Unter-und Überwasserschiffe haben üblicherweise eine aufwen- dige elektrische Schiffsausrüstung, was zu einem hohen Ge- wichts-und Volumenanteil an elektrischen Energieerzeugungs-, -verteilungs-und-verbraucheranlagen führt. Darüber hinaus müssen unterschiedlichste Komponenten der elektrischen Schiffsausrüstung von Kreuzfahrtschiffen, Handelsschiffen, Fangschiffen, Containerschiffen, Fregatten und U-Booten ud. dgl. aufwendig gekühlt werden, wofür zum Beispiel Zwi- schenkühlkreisläufe, die mit Seewasser rückgekühlt werden, Lüftungsschächte, mittels denen beispielsweise Maschinenräume entwärmt werden können, zusätzliche Ventilatoren etc., einge- setzt werden. Darüber hinaus haben weitere Komponenten elekt- rischer Schiffsausrüstungen, beispielsweise Transformatoren, elektrische Maschinen sowie Schmiervorrichtungen ud. dgl., für deren Betrieb häufig die Benutzung von Öl erforderlich ist, hohe Brandlasten zur Folge, die aufwendige Sicherungsmaßnah- men erfordern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Schiffsausrüstung der vorstehend geschilderten Art derart weiterzubilden, dass sie unter Reduzierung des Einbauvolumens

und des Einbaugewichts mit einem geringeren wirtschaftlichen Aufwand herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass wei- tere Komponenten und Betriebsmittel der Energieerzeugungs-, -verteilungs-und-verbraucheranlagen in HTSL-Bauart ausge- bildet und mittels der Kryoversorgungseinrichtung mit kryo- technischem Kühlmittel versorgbar sind. Die Ausgestaltung weiterer Komponenten und Betriebsmittel in HTSL-Bauart in Verbindung mit deren Kühlung mittels der Kryoversorgungsein- richtung hat zur Folge, dass die Komponenten und Betriebsmit- tel unter erheblicher Reduzierung sowohl des Einbauvolumens als auch des Einbaugewichtes mit geringerem wirtschaftlichen Aufwand herstellbar sind, wobei einerseits bei bekannten elektrischen Schiffsausrüstungen vorhandene Brandlasten im Falle der erfindungsgemäßen elektrischen Schiffsausrüstung erst gar nicht entstehen und andererseits das für Kühl-und Wärmeabfuhrmaßnahmen erforderliche Schiffsvolumen erheblich reduziert werden kann.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der elektrischen Schiffsausrüstung wird erreicht, dass entweder die Ladungska- pazität eines ansonsten unveränderten Überwasserschiffes er- heblich erhöht ist bzw. andererseits ein Überwasserschiff mit der gleichen Ladungskapazität erheblich kleiner ausgeführt werden kann. Die Raumnot an Bord von U-Booten kann gemildert werden. Ihre Reichweite bei Unterwasserfahrt kann vergrößert werden.

Wenn die als Synchronmaschine mit supraleitenden Polrad-und Luftspaltwicklungen ausgebildeten HTSL-Generatoren der erfin- dungsgemäßen elektrischen Schiffsausrüstung supraleitende La- ger aufweisen, die mittels der Kryoversorgungseinrichtung mit kryotechnischem Kühlmittel versorgbar sind, ergibt sich im Vergleich zu konventionellen Generatoren eine Verbesserung des Wirkungsgrads von ca. 95 % auf ca. 98,5 %, wobei der energietechnische Aufwand für den Betrieb der Kryoversor-

gungseinrichtung berücksichtigt ist, und eine Verringerung der Maschinenmassen und des Maschinenvolumens auf ca. 50 %.

Hiermit vergleichbare Volumen-, Massen-und Wirkungsgradvor- teile hinsichtlich der motorischen Ausrüstung der erfindungs- gemäßen elektrischen Schiffsausrüstung sind erzielbar, wenn statt konventioneller Motoren HTSL-Motoren mit supraleitenden Lagern vorgesehen werden, die mittels der Kryoversorgungsein- richtung mit kryotechnischem Kühlmittel versorgt werden.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen elektrischen Schiffsausrüstung ist zumindest ein Rotationsum- form-Motor-Generator derselben als Synchronmaschine in HTSL- Bauart ausgebildet, wobei dessen supraleitende Polrad-und Luftspaltwicklungen mittels der Kryoversorgungseinrichtung mit kryotechnischem Kühlmittel versorgbar sind. Hierdurch er- höht sich der Wirkungsgrad im Vergleich zu einem konventio- nellen Rotationsumform-Motor-Generator von 95 % auf ca.

98,5 %, wobei der für die Kühlung betriebene energetische Aufwand berücksichtigt ist ; die Maschinenmasse und das Ma- schinenvolumen reduziert sich im Vergleich zu einer konventi- onellen Ausführungsform auf ca. 50 %, wobei die vorstehenden Prozentangaben insbesondere dann mit einem relativ geringen Aufwand erreichbar sind, wenn der HTSL-Rotationsumform-Motor- Generator supraleitende Lager aufweist, die mittels der Kryo- versorgungseinrichtung mit kryotechnischem Kühlmittel ver- sorgbar sind.

