Φόρουμ
Latest images
Εγγραφή
ΣύνδεσηY/B ΠΑΠΑΝΙΚΟΛΗΣ S120
2 απαντήσεις
Σελίδα 1 από 1
Y/B ΠΑΠΑΝΙΚΟΛΗΣ S120
από PAVL-2 Κυρ 1 Δεκ 2013 - 20:48
Υ/Β Παπανικολής S120
[Πρέπει να είστε εγγεγραμμένοι και συνδεδεμένοι για να δείτε αυτόν το σύνδεσμο.]
[Πρέπει να είστε εγγεγραμμένοι και συνδεδεμένοι για να δείτε αυτόν το σύνδεσμο.]
Ένδοξο όνομα που δόθηκε σε τρία συνολικά Υ/Β .
Tτεχνικά χαρακτηριστικά .
Η πρόωση των Υ/Β και η χρήση συστημάτων A.I.P. διεθνώς
Τα υποβρύχια (Υ/Β) είναι πλοία που έχουν την δυνατότητα πλεύσης τόσο στην επιφάνεια της θαλάσσης όσο και κάτω από αυτή. Τα σύγχρονα υποβρύχια χωρίζονται σε δυο κύριες κατηγορίες : τα συμβατικά στα οποία η ισχύς για την πρόωση (και τις άλλες ανάγκες) προέρχεται από ηλεκτρικούς συσσωρευτές («μπαταρίες») και άρα είναι περιορισμένη και τα πυρηνικά, στα οποία η ισχύς πρόωσης προέρχεται από πυρηνικό αντιδραστήρα και είναι πρακτικά απεριόριστη. Στα συμβατικά Υ/Β και κατά τις επιχειρήσεις οι ηλ. συσσωρευτές (συνήθως Pb, ~30 Wh/kg) φορτίζονται σε περισκοπικό βάθος από μηχανές Diesel που είναι συνδεδεμένες με ηλ. γεννήτριες DC ή AC.
ΠΑΠΑΝΙΚΟΛΗ με σύστημα A.I.P. (PEMFC) και με ηλεκτροκινητήρα Ε.Ρ. σύγχρονο με μόνιμους μαγνήτες, το πρώτο στα γερμανικά ναυπηγεία στο Κίελο (THYSSENKRUPP Marine Systems AG HDW GmbH), ενώ τα άλλα τρία στα Ελληνικά Ναυπηγεία ΑΕ (ΕΝΑΕ) στον Σκαραμαγκά.
[Πρέπει να είστε εγγεγραμμένοι και συνδεδεμένοι για να δείτε αυτόν το σύνδεσμο.]
Από το Νοέμβριο 2004 άρχισε και ο εκσυγχρονισμός και τριών από τα Υ/Β U209 τ.ΠΟΣΕΙΔΩΝ με το πρόγραμμα NEPTUNE-II στα ναυπηγεία στον Σκαραμαγκά (ΕΝΑΕ) με προσθήκη ενδιαμέσου τμήματος με σύστημα A.I.P. (PEMFC) και διατήρηση του ηλεκτροκινητήρα Σ.Ρ., που τώρα διαθέτουν.
Στη συνέχεια παρουσιάζονται τα συστήματα παραγωγής και αποθήκευσης ηλεκτρικής ισχύος καθώς και τα συστήματα ηλεκτροπρόωσης των Υ/Β του Π.Ν. κλάσεως U209, των εκσυγχρονιζόμενων με το πρόγραμμμα NEPTUNE-ΙΙ και των νέων κλάσεως U214.
Η πρόωση στα Υ/Β του Π.Ν. κλάσεως U209 επιτυγχάνεται με μία συστοιχία ηλ. συσσωρευτών (Pb) 480 στοιχείων, ένα κινητήρα Σ.Ρ. 4.600 ΗΡ, μία προπέλα, ενώ η φόρτιση της συστοιχίας γίνεται από 4 γεννήτριες που κινούνται με 4 μηχανές DIESEL 2.400 ΗΡ. Οι γεννήτριες στα Υ/Β τ. ΓΛΑΥΚΟΣ είναι Σ.Ρ., ενώ στα Υ/Β τ.ΠΟΣΕΙΔΩΝ είναι Ε.Ρ. και γίνεται χρήση μετατροπέα AC/DC.
Συστοιχίες Ηλεκτρικών Συσσωρευτών
Η «Συστοιχία Ηλ. Συσσωρευτών» ( η «μπαταρία» ) των Υ/Β U209 αποτελείται από 480 στοιχεία τύπου Pb [ ηλεκτρόδια φορτισμένης μπαταρίας (+) PbO2 (-) Pb, αφόρτιστης (+) / (-) PbSO4, ηλεκτρολύτης : διάλειμμα H2SO4 πυκνότητας 1,290-1,300 gr/m3 , τάση 1,97-1,78 V DC ], τα οποία συνδέονται ανά 120 σε σειρά, δημιουργώντας έτσι 4 «τεταρτο συστοιχίες».
Οι πρώτες μπαταρίες των Υ/Β ήταν Γερμανικής προέλευσης από τις εταιρείες VARTA και HAGEN ενώ η συναρμολόγηση γινόταν στο συνεργείο συσσωρευτών της Βάσης Υ/Β του Π.Ν. Τα τελευταία χρόνια οι μπαταρίες των Υ/Β κατασκευάζονται από την εταιρεία SUNLIGHT-ΓΕΡΜΑΝΟΣ A.E. στην Ξάνθη. Κάθε στοιχείο είναι «διπλού κορμού» (double-decker) με θετική πλάκα σωληνωτού τύπου (14st43) ] με διαστάσεις 1410x450x290 mm, βάρος 318 kg (άδειο) και 518 kg (γεμάτο). Η συνδεσμολογία των τέταρτο συστοιχιών (σε σειρά ή παράλληλα), η οποία ρυθμίζεται από αυτόματους διακόπτες , καθορίζει και την τάση στα άκρα του κινητήρα πρόωσης, δηλ. τη βαθμίδα πρόωσης . Οι άλλες ανάγκες του Υ/Β τροφοδοτούνται πριν τους αυτόματους διακόπτες με την τάση της τέταρτο συστοιχίας (250 V DC μη ρυθμιζόμενη), ώστε η τροφοδοσία αυτή να μην επηρεάζεται από την εκάστοτε συνδεσμολογία της μπαταρίας. Η συστοιχία έχει συνολική χωρητικότητα 11.900 Αh (για εκφόρτιση 100 h με 120 Α) και διάρκεια ζωής περίπου 5 με 7 χρόνια.
