Stoomaandrijving van Parsons

De Rotterdam is een stoomschip. Velen denken dan direct aan het scheppen van grote hoeveelheden kolen om de ketels te stoken. Sinds de twintiger jaren van de vorige eeuw worden de ketels van de toen gebouwde stoomschepen echter met olie gestookt. Zo hebben jarenlang stoomschepen de wereldzeeën bevaren tot en met de mammoettankers. Achtergrond daarvan was dat de vele scheepvaartmaatschappijen onvoldoende het vertrouwen hadden dat de benodigde grote vermogens op betrouwbare wijze konden worden geleverd door motoren. Weliswaar waren motorschepen economischer in gebruik, maar schepen met een stoomturbine-installatie waren stiller en hadden minder last van trillingen. Bovendien kon het surplus aan (stoom)energie op passagiers- en bijvoorbeeld tankschepen goed worden gebruikt voor de verwarming van hutten en ladingtanks.

Een doorbraak in de stoomvoortstuwingstechniek kwam al in 1894, toen The Parsons Marine Steam Turbine Co in Wallsend bij Newcastle upon Tyne een experimentele turbine-installatie in het stoomschip Turbinia demonstreerde. De installatie verving de traditionele zuigermachine. De Turbinia haalde na een aantal grondige verbeteringen 34,5 knoop (oftewel 63,8 km per uur), wat voor die tijd spectaculair was. De turbinetechniek houdt in, dat in stoomketels geproduceerde stoom op een schoepenrad wordt gespoten waardoor een draaiende beweging ontstaat. De turbine is via tandwielkasten gekoppeld aan de schroefas. Om elektriciteit op te wekken kan een turbine ook worden gekoppeld aan een generator.
Voordeel van de turbine ten opzichte van de zuigermachine is dat de verticale beweging van de zuigerstangen niet hoeft te worden omgezet in een draaiende beweging van de as. Hierdoor worden trillingen voorkomen en kan meer snelheid worden bereikt.

5.0.3

5.0.3

Met deze doorbraak luidde Parsons een nieuw tijdperk in dat wat betreft de passagiersschepen in 1964 eindigde met de bouw van het stoomschip Shalom. Tussen 1950 en 1964 werden ruim dertig grote passagiersschepen gebouwd met Parsons turbines. Bekende schepen met een Parsons turbine uit deze periode zijn of waren de Andrea Doria, Leonardo da Vinci, Orsova, Northern Star, Statendam, Rotterdam, Windsor Castle, Transvaal Castle, Oriana en France. Behalve de Rotterdam zijn alle genoemde schepen gesloopt.

statendam-iv-summer-1967-5

Meestal werden de turbines in licentie gebouwd bij de bouwwerf of een machinefabriek in de buurt daarvan. De Rotterdam was een van de grote vertegenwoordigers van de generatie passagiersschepen voor de lijndienst. In de zestiger jaren behoorde het schip tot de top tien van de wereldranglijst.

De Rotterdam is het grootste passagiersschip dat in Nederland is gebouwd met Parsons turbines. Het andere in Nederland gebouwde stoomschip met Parsons turbines, de Statendam van 1957, is in 1986 omgebouwd tot motorschip en in 2004 gesloopt.

De turbines van de Rotterdam zijn in licentie gebouwd bij De Schelde in Vlissingen.

ssrotterdam-lagedrukturbine-schelde-krijnen2
foto Klaas Krijnen

De installatie bestaat uit twee hoofdgroepen met voor- en achteruit turbines die in normaal continubedrijf 17.500 APK bij 131.5 omwentelingen per minuut produceerden. De dienstsnelheid bedraagt 20,5 knopen. Het maximumvermogen bedraagt 19.250 APK bij 135,5 omwentelingen van de schroef per minuut.
De twee hoofdgroepen zijn verdeeld in ieder 3 turbines, met hogedruk, middendruk en lagedrukturbines. In de lagedrukturbines is een diabolo-vormige schoependrager flexibel in het turbinehuis geplaatst. Er zijn ook twee afzonderlijke hogedrukachteruitturbines geïnstalleerd. Deze kunnen 10.500 APK per turbine produceren, met 108 omwentelingen van de schroef per minuut.

Techniek-20081222-019_Manoeuvreerbord_Koene
Het hoofdmanoeuvreerpaneel foto Jan-Willem Koene

Bij het ontwerp van de totale installatie moest rekening worden gehouden met wisselend gebruik van het schip in de transatlantische lijndienst en in de cruisevaart. Verschil daartussen is dat in de lijndienst het schip vijf of zes dagen continu volle kracht vaart, terwijl in de cruisevaart het schip afwisselend snel, langzaam vaart en soms zelfs om de dag stil ligt. De vier ketels (ook door De Schelde gebouwd) konden zo worden gestookt, dat zij ook bij weinig behoefte aan stoom efficiënt werkten.
Gelet op de mogelijke militaire bestemming in oorlogstijd was de voortstuwingsinstallatie voorbereid op een extra hoge snelheid om in konvooi te kunnen varen. Daarvoor werd een vierde ketel geplaatst en werden voorzieningen aan de turbines getroffen.

Andere grote passagiersschepen waren vaak puur op snelheid gebouwd en konden met hun stoominstallatie niet efficiënt cruises varen. Ombouw tot motorschip volgde, bijvoorbeeld bij de Queen Elizabeth 2.