Zweckmäßigerweise können mit vergleichbaren erreichbaren Vor- teilen supraleitende Lager für weitere rotierende Komponenten der elektrischen Schiffsausrüstung, z. B. für Turbinen, vorge- sehen werden, wobei auch diese supraleitenden Lager mittels der Kryoversorgungseinrichtung mit kryotechnischem Kühlmittel versorgt werden. Durch die supraleitenden Lager läßt sich ei- ne Verringerung von Reibungsverlusten, eine Wirkungsgradver- besserung um bis zu 0,7 %, eine Verringerung des Wartungsauf- wandes und der Wegfall von Schmierölkreisen und-kühlern,

welche hohe Brandlasten darstellen, erreichen ; es sind ledig- lich Nothilfslager für den Fall des Ausfalls der Versorgung mit kryotechnischem Kühlmittel notwendig.

Wenn die erfindungsgemäße elektrische Schiffsausrüstung in HTSL-Bauart ausgebildete Transformatoren mit supraleitenden Transformatorwicklungen aufweist, die mittels der Kryoversor- gungseinrichtung mit kryotechnischem Kühlmittel versorgbar sind, läßt sich der Wirkungsgrad der Transformatoren von ca.

98 % auf ca. 99 %, wobei der energetische Aufwand für die Kühlung berücksichtigt ist, erhöhen, wobei darüber hinaus ei- ne Verringerung des elektrischen Maschinenvolumens und der elektrischen Maschinenmasse um ca. 30 bis 40 % erreicht wer- den kann. Dies gilt sowohl für Stromrichter-als auch für Verteilertransformatoren.

Falls in Stromzwischenkreisumrichtern vorgesehene Stromzwi- schenkreisdrosseln in HTSL-Bauart ausgebildet und mittels der Kryoversorgungseinrichtung mit kryotechnischem Kühlmittel versorgbar sind, kann der Wirkungsgrad im Vergleich mit einer konventionellen Stromzwischenkreisdrossel von ca. 98 % auf ca. 99 %, wobei der energetische Aufwand für die Kühlung be- rücksichtigt ist, erhöht werden ; die Reduzierung des Volumens und der Masse beträgt ca. 40 bis 50 %.

Durch eine kryogene Kühlung von Stromrichtern mittels der Kryoversorgungseinrichtung läßt sich eine erhebliche Reduzie- rung der Durchlasswiderstände erreichen, die zum, Beispiel bei MOSFETs bei einer Kühlung mit 77 K im Vergleich zur Raumtem- peratur von ca. 300 K maximal ca. 87 % betragen kann.

Wenn Stromschienen bzw.-kabel, die kryotechnisch gekühlte Komponenten elektrisch miteinander verbinden, in HTSL-Bauart ausgebildet und mittels der Kryoversorgungseinrichtung mit kryotechnischem Kühlmittel versorgbar sind, können Verluste, die ansonsten aufgrund der Temperaturdifferenz zwischen der

Kryotemperatur und der Raumtemperatur auftreten, erheblich reduziert werden.

Vorteilhaft lassen sich in Zwischenkreisumrichtern vorgesehe- ne Stromzwischenkreisdrosseln gemeinsam mit netzseitigen und maschinenseitigen Leistungsumrichtermodulen so verbinden und in einem gemeinsamen Kryostat unterbringen, dass Stromzufüh- rungen und damit verursachte Verluste auf ein Mindestmaß re- duziert werden können.

Damit vergleichbare Einsparungen an Verlusten sind erzielbar, wenn in Spannungszwischenkreisumrichtern vorgesehene Span- nungszwischenkreiskondensatoren in kryotauglicher oder HTSL- Bauart ausgebildet und gemeinsam mit netzseitigen Leistung- sumrichtermodulen und maschinenseitigen Leistungsumrichtermo- dulen mittels der Kryoversorgungseinrichtung mit kryotechni- schem Kühlmittel versorgbar sind. Hierdurch ist die Unter- bringung in einem Kryostaten möglich, wodurch mehrere Strom- zuführungen als Hauptverlusteinträger in den Kryostaten ent- fallen können.

HTSL-Stromschienen bzw. HTSL-Stromkabel sind insbesondere zur elektrischen Verbindung kryotechnisch gekühlter Lastzentralen und kryotechnisch gekühlter Verbraucherzentralen vorteilhaft.

Sofern bei der erfindungsgemäßen elektrischen Schiffsausrüs- tung als Sicherheitselemente in HTSL-Bauart ausgebildete Strombegrenzer vorgesehen sind, die mittels der Kryoversor- gungseinrichtung mit kryotechnischem Kühlmittel versorgbar sind, kann der Betrieb des Bordnetzes dadurch verbessert wer- den, dass nunmehr die Möglichkeit der Kupplung bisher ge- trennter Anlagenteile sowie eine Verringerung der dynamischen und thermischen Auswirkungen von Kurzschlussströmen möglich ist, was insgesamt zu einer Verbesserung der Versorgungssi- cherheit und einer durch Erhöhung der Kurzschlussleistung er- zielten Verbesserung der Auswirkungen von durch Stromrichter- lasten verursachten Netzrückwirkungen führt.