Η συστοιχία για την λειτουργία της υποστηρίζεται από :
• Σύστημα ψύξεως των κεφαλών των στοιχείων με αποσταγμένο απιονισμένο ύδωρ.
• Δίκτυο αέρα, το οποίο κυκλοφορεί μέσα από τα στοιχεία με σκοπό την ανάδευση του ηλεκτρολύτη.
• Σύστημα παρακολούθησης, το οποίο παρέχει στοιχεία θερμοκρασίας ηλεκτρολύτη, τάση στοιχείων καθώς και μέτρηση εκφορτισθέντων αμπερωρίων.
• Οι χώροι των ημισυστοιχιών εξυπηρετούνται από το δίκτυο αερισμού του Υ/Β για εξαερισμό από αέρια τα οποία εκλύονται κατά την διάρκεια της φορτίσεως και κυρίως του H2, το οποίο σε συγκεντρώσεις άνω του 2% θεωρείται επικίνδυνο για το Υ/Β .
Λειτουργία Κινητήρα, Βαθμίδες και Είδη Προώσεως.
[Πρέπει να είστε εγγεγραμμένοι και συνδεδεμένοι για να δείτε αυτόν το σύνδεσμο.]
Οι στροφές του κινητήρα προώσεως άρα και του άξονα των Υ/Β είναι :
0-200 RPM για κίνηση ‘ΠΡΟΣΩ’ και 0-70 RPM για κίνηση ‘ΑΝΑΠΟΔΑ’.
Το Πρόγραμμα NEPTUNE-II του Π.Ν. εκσυγχρονισμού Υ/Β κλάσεως U209 τ.ΩΚΕΑΝΟΣ και εφοδιασμού τους με Κυψέλες Καυσίμου
[Πρέπει να είστε εγγεγραμμένοι και συνδεδεμένοι για να δείτε αυτόν το σύνδεσμο.]
Όπως αναφέρθηκε στην αρχή, από το Νοέμβριο 2004 άρχισε ο εκσυγχρονισμός και τριών από τα Υ/Β κλάσεως U209 τ.ΠΟΣΕΙΔΩΝ με το πρόγραμμα NEPTUNE-II στα ναυπηγεία στον Σκαραμαγκά (ΕΝΑΕ) με προσθήκη ενδιαμέσου τμήματος με σύστημα A.I.P. (PEMFC) και παράλληλη γενική επισκευή και βελτίωση διαφόρων επικοινωνιακών και οπλικών συστημάτων. To πρώτο εκσυγχρονισμένο Υ/Β είναι το ΩΚΕΑΝΟΣ Στα Υ/Β αυτά παραμένουν ίδια τόσον οι Συστοιχίες Ηλ Συσσωρευτών όσον και ο Ηλ. Κινητήρας Πρόωσης (Σ.Ρ.) .
Το Υ/Β απαιτείται να κοπεί στη μέση και στη συνέχεια να συγκολληθεί το νέο επιπρόσθετο τμήμα (κατασκευής από τη ΜΕΤΚΑ, Βόλος) μήκους περίπου 6 μέτρων, πίσω από την υπερκατασκευή του Υ/Β . Μέσα σε αυτό το πρόσθετο τμήμα είναι εγκατεστημένα η συστοιχία κυψελών καυσίμου - δύο μονάδες των 120 kW η κάθε μία - η δεξαμενή υγρού οξυγόνου (LOX), οι απαραίτητες σωληνώσεις καθώς οι ηλεκτρικοί πίνα-κες και ο μετατροπέας DC/DC. Εξωτερικά και στην πάνω πλευρά τοποθετούνται οι προεκτάσεις των υφιστάμενων δικτύων, που εξυπηρετούν τα δίκτυα εξαγωγής καυσαερίων των κυρίων μηχανών, της ψύξης βαλβίδων καυσαερίων, των δικτύων πετρελαίου και ελαίου. Εξωτερικά αλλά στο κάτω μέρος θα τοποθετηθούν οι φιάλες αποθηκεύσεως του υδρογόνου μαζί με τα απαραίτητα δίκτυα ψύξης και τροφοδοσίας τους. Επιπρόσθετα όλη η υπερκατασκευή τροποποιείται, με συνθετικά υλικά από ανθρακονήματα και πολυεστερική ρητίνη (CFRP), έτσι ώστε να μειωθεί η συνολική αντίσταση της βρεχόμενης επιφάνειας και οι επιδόσεις του Υ/Β (ταχύτητα, κύκλος στροφής, ικανότητα χειρισμών) να είναι στα επιθυμητά επίπεδα. Σημειωτέον, ότι δεν υφίσταται ανάγκη περαιτέρω ενισχύσεως της κατασκευής, καθ’ όσον στην κλάση των υποβρυχίων αυτών, υπάρχει ήδη αντίστοιχο Υ/Β [ U209/1400 ], σε άλλα ναυτικά, με τις διαστάσεις που τελικά θα προκύψουν από τη προσθήκη του νέου τμήματος, χωρίς διαφορά στην κατασκευή του ανθεκτικού.
Το κόψιμο και η ανασυγκόλληση των τμημάτων έχει ξαναγίνει στο παρελθόν με απόλυτη επιτυχία τόσο σε Γερμανικά ναυπηγεία στο Κίελο (HDW) όσο και στις εγκαταστάσεις του Π.Ν. στην Ελλάδα στο Ναύσταθμο Σαλαμίνας [ πρόγραμμα NEPTUNE-I, 1991-2000 ]. Απαραίτητη προϋπόθεση είναι η χρήση εξειδικευμένων και πιστοποιημένων συγκολλητών για εργασίες συγκόλλησης επί του ανθεκτικού (ΗΥ-80) και ο πλήρης ποιοτικός έλεγχος όλων των συγκολλήσεων, όπως προβλέπεται στις διεθνείς προδιαγραφές ελέγχου και πιστοποίησης συγκολλήσεων υλικού ΗΥ-80 [Germanischer Lloyd Rules, MIL-standards, BV, VG].
