin无迹卡尔曼滤波法对船用锂电池组的荷电状态(SOC)估计,仿真验证了Vmin无迹卡尔曼滤波法在估算电池组SOC时有较高精度;同时,结合船舶运行工况研发锂电池组健康管理策略,对船用锂电池组的SOC,单体电压,电流,光伏发电功率多参数综合分析,把电池状态分为健康,亚健康,不健康三种状态。实船运行表明,该电池组健康管理能保障锂电池组工作在安全范围内,有效促进船舶的安全运行。     

A new marine propulsion system

A new marine propulsion system is proposed . A small liquid sodium cooled reactor acts as prime mover; alkali-metal thermal-to-electric conversion (AMTEC) cells are employed to convert the heat energy to electricity; superconducting magneto-hydrodynamic thruster combined with spray-water thruster works as propulsion. The configuration and characteristics of this system are described. Such a nuclear-powered propulsion system is not only free of noise, but also has high reliability and efficiency. It would be a preferable propulsion system for ships in the future。     

浅析以太阳能为动力的远洋货船系统

通过新能源技术,针对船舶日益严重的排放,建造“亲环境”的船舶,以保护海洋环境,减少大气污染.以太阳能作为能源的船舶,利用新型技术,通过合理的设计和方法,保证船舶安全航行,满足人员需求,并提高船舶安全性和可靠性.     

An overview of maintenance management strategies for corroded steel structures in extreme marine environments

Maintenance is playing an important role in integrity management of marine assets such as ship structures, offshore renewable energy platforms and subsea oil and gas facilities. The service life of marine assets is heavily influenced by the involvement of numerous material degradation processes (such as fatigue cracking, corrosion and pitting) as well as environmental stresses that vary with geographic locations and climatic factors. The composition of seawater constituents (e.g. dissolved oxygen, salinity, temperature content, etc.) is one of the major influencing factors in degradation of marine assets. Improving the efficiency and effectiveness of maintenance management strategies can have a significant impact on operational availability and reliability of marine assets. Many research studies have been conducted over the past few decades to predict the degradation behaviour of marine structures operating under different environmental conditions. The utilisation of structural degradation data – particularly on marine corrosion – can be very useful in developing a reliable, risk-free and cost-effective maintenance strategy. This paper presents an overview of the state-of-the-art and future trends in asset maintenance management strategies applied to corroded steel structures in extreme marine environments. The corrosion prediction models as well as industry best practices on maintenance of marine steel structures are extensively reviewed and analysed. Furthermore, some applications of advanced technologies such as computerized maintenance management system (CMMS), artificial intelligence (AI) and Bayesian network (BN) are discussed. Our review reveals that there are significant variations in corrosion behaviour of marine steel structures and their industrial maintenance practices from one climatic condition to another. This has been found to be largely attributed to variation in seawater composition/characteristics and their complex mutual relationships.     

储能系统在分布式发电中的应用

当今以风能、太阳能为代表的可再生能源,因其储量丰富、环境友好等特点,得到人们日益广泛的重视。基于可再生能源的分布式发电是可再生能源利用的一种主要方式,然而,由于可再生能源的间歇性,导致了分布式发电系统的稳定性、可靠性以及电能质量问题,在这种情况下,储能系统应运而生。本文介绍了蓄电池、超级电容、燃料电池以及飞轮等几种常见的储能技术,简要分析各自的工作原理,比较了它们之间的优缺点,并以蓄电池和超级电容为例,分析混合储能系统的构成方式,最后通过Buck/Boost双向变换器与直流母线相连接,给出了一系列适合于分布式发电系统的隔离型Buck/Boost双向变换器,并比较了它们之间的优缺点。     

基于混合储能的船舶电力推进系统模糊PI控制策略

针对船舶实际航行过程中因复杂海况造成的电力推进系统中直流母线电压波动问题,构建一种基于混合储能的船舶电力系统模型,该模型由超级电容器和蓄电池组成。根据系统功率频谱确定低通滤波时间常数,并通过模糊PI控制策略实现对功率型和能量型2种储能元件充放电全过程的精确管理,延长使用寿命,有效应对在各种复杂海况下的直流母线电压波动问题。在VS2010上进行编程仿真分析,通过将仿真结果与实际船舶电力推进系统模型运行数据相对比,验证所提出的能量管理方案和控制策略的有效性。     

Effect of corrosion models on the time-dependent reliability of steel plated elements

Time-dependent reliability considering corrosion and fatigue has received increasing attention recently. Many corrosion models have been proposed. In this paper, a new corrosion model which could better describe the corrosion process of actual steel structures under corrosive environment is proposed. This model is also compared with other existing corrosion models. The effect of corrosion models on the time-dependent reliability is studied using a steel plated element which has found wide applications in engineering structures. The advantages and the flexibility of the present corrosion model are demonstrated.