Vorteilhaft können auch Magnetenergiespeicher der erfindungs- gemäßen elektrischen Schiffsausrüstung in HTSL-Bauart ausge- bildet sein und mittels der Kryoversorgungseinrichtung mit kryotechnischem Kühlmittel versorgt werden.

Die Kryoversorgungseinrichtung der erfindungsgemäßen elektri- schen Schiffsausrüstung ist zur Erhöhung der Sicherheit des Schiffsbetriebs zweckmäßigerweise zumindest teilweise redun- dant ausgebildet.

Wenn die Kryoversorgungseinrichtung der erfindungsgemäßen e- lektrischen Schiffsausrüstung als zentrales Kühlsystem ausge- bildet ist, lassen sich Vorteile hinsichtlich des wirtschaft- lichen Aufwands für die Kryokühlung erzielen ; darüber hinaus sind aus dem Stand der Technik bekannte Kryoversorgungsein- richtungen, die industriell eingesetzt werden, ohne großen wirtschaftlich-technischen Aufwand an die Erfordernisse des Schiffsbaus anpaßbar. Die Ausgestaltung als zentrales Kühl- system ermöglicht darüber hinaus einen höheren Carnot-Wir- kungsgrad im Vergleich zu kleinere Kapazitäten aufweisenden Einzelanlagen.

Die Ausgestaltung der Kryoversorgungseinrichtung als dezen- trales Kühlsystem geht vorteilhaft mit kürzeren Transferlei- tungen einher, wobei darüber hinaus durch die dezentrale Aus- gestaltung erreicht wird, dass nicht sämtliche HTSL-Komponen- ten von einer einzigen Kryoanlage abhängen.

Je nach Ausgestaltung der erfindungsgemäßen elektrischen Schiffsausrüstung ist es vorteilhaft, wenn deren Kryoversor- gungseinrichtung zentral ausgebildete und dezentral ausgebil- dete Teilkühlsysteme aufweist, wobei ein zentral ausgebilde- tes Teilkühlsystem vorteilhaft einer Lastzentrale mit einer Vielzahl Kühlmittelverbraucher zugeordnet ist, in der ledig- lich kurze Transferleitungen vorhanden sind.

Dezentral ausgebildete Teilkühlsysteme eignen sich bei ver- einzelt und entfernt von anderen Kühlmittelverbrauchern ange- ordneten Kühlmittelverbrauchern.

Darüber hinaus ist ein dezentral ausgebildetes Teilkühlsystem dann erforderlich, wenn Kühlmittelverbraucher vorgesehen sind, die mit einem anderen als dem in der übrigen Kryover- sorgungseinrichtung vorgesehenen Kühlmittel gekühlt werden.

Für Überwasser-Marineschiffe, bei denen eine Beschädigung aufgrund eines Treffers nicht zum Ausfall der gesamten Fahr- anlage führen darf, ist es besonders vorteilhaft, wenn ein dezentral ausgebildetes Teilkühlsystem der Kryoversorgungs- einrichtung jeweils einem Antriebsstrang mit zumindest einem Stromrichtertransformator, zumindest einem Stromrichter und einem Motor zugeordnet ist.

Wenn die Kryoversorgungseinrichtung mit flüssigem Stickstoff als Kühlmittel arbeitet, der eine üblicherweise für eine kry- ogene Kühlung ausreichende Siedetemperatur von 77 K aufweist, sind insoweit Vorteile erreichbar, als flüssiger Stickstoff nicht brennbar ist und als flüssiger Stickstoff aus Luft, de- ren Hauptbestandteil Stickstoffgas ist, ohne weiteres gewon- nen werden kann, wobei die entsprechenden Verfahrenstechniken umweltfreundlich sind und Stickstoff nicht toxisch ist.

Als weitere Kühlmittel, z. B. als Sekundärkühlmittel und/oder als Kühlmittel von dezentral ausgebildeten Teilkühlsystemen der kryotechnischen Versorgungseinrichtung können flüssiges Erdgas, flüssiger Sauerstoff, Helium, Neon, Argon und/oder Luft vorgesehen sein. Flüssiges Erdgas ist zum Beispiel in Erdgastankern verfügbar, als Kühlmittel des weiteren einsetz- barer flüssiger Wasserstoff ist beispielsweise in Kraftstoff- behältern für den Betrieb von Brennstoffzellen verfügbar ; He- lium kommt zum Beispiel als Kühlmittel bei besonders niedri- gen Temperaturen sowie als Arbeitsgas für die Versorgung von Kaltköpfen von Refrigeratoren zum Einsatz.

Mittels der Kryoversorgungseinrichtung sind vorteilhaft auch Schockgefriereinrichtungen, Kühlcontainer ud. dgl., die bei- spielsweise an Bord von fischverarbeitenden Schiffen vorhan- den sind, mit kryotechnischem Kühlmittel versorgbar.