Για να μην επηρεασθεί η συμπεριφορά του υποβρυχίου στην ευστάθεια, στην ικανότητα χειρισμών, στην εφεδρική άνωση και στις επιδόσεις λόγω του πρόσθετου τμήματος (βάρος, μήκος και όγκος), θα εκτελεσθούν τροποποιήσεις στην επιφάνεια των πηδαλίων βάθους και διεύθυνσης, τοποθέτηση νέου τύπου έλικας 6 ή 7 πτερυγίων, αλλαγή του ερματισμού και τροποποίηση της υπερκατασκευής.
Το Ηλεκτρικό Δίκτυο
[Πρέπει να είστε εγγεγραμμένοι και συνδεδεμένοι για να δείτε αυτόν το σύνδεσμο.]
Η παραγόμενη ηλεκτρική ισχύς από τις κυψέλες καυσίμου παρέχεται μέσω μετατροπέα τάσεως (DC/DC) στο δίκτυο Σ.Ρ. του Υ/Β . Σε αυτό το δίκτυο είναι συνδεδεμένες επίσης οι δυο συστοιχίες συσσωρευτών (μόλυβδου–οξέος), οι γεννήτριες, ο κινητήρας προώσεως (Σ.Ρ.) και όλες οι καταναλώσεις του υποβρυχίου.
Οι δυνατοί τρόποι χρήσης των κυψελών καυσίμου είναι οι εξής :
• Πρόωση μόνο με χρήση κυψελών καυσίμου.
• Πρόωση με κυψέλες καυσίμου συνεπικουρούμενη από τους συσσωρευτές για μεγάλες απαιτήσεις ενέργειας στην πρόωση.
• Φόρτιση συσσωρευτών εν καταδύσει σε έκτακτες περιπτώσεις.
• Πρόωση με συσσωρευτές χωρίς χρήση κυψελών καυσίμου.
Η παραγόμενη τάση από κάθε μονάδα κυψελών καυσίμου μεταβάλλεται από 336 V έως 215 V και εξαρτάται από το ηλεκτρικό φορτίο. Η τάση των συσσωρευτών εμφανίζει αντίστοιχες διακυμάνσεις και εξαρτάται από την κατάσταση φορτίσεως αυτών και από τα φορτία του υποβρυχίου. Ο λόγος ύπαρξης του μετατροπέα τάσεως είναι να προσαρμόζει την τάση εξόδου μεταξύ των 500 V έως 1000 V, που είναι απαραίτητη για τη λειτουργία του κινητήρα.
Σε περίπτωση που διακοπεί η λειτουργία των κυψελών καυσίμου, διατηρείται εντός αυτών αρκετή ενέργεια λόγω των αερίων που είναι στο εσωτερικό τους. Παραμονή των αερίων Ο2 και Η2 χωρίς κατανάλωση της παραγόμενης ενέργειας διατηρεί τα στοιχεία υπό τάση και παράλληλα προκαλεί διαβρώσεις. Η εκφόρτιση της ενέργειας αυτής είναι απαραίτητη και γίνεται σε αντιστάσεις μετά τον μετατροπέα τάσεως. Μετά την πλήρη εκκένωση του εσωτερικού των κυψελών αυτές πληρώνονται με Ν2.
Η ισχύς των 240 kW της συστοιχίας των κυψελών καυσίμου (2 μονάδες των 120 kW) και η αποθηκευμένη ποσότητα αερίων επαρκεί για την κίνηση του Υ/Β για διάστημα άνω των 11 ημερών χωρίς την χρήση του αναπνευστήρα. Η χρήση των κυψελών καυσίμου αυξάνει την δυνατότητα παραμονής του Υ/Β εν καταδύσει ανάλογα με τις ταχύτητες που χρησιμοποιούνται. Από τη σύγκριση των δύο τρόπων χρήσης της πρόωσης διαπιστώνεται, ότι η μέγιστη αύξηση στην αυτονομία του Υ/Β φθάνει το 400 % (δηλ. από ~380 nm στα ~1450 nm ή σε ώρες κατάδυσης από 125 στις 500). Η μέγιστη αυτονομία, με χρήση κυψελών καυσίμου, επιτυγχάνεται με ταχύτητα 4 knots, ενώ η απαιτούμενη ισχύς για την επίτευξη της ανωτέρω ταχύτητας είναι λιγότερη από 120 kW για πάγια φορτία Υ/Β (hotel load) γύρω στα 60 kW. Διαπιστώνεται λοιπόν, ότι επαρκεί η χρήση της μίας μόνο μονάδας κυψελών καυσίμου στη μέγιστη ισχύ ή συνδυασμός των δύο μονάδων σε μικρότερη ισχύ και σε περιοχές με μεγαλύτερο βαθμό απόδοσης.
Η συνολικές καταναλώσεις αερίων, με χρήση της μίας μονάδας στο μέγιστο φορτίο, ανέρχονται περίπου στους 15 tn Ο2 και 2 tn H2. Οι μέγιστες ετήσιες καταναλώσεις αερίων ανά Υ/Β είναι 34 tn O2 και 4,2 tn H2, θεωρώντας ότι οι κυψέλες καυσίμου χρησιμοποιούνται για ταχύτητες 4 knots και για 26 περίπου ημέρες το χρόνο.
Κυψέλες Καυσίμου πολυμερισμένης μεμβράνης (PEMFC) Υποβρυχίων
[Πρέπει να είστε εγγεγραμμένοι και συνδεδεμένοι για να δείτε αυτόν το σύνδεσμο.]
Συστοιχία Κυψελών Καυσίμου
Οι κυψέλες καυσίμου, πολυμερισμένης μεμβράνης «Proton Exchange Membrane Fuel Cell» ( PEMFC ), που θα χρησιμοποιηθούν στα Υ/Β U214 και U209 κατασκευάζονται από την εταιρία Siemens και βασίζονται στην τεχνολογία των «μεταλλικών διπολικών πλακών». Εκτός από τις πολύ καλές μηχανικές αντοχές, όπως η αντοχή σε απότομη επιτάχυνση (sock resistance), η μεταλλική κατασκευή επιδεικνύει εξαιρετική σταθερότητα απέναντι στο υγροποιημένο οξυγόνο (LΟΧ) και επιτρέπει καλή διαχείριση της παραγόμενης θερμότητας, ειδικά όταν υπάρχει υψηλή πυκνότητα ρεύματος.
Τα ηλεκτροχημικά ενεργά τμήματα του στοιχείου αποτελούνται από μία βιομηχανική μεμβράνη (Nafion® 115), καταλύτη από πλατίνα (Pt) και φύλα από γραφίτη για την διανομή των αερίων και την ηλεκτρική αγωγιμότητα.
Η συστοιχία κυψελών καυσίμου (Fuel Cell battery) (Σχήματα 16 και 18) αποτελείται από μονάδες των κυψελών καυσίμου (Fuel Cell modules). Οι μονάδες των 120 kW απαρτίζονται από τις ομάδες κυψελών καυσίμου (Fuel Cell stacks), που αποτελούνται από πολλά στοιχεία κυψελών καυσίμου (Fuel Cells), τις σωληνώσεις, τους αισθητήρες, τις ηλεκτροβάνες και βρίσκονται, για λόγους ασφάλειας, μέσα σε δοχείο με άζωτο υψηλότερης πίεσης από το Η2 και Ο2. Σε περίπτωση διαρροής σε κάποιο σημείο της μονάδας το άζωτο εισέρχεται μέσα στη μονάδα με αποτέλεσμα την πτώση τάσεως και ενεργοποίηση της μονάδας ελέγχου. Η κατασκευή μιας μονάδας επιτυγχάνεται με την δια-δοχική τοποθέτηση ομάδων με όλο και μικρότερο αριθμό απλών στοιχείων, κάθε μια από τις οποίες τροφοδοτείται από τα αέρια, που εξέρχονται από την προηγούμενη ( «dead ended stack» ), Αυτό γίνεται για τη μεγαλύτερη δυνατή αξιοποίηση των αερίων Η2 και Ο2, καθ’ όσον μέσα σε κάθε απλό στοιχείο δε γίνεται 100% αξιοποίηση των τροφοδοτήμενων αερίων. Η ελάχιστη τελικά ποσότητα που περισσεύει είναι κατάλληλη για την ατμόσφαιρα του Υ/Β. Η παραπάνω κατασκευή μονάδων κυψελών καυσίμου δεν απαιτεί αντλία ανακύκλωσης των αερίων, όπως σε άλλους τύπους κυψελών καυσίμου και οδηγεί σε απλούστερη κατασκευή.
Οι μονάδες (modules) είναι προσαρμοσμένες σε βάσεις στήριξης (racks) που μαζί με τις δικτυώσεις παροχής έχουν πολύ συμπαγή και ανθεκτική κατασκευή, κάτι το οποίο απαιτείται για ένα πολεμικό πλοίο. Οι παροχές Η2, Ν2, Ο2, ύδατος ψύξης, περίσσειας αέριων προϊόντων, θερμότητας και παραγόμενου ύδατος παρακολουθούνται από το σύστημα ελέγχου λειτουργίας.
Ο χρόνος ενεργοποίησης της συστοιχίας, με ή χωρίς φορτίο, είναι άμεσος (200 ms) και η απόκριση σε απότομες αλλαγές φορτίου φθάνει σε δέκατα του δευτερολέπτου (100 ms). H υπερφόρτωση για μικρά χρονικά διαστήματα είναι δυνατή μέχρι το 200% του μέγιστου φορτίου,
Ο ρυθμός υποβάθμισης της τάσης, μετά από 20.000 h λειτουργίας, είναι 5 μV/h.
Τα στοιχεία μπορούν να ανταποκριθούν σε αύξηση φορτίου με ρυθμό μέχρι 50 Α/sec. Ταχύτεροι ρυθμοί αυξήσεως φορτίου έχουν σαν αποτέλεσμα την ανεπαρκή απομάκρυνση του παραγομένου ύδατος και τη μείωση της τάσεως των στοιχείων. Στην περίπτωση αυτή, το δίκτυο ελέγχου, μη γνωρίζοντας την αιτία της πτώσεως τάσεως, διακόπτει τη λειτουργία της κυψέλης καυσίμου.
Electric motor 2.85 Mw
Max depth 400 m ;
Electric motor 2 x 8.475 hp
Sub speed 20 knots
sur speed 12 knots
Arm
8 x 533mm
16 torpedoes
Harpoon ;
Sub scalp ;
Κ.Π.Μ
[Πρέπει να είστε εγγεγραμμένοι και συνδεδεμένοι για να δείτε αυτόν το σύνδεσμο.]
Και κάτι τελευταίο .
Σε πρόσφατες ασκήσεις του ΝΑΤΟ στην αδριατικη ακόμη το ψάχνουν [ Είχε μαζευτεί ότι καλύτερο υπαρχει ] , έκανε πέντε χτυπήματα αναμεσα τους και στα δυο τουρκικά που ακόμη δεν γνωρίζουν από που τους ήρθε , όσο για την Ανθυποβρυχιακη άμυνα τον φορέων επιφανείας έλεγαν ότι είναι αόρατο και όλα αυτά από τα Ανώτατα κλιμάκια .
Καλό το υποβρύχιο Αλλά ο Ανθρωπινος παράγοντας είναι το ποιο κρίσιμο .
Μπράβο τους άξιοι .
[Πρέπει να είστε εγγεγραμμένοι και συνδεδεμένοι για να δείτε αυτόν το σύνδεσμο.]
[Πρέπει να είστε εγγεγραμμένοι και συνδεδεμένοι για να δείτε αυτόν το σύνδεσμο.]
Ένδοξο όνομα που δόθηκε σε τρία συνολικά Υ/Β .
Tτεχνικά χαρακτηριστικά .