Zur Erzeugung flüssigen Stickstoffs kann die Kryoversorgung- seinrichtung vorteilhaft eine Luftverflüssigungsanlage auf- weisen. Luft zum Betrieb der Luftverflüssigungsanlage steht praktisch unbegrenzt zur Verfügung.

Der flüssige Stickstoff kann vorteilhaft in einem Sammelbe- hälter gepuffert werden, so daß die Kryoversorgungseinrich- tung in einer Grundlast gefahren werden kann, wohingegen die Kühlmittelverbraucher an Bord des Überseeschiffes je nach Be- darf mit kryotechnischem Kühlmittel versorgt werden können.

Für den Fall eines Ausfalls der elektrischen Anlage können aus dem Sammelbehälter die Kühlmittelverbraucher für eine be- stimmte Zeit kalt gehalten werden.

Als dezentral ausgebildete Teilkühlsysteme haben sich insbe- sondere Refrigeratoren als besonders vorteilhaft erwiesen, wobei die Refrigeratoren zweckmäßigerweise jeweils ein ge- schlossenes System bilden.

Den Refrigeratoren zugeordnete Kompressoren sind zweckmäßi- gerweise mittels Wasser rückkühlbar, wobei zu diesem Zweck entweder individuelle Rückkühlkreisläufe aufgebaut werden oder mehrere Refrigeratoren ein ihnen gemeinsames Zwischen- kreiskühlsystem aufweisen können.

Abhängig von der lokalen Unterbringung der Refrigeratoren ist beispielsweise eine Kühlung über die Bordwand mittels Seewas- ser möglich.

Wenn der erfindungsgemäßen elektrischen Schiffsausrüstung zu- mindest eine Brennstoffzelle zugeordnet ist, kann diese vor-

teilhaft mit in der Luftverflüssigungsahlage in großen Mengen anfallendem flüssigen Sauerstoff betrieben werden.

An Bord von Kühlschiffen sowie von Fangschiffen wird verfah- renstechnische Kälte für die Lebensmittelkühlung benötigt.

Eine vorstehend beschriebene Kryoversorgungseinrichtung läßt sich unter Berücksichtigung aller denkbaren Verbraucher aus- legen, wobei verschiedene Kühltemperaturniveaus für unter- schiedliche Zwecke erreicht werden können ; hierzu ist bei- spielsweise der Einsatz von Wärmetauschern mit verschiedenen oder gleichen Kältemitteln möglich.

Es sei darauf hingewiesen, dass das vorstehend bereits als Kühlmittel erwähnte flüssige Erdgas in den Tanks von Flüssig- gastankern in großen Mengen vorhanden ist. Das flüssige Erd- gas hat bei einem Druck von 1 atm eine Siedetemperatur von 111 K und ist daher für bestimmte Kühlzwecke als Kältemittel einsetzbar. Darüber hinaus haben die Tanks natürliche Ver- dampfungsraten. Das so anfallende gasförmige Erdgas, gegebe- nenfalls auch zweckgerichtet verdampftes Erdgas, kann zum An- trieb der Turbine der erfindungsgemäßen elektrischen Schiffs- ausrüstung eingesetzt werden. Das flüssige Erdgas läßt sich als kryogenes Kältemittel bei denjenigen HTSL-Komponenten nutzen, bei denen als Kühltemperatur 111 K ausreichend sind, zum Beispiel in Wärmeschilden oder gegebenenfalls direkt bei Supraleiter-Sprungtemperaturen, die über 111 K liegen.

Die erfindungsgemäße elektrische Schiffsausrüstung ist vor- teilhaft mit Hochgeschwindigkeits-Halbleiterschaltern ausge- rüstet, die mittels der Kryoversorgungseinrichtung mit kryo- technischem Kühlmittel versorgt werden, so dass ihre dauernd auftretenden Durchlassverluste erheblich reduziert werden können.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen : FIGUR 1 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen elektrischen Schiffsausrüstung mit Energieerzeu- gungs-,-verteilungs-und-verbraucheranlagen für Überwasserschiffe ; FIGUR 2 eine Prinzipdarstellung einer als zentrales Kühl- system ausgebildeten Kryoversorgungseinrichtung der erfindungsgemäßen elektrischen Schiffsaus- rüstung in nicht redundanter Ausführungsform mit einem geschlossenen Kreislauf ; FIGUR 3 eine Prinzipdarstellung einer als zentrales Kühl- system ausgebildeten Kryoversorgungseinrichtung der erfindungsgemäßen elektrischen Schiffsaus- rüstung in redundanter Ausführungsform mit ge- schlossenem Kreislauf ; FIGUR 4 eine Prinzipdarstellung einer als zentrales Kühl- system ausgebildeten Kryoversorgungseinrichtung einer erfindungsgemäßen elektrischen Schiffsaus- rüstung in nicht redundanter Ausführungsform mit offenem Kreislauf ; FIGUR 5 eine Prinzipdarstellung einer als zentrales Kühl- system ausgebildeten Kryoversorgungseinrichtung der erfindungsgemäßen elektrischen Schiffsaus- rüstung in redundanter Ausführungsform mit ge- schlossenem Kreislauf ; FIGUR 6 eine Prinzipdarstellung einer als kombiniertes Kühlsystem ausgebildeten Kryoversorgungseinrich- tung der erfindungsgemäßen elektrischen Schiffs- ausrüstung in teilweise nicht redundanter und teil- weise redundanter Ausführungsform mit geschlossenem Kreislauf ; FIGUR 7 eine als dezentrales Kühlsystem ausgebildete Kryo- versorgungseinrichtung der erfindungsgemäßen elek- trischen Schiffsausrüstung ; FIGUR 8 eine weitere Ausführungsform einer als dezentrales Kühlssystem ausgebildeten Kryoversorgungseinrichtung