Η πρόωση των Υ/Β και η χρήση συστημάτων A.I.P. διεθνώς
Τα υποβρύχια (Υ/Β) είναι πλοία που έχουν την δυνατότητα πλεύσης τόσο στην επιφάνεια της θαλάσσης όσο και κάτω από αυτή. Τα σύγχρονα υποβρύχια χωρίζονται σε δυο κύριες κατηγορίες : τα συμβατικά στα οποία η ισχύς για την πρόωση (και τις άλλες ανάγκες) προέρχεται από ηλεκτρικούς συσσωρευτές («μπαταρίες») και άρα είναι περιορισμένη και τα πυρηνικά, στα οποία η ισχύς πρόωσης προέρχεται από πυρηνικό αντιδραστήρα και είναι πρακτικά απεριόριστη. Στα συμβατικά Υ/Β και κατά τις επιχειρήσεις οι ηλ. συσσωρευτές (συνήθως Pb, ~30 Wh/kg) φορτίζονται σε περισκοπικό βάθος από μηχανές Diesel που είναι συνδεδεμένες με ηλ. γεννήτριες DC ή AC.
ΠΑΠΑΝΙΚΟΛΗ με σύστημα A.I.P. (PEMFC) και με ηλεκτροκινητήρα Ε.Ρ. σύγχρονο με μόνιμους μαγνήτες, το πρώτο στα γερμανικά ναυπηγεία στο Κίελο (THYSSENKRUPP Marine Systems AG HDW GmbH), ενώ τα άλλα τρία στα Ελληνικά Ναυπηγεία ΑΕ (ΕΝΑΕ) στον Σκαραμαγκά.
[Πρέπει να είστε εγγεγραμμένοι και συνδεδεμένοι για να δείτε αυτόν το σύνδεσμο.]
Από το Νοέμβριο 2004 άρχισε και ο εκσυγχρονισμός και τριών από τα Υ/Β U209 τ.ΠΟΣΕΙΔΩΝ με το πρόγραμμα NEPTUNE-II στα ναυπηγεία στον Σκαραμαγκά (ΕΝΑΕ) με προσθήκη ενδιαμέσου τμήματος με σύστημα A.I.P. (PEMFC) και διατήρηση του ηλεκτροκινητήρα Σ.Ρ., που τώρα διαθέτουν.
Στη συνέχεια παρουσιάζονται τα συστήματα παραγωγής και αποθήκευσης ηλεκτρικής ισχύος καθώς και τα συστήματα ηλεκτροπρόωσης των Υ/Β του Π.Ν. κλάσεως U209, των εκσυγχρονιζόμενων με το πρόγραμμμα NEPTUNE-ΙΙ και των νέων κλάσεως U214.
Η πρόωση στα Υ/Β του Π.Ν. κλάσεως U209 επιτυγχάνεται με μία συστοιχία ηλ. συσσωρευτών (Pb) 480 στοιχείων, ένα κινητήρα Σ.Ρ. 4.600 ΗΡ, μία προπέλα, ενώ η φόρτιση της συστοιχίας γίνεται από 4 γεννήτριες που κινούνται με 4 μηχανές DIESEL 2.400 ΗΡ. Οι γεννήτριες στα Υ/Β τ. ΓΛΑΥΚΟΣ είναι Σ.Ρ., ενώ στα Υ/Β τ.ΠΟΣΕΙΔΩΝ είναι Ε.Ρ. και γίνεται χρήση μετατροπέα AC/DC.
Συστοιχίες Ηλεκτρικών Συσσωρευτών
Η «Συστοιχία Ηλ. Συσσωρευτών» ( η «μπαταρία» ) των Υ/Β U209 αποτελείται από 480 στοιχεία τύπου Pb [ ηλεκτρόδια φορτισμένης μπαταρίας (+) PbO2 (-) Pb, αφόρτιστης (+) / (-) PbSO4, ηλεκτρολύτης : διάλειμμα H2SO4 πυκνότητας 1,290-1,300 gr/m3 , τάση 1,97-1,78 V DC ], τα οποία συνδέονται ανά 120 σε σειρά, δημιουργώντας έτσι 4 «τεταρτο συστοιχίες».
Οι πρώτες μπαταρίες των Υ/Β ήταν Γερμανικής προέλευσης από τις εταιρείες VARTA και HAGEN ενώ η συναρμολόγηση γινόταν στο συνεργείο συσσωρευτών της Βάσης Υ/Β του Π.Ν. Τα τελευταία χρόνια οι μπαταρίες των Υ/Β κατασκευάζονται από την εταιρεία SUNLIGHT-ΓΕΡΜΑΝΟΣ A.E. στην Ξάνθη. Κάθε στοιχείο είναι «διπλού κορμού» (double-decker) με θετική πλάκα σωληνωτού τύπου (14st43) ] με διαστάσεις 1410x450x290 mm, βάρος 318 kg (άδειο) και 518 kg (γεμάτο). Η συνδεσμολογία των τέταρτο συστοιχιών (σε σειρά ή παράλληλα), η οποία ρυθμίζεται από αυτόματους διακόπτες , καθορίζει και την τάση στα άκρα του κινητήρα πρόωσης, δηλ. τη βαθμίδα πρόωσης . Οι άλλες ανάγκες του Υ/Β τροφοδοτούνται πριν τους αυτόματους διακόπτες με την τάση της τέταρτο συστοιχίας (250 V DC μη ρυθμιζόμενη), ώστε η τροφοδοσία αυτή να μην επηρεάζεται από την εκάστοτε συνδεσμολογία της μπαταρίας. Η συστοιχία έχει συνολική χωρητικότητα 11.900 Αh (για εκφόρτιση 100 h με 120 Α) και διάρκεια ζωής περίπου 5 με 7 χρόνια.
Η συστοιχία για την λειτουργία της υποστηρίζεται από :
• Σύστημα ψύξεως των κεφαλών των στοιχείων με αποσταγμένο απιονισμένο ύδωρ.
• Δίκτυο αέρα, το οποίο κυκλοφορεί μέσα από τα στοιχεία με σκοπό την ανάδευση του ηλεκτρολύτη.