der erfindungsgemäßen elektrischen Schiffsaus- rüstung ; FIGUR 9 eine dritte Ausführungsform einer als dezentrales Kühlsystem ausgebildeten Kryoversorgungseinrichtung einer erfindungsgemäßen elektrischen Schiffsaus- rüstung ; FIGUR 10 eine Prinzipdarstellung eines konkreten Aus- führungsbeispiels einer erfindungsgemäßen elek- trischen Schiffsausrüstung ; und FIGUR 11 eine Ausführungsform einer bei dem Ausführungs- beispiel gemäß FIGUR 10 der erfindungsgemäßen elektrischen Schiffsausrüstung einsetzbaren Kryo- versorgungseinrichtung.

Eine in FIGUR 1 prinzipiell dargestellte erfindungsgemäße e- lektrische Schiffsausrüstung für Überwasserschiffe hat Ener- gieerzeugungs-,-verteilungs-und-verbraucheranlagen.

Als Energieerzeugungsanlagen für das elektrische Schiffsnetz werden im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Turbinen 1 eingesetzt, die jeweils einen Generator 2 antreiben.

Die beiden Turbinen 1 haben supraleitende Lager, die mittels einer anhand der FIGUREN 2 bis 9 noch zu erläuternden Kryo- versorgungseinrichtung 3 mit einem kryotechnischen Kälte- bzw. Kühlmittel versorgt werden. Lediglich für den Fall eines Ausfalls der Kryoversorgungseinrichtung 3 sind Nothilfslager für die Turbinen 1 vorgesehen.

Die Generatoren 2 sind in HTSL-Bauweise als Synchronmaschinen mit supraleitenden Polrad-und Luftspaltwicklungen ausgebil- det. Auch die HTSL-Generatoren 2 weisen supraleitende Lager entsprechend denen der Turbinen 1 auf. Die supraleitenden La- ger der HTSL-Generatoren 2 sowie letztere werden mittels der Kryoversorgungseinrichtung 3 mit dem kryotechnischen Kühlmit- tel versorgt.

Die beiden HTSL-Generatoren 2 speisen jeweils einen Netzab- schnitt 4 bzw. 5 des in FIGUR 1 in prinzipieller Darstellung gezeigten elektrischen Schiffsnetzes 4,5.

Zwischen den beiden Netzabschnitten 4,5 ist ein in HTSL- Bauart ausgebildeter Strombegrenzer 6 angeordnet, der durch die Kryoversorgungseinrichtung 3 mit dem kryotechnischen Kühlmittel versorgt wird. Mittels des HTSL-Strombegrenzers 6 ist es möglich, bisher getrennte Anlagenteile zu kuppeln, wo- durch der Betrieb des Schiffsnetzes erheblich verbessert wird ; dynamische und thermische Auswirkungen von Kurzschluss- strömen werden durch den HTSL-Strombegrenzer 6 reduziert.

Durch die Kupplung bisher getrennter Anlagen kann die Versor- gungssicherheit verbessert werden, wobei durch die Erhöhung der Kurzschlussleistung die Auswirkungen von Netzrückwirkun- gen, die durch Stromrichterlasten verursacht werden, verbes- sert werden können.

Der bei der Darstellung in FIGUR 1 untere Netzabschnitt 4 verzweigt sich in drei Netzzweige. In einem Netzzweig ist ein Rotationsumform-Motor-Generator 7 vorgesehen, mittels dem beispielsweise eine Beleuchtungseinrichtung des Überwasser- schiffes betrieben werden kann. Der Rotationsumform-Motor- Generator 7 ist in HTSL-Bauweise als Synchronmaschine mit supraleitenden Polrad-und Luftspaltwicklungen ausgebildet und wird mittels der Kryoversorgungseinrichtung 3 mit kryo- technischem Kühlmittel versorgt.

In einem weiteren Netzzweig des in FIGUR 1 unteren Netzab- schnitts 4 ist ein Antriebsstrang mit einem Stromrichter- transformator 8, einem Stromrichter 9 und einem Motor 10 vor- gesehen, mittels dem ein Schiffspropeller 11 antreibbar ist.

Der Stromrichtertransformator 8 ist in HTSL-Bauweise mit sup- raleitenden Wicklungen ausgeführt und wird durch die Kryover- sorgungseinrichtung 3 mit kryotechnischem Kühlmittel ver- sorgt.

Auch die Komponenten des Stromrichters 9 werden mittels der Kryoversorgungseinrichtung 3 bzw. des durch diese zur Verfü- gung gestellten kryotechnischen Kühlmittels gekühlt.

Der Motor 10 ist ebenfalls in HTSL-Bauweise hergestellt und wird durch die Kryoversorgungseinrichtung 3 mit kryotechni- schem Kühlmittel versorgt. Die Lager des HTSL-Motors 10 sind als supraleitende Lager entsprechend denjenigen des HTSL- Generators 2 bzw. der Turbine 1 ausgebildet.

Im bei der Darstellung in FIGUR 1 oberen Netzzweig des unte- ren Netzabschnitts 4 des Schiffsnetzes sind ein Stromrichter- transformator 12 und ein Spannungszwischenkreisumrichter 13 vorgesehen, über die unterschiedliche elektrische Verbraucher versorgt werden.

Der Stromrichtertransformator 12 ist in HTSL-Bauweise mit supraleitenden Wicklungen ausgebildet und wird durch die Kry- oversorgungseinrichtung 3 mit kryotechnischem Kühlmittel ver- sorgt.

Der Spannungszwischenkreisumrichter hat ein netzseitiges Leistungsumrichtermodul 14, einen Spannungszwischenkreiskon- densator 15 und ein maschinenseitiges Leistungsumrichtermodul 16. Der Spannungszwischenkreiskondensator 15 ist in HTSL-Bau- weise ausgebildet und wird gemeinsam mit dem netzseitigen Leistungsumrichtermodul 14 und dem maschinenseitigen Leis- tungsumrichtermodul 16 durch die Kryoversorgungseinrichtung 3 mit kryotechnischem Kühlmittel versorgt.

In einem Netzzweig des in FIGUR 1 oberen Netzabschnitts 5 des Schiffsnetzes sind ein weiterer Stromrichtertransformator 17, ein Stromzwischenkreisumrichter 18 und ein weiterer Motor 19 angeordnet, mittels dem ein zweiter Schiffspropeller 20 an- treibbar ist.

Der weitere Stromrichtertransformator 17 ist in HTSL-Bauart mit supraleitenden Wicklungen ausgestaltet und wird mittels der Kühlversorgungseinrichtung 3 mit kryotechnischem Kühlmit- tel versorgt.

Der Stromzwischenkreisumrichter 18 hat ein netzseitiges Lei- tungsumrichtermodul 21, eine Stromzwischenkreisdrossel 22 und ein maschinenseitiges Leistungsumrichtermodul 23. Die Strom- zwischenkreisdrossel 22 ist in HTSL-Bauart ausgebildet und wird gemeinsam mit dem netzseitigen Leistungsumrichtermodul 21 und dem maschinenseitigen Leistungsumrichtermodul 23 mit- tels der Kryoversorgungseinrichtung 3 mit kryotechnischem Kühlmittel versorgt.

Der weitere Motor 19 ist ebenfalls in HTSL-Bauart ausgeführt und mittels supraleitender Lager gelagert. Der HTSL-Motor 19 und seine supraleitenden Lager werden mittels der Kryoversor- gungseinrichtung 3 mit kryotechnischem Kühlmittel versorgt.

In den weiteren Netzzweigen des in FIGUR 1 oberen Netzab- schnitts 5 sitzt jeweils ein Stromrichtertransformator 12, der wie der in dem betreffenden Netzzweig des unteren Netzab- schnitts 4 angeordnete Stromrichtertransformator 12 ausgebil- det ist.

Die beiden in FIGUR 1 unteren Stromrichtertransformatoren 12 im oberen Netzabschnitt 5 sind gemeinsam mit jeweils einem Magnetenergiespeicher 24 in einem Netzzweig angeordnet.

Die beiden Magnetenergiespeicher 24 sind jeweils in HTSL- Bauart ausgeführt und werden durch die Kryoversorgungsein- richtung 3 mit kryotechnischem Kühlmittel versorgt.

Der im in FIGUR 1 oberen Netzzweig des oberen Netzabschnitts 5 vorgesehene Stromrichtertransformator 12 speist über einen Spannungszwischenkreisumrichter 25, der in seiner technisch- konstruktiven Ausgestaltung und in seinem Aufbau mit dem Spannungszwischenkreisumrichter 13 im in FIGUR 1 unteren

Netzabschnitt 4 übereinstimmt, mehrere in FIGUR 1 nicht ge- zeigte Verbraucher.

Der Spannungszwischenkreisumrichter 25 sowie der in FIGUR 1 obere HTSL-Magnetspeicher 24 sind über ein ununterbrechbares Energieversorgungsglied 26 miteinander verbunden. Das Ener- gieversorgungsglied 26 wird durch von der Kryoversorgungsein- richtung 3 zur Verfügung gestelltes Kühlmittel gekühlt.

In den FIGUREN 2 bis 9 sind unterschiedliche Ausgestaltungen der Kryoversorgungseinrichtung 3 der elektrischen Schiffsaus- rüstung gezeigt.