• Σύστημα παρακολούθησης, το οποίο παρέχει στοιχεία θερμοκρασίας ηλεκτρολύτη, τάση στοιχείων καθώς και μέτρηση εκφορτισθέντων αμπερωρίων.
• Οι χώροι των ημισυστοιχιών εξυπηρετούνται από το δίκτυο αερισμού του Υ/Β για εξαερισμό από αέρια τα οποία εκλύονται κατά την διάρκεια της φορτίσεως και κυρίως του H2, το οποίο σε συγκεντρώσεις άνω του 2% θεωρείται επικίνδυνο για το Υ/Β .
Λειτουργία Κινητήρα, Βαθμίδες και Είδη Προώσεως.
[Πρέπει να είστε εγγεγραμμένοι και συνδεδεμένοι για να δείτε αυτόν το σύνδεσμο.]
Οι στροφές του κινητήρα προώσεως άρα και του άξονα των Υ/Β είναι :
0-200 RPM για κίνηση ‘ΠΡΟΣΩ’ και 0-70 RPM για κίνηση ‘ΑΝΑΠΟΔΑ’.
Το Πρόγραμμα NEPTUNE-II του Π.Ν. εκσυγχρονισμού Υ/Β κλάσεως U209 τ.ΩΚΕΑΝΟΣ και εφοδιασμού τους με Κυψέλες Καυσίμου
[Πρέπει να είστε εγγεγραμμένοι και συνδεδεμένοι για να δείτε αυτόν το σύνδεσμο.]
Όπως αναφέρθηκε στην αρχή, από το Νοέμβριο 2004 άρχισε ο εκσυγχρονισμός και τριών από τα Υ/Β κλάσεως U209 τ.ΠΟΣΕΙΔΩΝ με το πρόγραμμα NEPTUNE-II στα ναυπηγεία στον Σκαραμαγκά (ΕΝΑΕ) με προσθήκη ενδιαμέσου τμήματος με σύστημα A.I.P. (PEMFC) και παράλληλη γενική επισκευή και βελτίωση διαφόρων επικοινωνιακών και οπλικών συστημάτων. To πρώτο εκσυγχρονισμένο Υ/Β είναι το ΩΚΕΑΝΟΣ Στα Υ/Β αυτά παραμένουν ίδια τόσον οι Συστοιχίες Ηλ Συσσωρευτών όσον και ο Ηλ. Κινητήρας Πρόωσης (Σ.Ρ.) .
Το Υ/Β απαιτείται να κοπεί στη μέση και στη συνέχεια να συγκολληθεί το νέο επιπρόσθετο τμήμα (κατασκευής από τη ΜΕΤΚΑ, Βόλος) μήκους περίπου 6 μέτρων, πίσω από την υπερκατασκευή του Υ/Β . Μέσα σε αυτό το πρόσθετο τμήμα είναι εγκατεστημένα η συστοιχία κυψελών καυσίμου - δύο μονάδες των 120 kW η κάθε μία - η δεξαμενή υγρού οξυγόνου (LOX), οι απαραίτητες σωληνώσεις καθώς οι ηλεκτρικοί πίνα-κες και ο μετατροπέας DC/DC. Εξωτερικά και στην πάνω πλευρά τοποθετούνται οι προεκτάσεις των υφιστάμενων δικτύων, που εξυπηρετούν τα δίκτυα εξαγωγής καυσαερίων των κυρίων μηχανών, της ψύξης βαλβίδων καυσαερίων, των δικτύων πετρελαίου και ελαίου. Εξωτερικά αλλά στο κάτω μέρος θα τοποθετηθούν οι φιάλες αποθηκεύσεως του υδρογόνου μαζί με τα απαραίτητα δίκτυα ψύξης και τροφοδοσίας τους. Επιπρόσθετα όλη η υπερκατασκευή τροποποιείται, με συνθετικά υλικά από ανθρακονήματα και πολυεστερική ρητίνη (CFRP), έτσι ώστε να μειωθεί η συνολική αντίσταση της βρεχόμενης επιφάνειας και οι επιδόσεις του Υ/Β (ταχύτητα, κύκλος στροφής, ικανότητα χειρισμών) να είναι στα επιθυμητά επίπεδα. Σημειωτέον, ότι δεν υφίσταται ανάγκη περαιτέρω ενισχύσεως της κατασκευής, καθ’ όσον στην κλάση των υποβρυχίων αυτών, υπάρχει ήδη αντίστοιχο Υ/Β [ U209/1400 ], σε άλλα ναυτικά, με τις διαστάσεις που τελικά θα προκύψουν από τη προσθήκη του νέου τμήματος, χωρίς διαφορά στην κατασκευή του ανθεκτικού.
Το κόψιμο και η ανασυγκόλληση των τμημάτων έχει ξαναγίνει στο παρελθόν με απόλυτη επιτυχία τόσο σε Γερμανικά ναυπηγεία στο Κίελο (HDW) όσο και στις εγκαταστάσεις του Π.Ν. στην Ελλάδα στο Ναύσταθμο Σαλαμίνας [ πρόγραμμα NEPTUNE-I, 1991-2000 ]. Απαραίτητη προϋπόθεση είναι η χρήση εξειδικευμένων και πιστοποιημένων συγκολλητών για εργασίες συγκόλλησης επί του ανθεκτικού (ΗΥ-80) και ο πλήρης ποιοτικός έλεγχος όλων των συγκολλήσεων, όπως προβλέπεται στις διεθνείς προδιαγραφές ελέγχου και πιστοποίησης συγκολλήσεων υλικού ΗΥ-80 [Germanischer Lloyd Rules, MIL-standards, BV, VG].
Για να μην επηρεασθεί η συμπεριφορά του υποβρυχίου στην ευστάθεια, στην ικανότητα χειρισμών, στην εφεδρική άνωση και στις επιδόσεις λόγω του πρόσθετου τμήματος (βάρος, μήκος και όγκος), θα εκτελεσθούν τροποποιήσεις στην επιφάνεια των πηδαλίων βάθους και διεύθυνσης, τοποθέτηση νέου τύπου έλικας 6 ή 7 πτερυγίων, αλλαγή του ερματισμού και τροποποίηση της υπερκατασκευής.