Die in FIGUR 2 gezeigte Ausführungsform der Kryoversorgung- seinrichtung 3 ist als zentrales Kühlsystem ausgebildet. Zu dieser Kryoversorgungseinrichtung 3 gehört eine Kühlanlage bzw. Luftverflüssigungsanlage 27. In dieser Kühl-bzw. Luft- verflüssigungsanlage 27 wird flüssiger Stickstoff erzeugt und über isolierte Leitungen in einen Sammelbehälter 28 eingelei- tet. Aus dem Sammelbehälter 28 heraus werden HTSL-Transforma- toren 29, HTSL-Generatoren 30, HTSL-Strombegrenzer 31, HTSL- Motoren 32 sowie weitere vorstehend geschilderte Bestandteile 33 der elektrischen Schiffsausrüstung über isolierte Leitun- gen mit kryotechnischem Kühlmittel versorgt. Eine stromab der genannten Komponenten vorgesehene isolierte Sammelleitung führt das kryotechnische Kühlmittel über lediglich auf eine höhere Temperatur zu kühlende Bestandteile 34 der elektri- schen Schiffsausrüstung zu einem weiteren Sammelbehälter 35, in dem der gasförmige Stickstoff speicherbar ist, bevor er wieder in die Kühl-bzw. Luftverflüssigungsanlage 27 einge- leitet wird. Die vorstehend anhand von FIGUR 2 geschilderte Kryoversorgungseinrichtung 3 ist nicht redundant ausgebildet und hat einen geschlossenen Kreislauf für das kryotechnische Kühlmittel.

Die in FIGUR 3 gezeigte Ausführungsform der Kryoversorgung- seinrichtung 3 unterscheidet sich von der in FIGUR 2 gezeig-

ten dadurch, dass sie redundant ausgebildet ist und entspre- chend zwei Kühl-bzw. Luftverflüssigungsanlagen 27a, 27b, zwei Sammelbehälter 28a, 28b für flüssigen Stickstoff und zwei Sammelbehälter 35a, 35b für gasförmigen Stickstoff sowie entsprechend zwei isolierte Leitungssysteme aufweist.

Die in FIGUR 4 gezeigte Ausführungsform der Kryoversorgung- seinrichtung 3 unterscheidet sich von der in FIGUR 2 gezeig- ten dadurch, dass der Kühlmittelkreislauf offen gestaltet ist, wobei statt einer Kühl-bzw. Luftverflüssigungsanlage 27 und eines Sammelbehälters 28 ein Speicher 36 für flüssigen Stickstoff vorgesehen ist, aus dem der flüssige Stickstoff über isolierte Leitungen entnommen und den zu kühlenden HTSL- Teilen sowie den weiteren zu kühlenden Bestandteilen zuge- führt wird. Stromab der zu kühlenden Teile entweicht der dann gasförmige Stickstoff in die Atmosphäre.

Die in FIGUR 5 gezeigte redundante Ausführungsform der Kryo- versorgungseinrichtung 3 unterscheidet sich von der anhand von FIGUR 3 beschriebenen dadurch, daß lediglich HTSL-Trans- formatoren 29, HTSL-Generatoren 30, HTSL-Strombegrenzer 31 sowie HTSL-Motoren 32 mit kryotechnischem Kühlmittel versorgt werden.

FIGUR 6 zeigt eine Kryoversorgungseinrichtung 3, die ein zentral ausgebildetes Teilkühlsystem 37 und ein dezentral ausgebildetes Teilkühlsystem 38 aufweist.

Das zentral ausgebildete Teilkühlsystem 37 entspricht hin- sichtlich seines Aufbaus und seiner Funktion der anhand von FIGUR 2 näher beschriebenen Kryoversorgungseinrichtung 3. Das dezentral ausgebildete Teilkühlsystem 38 der in FIUGR 6 ge- zeigten Kryoversorgungseinrichtung 3 hat zwei Refrigeratoren 39a, 39b, die zur Kühlung eines einem Schiffspropeller zuge- ordneten HTSL-Motors 32 vorgesehen sind. Entsprechend ist das dezentral ausgebildete Teilkühlsystem 38 redundant.

FIGUR 7 zeigt eine dezentral ausgebildete Kryoversorgungsein- richtung 3, die zwei nicht redundante, jeweils in sich zent- ral ausgebildete Teilkühlsysteme 37 aufweist, von denen jedes der anhand von FIGUR 3 erläuterten Kryoversorgungseinrichtung 3 entspricht.

Eine in FIGUR 8 gezeigte, dezentral ausgebildete Kryoversor- gungseinrichtung 3 hat im dargestellten Ausführungsbeispiel sechs Refrigeratoren 39, mittels denen ein HTSL-Transformator 29 mit zugehörigen Komponenten 40, ein HTSL-Generator 30, ein HTSL-Motor 32, ein erster HTSL-Strombegrenzer 31, ein zweiter HTSL-Strombegrenzer 31 sowie ein HTSL-Stromkabel 41, mit kry- otechnischem Kühlmittel versorgt werden. Die in FIGUR 8 ge- zeigte Kryoversorgungseinrichtung 3 ist nicht redundant aus- gebildet.