Το Ηλεκτρικό Δίκτυο
[Πρέπει να είστε εγγεγραμμένοι και συνδεδεμένοι για να δείτε αυτόν το σύνδεσμο.]
Η παραγόμενη ηλεκτρική ισχύς από τις κυψέλες καυσίμου παρέχεται μέσω μετατροπέα τάσεως (DC/DC) στο δίκτυο Σ.Ρ. του Υ/Β . Σε αυτό το δίκτυο είναι συνδεδεμένες επίσης οι δυο συστοιχίες συσσωρευτών (μόλυβδου–οξέος), οι γεννήτριες, ο κινητήρας προώσεως (Σ.Ρ.) και όλες οι καταναλώσεις του υποβρυχίου.
Οι δυνατοί τρόποι χρήσης των κυψελών καυσίμου είναι οι εξής :
• Πρόωση μόνο με χρήση κυψελών καυσίμου.
• Πρόωση με κυψέλες καυσίμου συνεπικουρούμενη από τους συσσωρευτές για μεγάλες απαιτήσεις ενέργειας στην πρόωση.
• Φόρτιση συσσωρευτών εν καταδύσει σε έκτακτες περιπτώσεις.
• Πρόωση με συσσωρευτές χωρίς χρήση κυψελών καυσίμου.
Η παραγόμενη τάση από κάθε μονάδα κυψελών καυσίμου μεταβάλλεται από 336 V έως 215 V και εξαρτάται από το ηλεκτρικό φορτίο. Η τάση των συσσωρευτών εμφανίζει αντίστοιχες διακυμάνσεις και εξαρτάται από την κατάσταση φορτίσεως αυτών και από τα φορτία του υποβρυχίου. Ο λόγος ύπαρξης του μετατροπέα τάσεως είναι να προσαρμόζει την τάση εξόδου μεταξύ των 500 V έως 1000 V, που είναι απαραίτητη για τη λειτουργία του κινητήρα.
Σε περίπτωση που διακοπεί η λειτουργία των κυψελών καυσίμου, διατηρείται εντός αυτών αρκετή ενέργεια λόγω των αερίων που είναι στο εσωτερικό τους. Παραμονή των αερίων Ο2 και Η2 χωρίς κατανάλωση της παραγόμενης ενέργειας διατηρεί τα στοιχεία υπό τάση και παράλληλα προκαλεί διαβρώσεις. Η εκφόρτιση της ενέργειας αυτής είναι απαραίτητη και γίνεται σε αντιστάσεις μετά τον μετατροπέα τάσεως. Μετά την πλήρη εκκένωση του εσωτερικού των κυψελών αυτές πληρώνονται με Ν2.
Η ισχύς των 240 kW της συστοιχίας των κυψελών καυσίμου (2 μονάδες των 120 kW) και η αποθηκευμένη ποσότητα αερίων επαρκεί για την κίνηση του Υ/Β για διάστημα άνω των 11 ημερών χωρίς την χρήση του αναπνευστήρα. Η χρήση των κυψελών καυσίμου αυξάνει την δυνατότητα παραμονής του Υ/Β εν καταδύσει ανάλογα με τις ταχύτητες που χρησιμοποιούνται. Από τη σύγκριση των δύο τρόπων χρήσης της πρόωσης διαπιστώνεται, ότι η μέγιστη αύξηση στην αυτονομία του Υ/Β φθάνει το 400 % (δηλ. από ~380 nm στα ~1450 nm ή σε ώρες κατάδυσης από 125 στις 500). Η μέγιστη αυτονομία, με χρήση κυψελών καυσίμου, επιτυγχάνεται με ταχύτητα 4 knots, ενώ η απαιτούμενη ισχύς για την επίτευξη της ανωτέρω ταχύτητας είναι λιγότερη από 120 kW για πάγια φορτία Υ/Β (hotel load) γύρω στα 60 kW. Διαπιστώνεται λοιπόν, ότι επαρκεί η χρήση της μίας μόνο μονάδας κυψελών καυσίμου στη μέγιστη ισχύ ή συνδυασμός των δύο μονάδων σε μικρότερη ισχύ και σε περιοχές με μεγαλύτερο βαθμό απόδοσης.
Η συνολικές καταναλώσεις αερίων, με χρήση της μίας μονάδας στο μέγιστο φορτίο, ανέρχονται περίπου στους 15 tn Ο2 και 2 tn H2. Οι μέγιστες ετήσιες καταναλώσεις αερίων ανά Υ/Β είναι 34 tn O2 και 4,2 tn H2, θεωρώντας ότι οι κυψέλες καυσίμου χρησιμοποιούνται για ταχύτητες 4 knots και για 26 περίπου ημέρες το χρόνο.
Κυψέλες Καυσίμου πολυμερισμένης μεμβράνης (PEMFC) Υποβρυχίων
[Πρέπει να είστε εγγεγραμμένοι και συνδεδεμένοι για να δείτε αυτόν το σύνδεσμο.]
Συστοιχία Κυψελών Καυσίμου
Οι κυψέλες καυσίμου, πολυμερισμένης μεμβράνης «Proton Exchange Membrane Fuel Cell» ( PEMFC ), που θα χρησιμοποιηθούν στα Υ/Β U214 και U209 κατασκευάζονται από την εταιρία Siemens και βασίζονται στην τεχνολογία των «μεταλλικών διπολικών πλακών». Εκτός από τις πολύ καλές μηχανικές αντοχές, όπως η αντοχή σε απότομη επιτάχυνση (sock resistance), η μεταλλική κατασκευή επιδεικνύει εξαιρετική σταθερότητα απέναντι στο υγροποιημένο οξυγόνο (LΟΧ) και επιτρέπει καλή διαχείριση της παραγόμενης θερμότητας, ειδικά όταν υπάρχει υψηλή πυκνότητα ρεύματος.
Τα ηλεκτροχημικά ενεργά τμήματα του στοιχείου αποτελούνται από μία βιομηχανική μεμβράνη (Nafion® 115), καταλύτη από πλατίνα (Pt) και φύλα από γραφίτη για την διανομή των αερίων και την ηλεκτρική αγωγιμότητα.
Η συστοιχία κυψελών καυσίμου (Fuel Cell battery) (Σχήματα 16 και 18) αποτελείται από μονάδες των κυψελών καυσίμου (Fuel Cell modules). Οι μονάδες των 120 kW απαρτίζονται από τις ομάδες κυψελών καυσίμου (Fuel Cell stacks), που αποτελούνται από πολλά στοιχεία κυψελών καυσίμου (Fuel Cells), τις σωληνώσεις, τους αισθητήρες, τις ηλεκτροβάνες και βρίσκονται, για λόγους ασφάλειας, μέσα σε δοχείο με άζωτο υψηλότερης πίεσης από το Η2 και Ο2. Σε περίπτωση διαρροής σε κάποιο σημείο της μονάδας το άζωτο εισέρχεται μέσα στη μονάδα με αποτέλεσμα την πτώση τάσεως και ενεργοποίηση της μονάδας ελέγχου. Η κατασκευή μιας μονάδας επιτυγχάνεται με την δια-δοχική τοποθέτηση ομάδων με όλο και μικρότερο αριθμό απλών στοιχείων, κάθε μια από τις οποίες τροφοδοτείται από τα αέρια, που εξέρχονται από την προηγούμενη ( «dead ended stack» ), Αυτό γίνεται για τη μεγαλύτερη δυνατή αξιοποίηση των αερίων Η2 και Ο2, καθ’ όσον μέσα σε κάθε απλό στοιχείο δε γίνεται 100% αξιοποίηση των τροφοδοτήμενων αερίων. Η ελάχιστη τελικά ποσότητα που περισσεύει είναι κατάλληλη για την ατμόσφαιρα του Υ/Β. Η παραπάνω κατασκευή μονάδων κυψελών καυσίμου δεν απαιτεί αντλία ανακύκλωσης των αερίων, όπως σε άλλους τύπους κυψελών καυσίμου και οδηγεί σε απλούστερη κατασκευή.
Οι μονάδες (modules) είναι προσαρμοσμένες σε βάσεις στήριξης (racks) που μαζί με τις δικτυώσεις παροχής έχουν πολύ συμπαγή και ανθεκτική κατασκευή, κάτι το οποίο απαιτείται για ένα πολεμικό πλοίο. Οι παροχές Η2, Ν2, Ο2, ύδατος ψύξης, περίσσειας αέριων προϊόντων, θερμότητας και παραγόμενου ύδατος παρακολουθούνται από το σύστημα ελέγχου λειτουργίας.
Ο χρόνος ενεργοποίησης της συστοιχίας, με ή χωρίς φορτίο, είναι άμεσος (200 ms) και η απόκριση σε απότομες αλλαγές φορτίου φθάνει σε δέκατα του δευτερολέπτου (100 ms). H υπερφόρτωση για μικρά χρονικά διαστήματα είναι δυνατή μέχρι το 200% του μέγιστου φορτίου,
Ο ρυθμός υποβάθμισης της τάσης, μετά από 20.000 h λειτουργίας, είναι 5 μV/h.
Τα στοιχεία μπορούν να ανταποκριθούν σε αύξηση φορτίου με ρυθμό μέχρι 50 Α/sec. Ταχύτεροι ρυθμοί αυξήσεως φορτίου έχουν σαν αποτέλεσμα την ανεπαρκή απομάκρυνση του παραγομένου ύδατος και τη μείωση της τάσεως των στοιχείων. Στην περίπτωση αυτή, το δίκτυο ελέγχου, μη γνωρίζοντας την αιτία της πτώσεως τάσεως, διακόπτει τη λειτουργία της κυψέλης καυσίμου.
Electric motor 2.85 Mw
Max depth 400 m ;
Electric motor 2 x 8.475 hp
Sub speed 20 knots
sur speed 12 knots
Arm
8 x 533mm
16 torpedoes
Harpoon ;
Sub scalp ;
Κ.Π.Μ
[Πρέπει να είστε εγγεγραμμένοι και συνδεδεμένοι για να δείτε αυτόν το σύνδεσμο.]
Και κάτι τελευταίο .
Σε πρόσφατες ασκήσεις του ΝΑΤΟ στην αδριατικη ακόμη το ψάχνουν [ Είχε μαζευτεί ότι καλύτερο υπαρχει ] , έκανε πέντε χτυπήματα αναμεσα τους και στα δυο τουρκικά που ακόμη δεν γνωρίζουν από που τους ήρθε , όσο για την Ανθυποβρυχιακη άμυνα τον φορέων επιφανείας έλεγαν ότι είναι αόρατο και όλα αυτά από τα Ανώτατα κλιμάκια .
Καλό το υποβρύχιο Αλλά ο Ανθρωπινος παράγοντας είναι το ποιο κρίσιμο .
Μπράβο τους άξιοι .
PAVL-2- Leading Member
-
Τόπος : Οπου με καλέσει η πατρίδα .
Ημερομηνία εγγραφής : 18/10/2012
Αριθμός μηνυμάτων : 2784
Απ: Y/B ΠΑΠΑΝΙΚΟΛΗΣ S120
από ZAFIR Κυρ 1 Δεκ 2013 - 23:41
αυριο θα βγάλω μερικές φωτό απο ένα δείγμα που έχω στο εργαστήριο με κυψέλες καυσίμου και το πώς δουλεύουν,(μινιατούρα είναι αλλά δουλεύει!!),καινούργια τεχνολογία,αλλά ομολογουμένως δέν γνώριζα ότι υπάρχουν σε τέτοιες εφαρμογές
νά σαι καλά φίλε
νά σαι καλά φίλε
ZAFIR- Expert Member
- Ηλικία : 56
Τόπος : patra
Ημερομηνία εγγραφής : 23/10/2012
Αριθμός μηνυμάτων : 1935
Σελίδα 1 από 1
Δικαιώματα σας στην κατηγορία αυτή
Δεν μπορείτε να απαντήσετε στα Θέματα αυτής της Δ.Συζήτησης|
|
|