Die in FIGUR 9 gezeigte Kryoversorgungseinrichtung 3 unter- scheidet sich von der in FIGUR 8 gezeigten dadurch, daß sie redundant ausgebildet ist und entsprechend jedem zu kühlenden Element zwei Refrigeratoren 39a, 39b zugeordnet sind.

Eine in FIGUR 10 mit Leistungsangaben dargestellte elektri- sche Schiffsausrüstung hat zwei gleichgestaltete Netzab- schnitte 42,43, die über einen HTSL-Strombegrenzer 44 mit- einander koppelbar sind. Jeder Netzabschnitt 42 bzw. 43 hat drei HTSL-Generatoren, die jeweils eine Nominalleistungsabga- be von 14 MVA aufweisen. Des weiteren hat jeder der beiden Netzabschnitte 42,43 einen HTSL-Propellermotor 46, mittels dem ein Schiffspropeller 47 antreibbar ist.

Die Polradwicklungen der sechs HTSL-Generatoren 45 und der beiden HTSL-Propellermotoren 46 sind auf 25 K gekühlt ; je HTSL-Generator 45 ist eine Kryokühlleistung von 200 W, je HTSL-Propellermotor 46 eine Kryoleistung von 300 W erforder- lich. Insgesamt ergibt sich zur Kühlung der sechs HTSL-Gene- ratoren 45 und der zwei HTSL-Propellermotoren 46 eine zu in- stallierende Kryokühlleistung von 1800 W.

In jedem Netzabschnitt 42 bzw. 43 sind für den HTSL-Propel- lermotor 46 vier HTSL-Stromrichtertransformatoren mit einer Nennleistung von jeweils 9,2 MVA vorgesehen, die den HTSL- Propellermotor über vier Stromrichter 49 versorgen.

Des weiteren sind in jedem Netzabschnitt 42 bzw. 43 sieben HTSL-Verteilertransformatoren 50 vorgesehen, mittels denen weitere, in FIGUR 10 nicht dargestellte Verbraucher od. dgl. versorgt werden. Von den sieben HTSL-Verteilertransformatoren 50 je Netzabschnitt 42 bzw. 43 weisen drei eine Nennleistung von 1,8 MVA, drei eine Nennleistung von 2,2 MVA und einer ei- ne Nennleistung von 4,4 MVA auf.

Der zwischen den beiden Netzabschnitten 42,43 vorgesehene HTSL-Strombegrenzer 44 hat einen Lastfluss von maximal 28 MVA.

Der HTSL-Strombegrenzer 44, die acht HTSL-Stromrichtertrans- formatoren 48 und die vierzehn HTSL-Verteilertransformatoren 50 werden jeweils auf eine Temperatur von 77 K gekühlt.

Für die acht hat HTSL-Stromrichtertransformatoren 48 ergibt sich jeweils eine zu installierende Kryokühlleistung von 9500 W, d. h. insgesamt 76000 W, für die sechs HTSL-Verteilertrans- formatoren mit der Nennleistung von 1,8 MVA jeweils eine zu installierende Kryokühlleistung von 3000 W, somit insgesamt 18000 W, für die sechs HTSL-Verteilertransformatoren 50 mit der Nennleistung von 2,2 MVA eine zu installierende Kryokühl- leistung von jeweils 3500 W, somit insgesamt 21000 W, für die zwei HTSL-Verteilertransformatoren mit der Nennleistung von 4,4 MVA eine zu installierende Kryokühlleistung von jeweils 6000 W, somit insgesamt 12000 W, und für den HTSL-Strombe- grenzer 44 eine zu installierende Kühlleistung von 1000 W.

Die insgesamt für die auf 77 K zu kühlenden Komponenten zu installierende Kryokühlleistung beläuft sich somit auf insge- samt 128000 W.

FIGUR 11 zeigt eine Kryoversorgungseinrichtung 3, bei der zweiundzwanzig HTSL-Transformatoren 29, sechs HTSLGenera- toren 30 und ein HTSL-Strombegrenzer 31 mittels einer Kühl- bzw. Luftverflüssigungsanlage 27 über einen vorgeschalteten Sammelbehälter 28 mit flüssigem Stickstoff als Kühlmittel versorgt werden, der stromab in einem weiteren Sammelbehälter 35 in gasförmiger Form aufgenommen und dann der Kühl-bzw.

Luftverflüssigungsanlage 27 wieder zugeführt wird. Die HTSL- Motoren 32 der elektrischen Schiffsausrüstung werden mittels zweier Refrigeratoren 39a, 39b mit Kühlmittel versorgt.

Die Erfindung ist anhand der elektrotechnischen Ausrüstung eines Überwasserschiffes beschrieben. Es versteht sich, daß auch U-Boote vorteilhaft mit den beschriebenen HTSL-Komponen- ten ausgerüstet werden. Diese sind dann entsprechen den An- forderungen an das Energieerzeugungs-Verteilungs-und Ver- brauchssystem eines U-Bootes angepaßt miteinander verbunden.