核能在民用船舶上的应用
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1.船舶行业发展新能源的意义
我国是一个人口众多、资源相对不足、生态先天脆弱的发展中国家。随着经济的快速增长和人口的不断增加，缓解资源不足的矛盾，改善生态环境，实现可持续发展，成为我们十分紧迫的任务。长期以来，我国政府高度重视资源环境问题，把节约资源、保护环境作为基本国策，努力建设资源节约型、环境友好型社会。
自上世纪七十年代的石油危机以来，燃油价格一直攀升，燃料费用占船舶营运开支的比重，从原来的百分之十几增加至百分之三十到四十。因此，节能减排成为了世界上各大航运企业关注和投入的焦点，常规能源的日益枯竭迫使人们考虑如何节约现有能源和开发利用新的能源。在船舶行业中，船舶推进装置主要是由船用柴油机作为船舶推进动力带动螺旋桨组成，船用柴油机也逐渐成为船舶推进动力的主流。最近60年，船用柴油机取得了巨大的发展；在全球经济持续发展的今天，世界物资运输所需要的船舶数量也愈来愈多，随之而来的船舶排放废弃物对环境的污染也日趋严重。众所周知，全球石油资源在日益耗尽，人们必须在石油没有用完的大约60年的时问内，找到新的能源以及相匹配的动力装置，为此新能源与可再生能源动力船舶和环保型船舶成为了研究热点。
新能源与可再生能源是指除常规化石能源和大中型水力发电、核裂变发电之外的生物质能、太阳能、风能、小水电、地热能以及海洋能等一次能源。研究和实践表明，新能源和可再生能源资源丰富、分布广泛、可以再生且不污染环境，是国际社会公认的理想替代能源。新能源和可再生能源的开发利用不仅可以解决目前世界能源紧张的问题，还可以解决与能源利用相关的环境污染问题，促进社会和经济可持续性发展。根据国际权威机构的预测，到21世纪60年代，全球新能源与可再生能源的比例，将会发展到世界能源构成的50％以上成为人类社会未来能源的基石和化石能源的替代能源。目前世界大部分国家能源供应不足，不能满足经济发展的需要，各国纷纷出台各种法规支持开发利用新能源和可再生能源，使得新能源和可再生能源在全球升温。在2l世纪，能源是国民经济发展的动力，也是衡量综合国力、国家文明发展程度和人民生活水平的重要指标。
随着石油资源的枯竭和环保要求的不断提高，绿色船舶已成为未来船舶发展的方向其中研究利用清洁能源船舶辅助系统最具有革新性和代表性。其将充分利用风能、太阳能以及波浪能等零污染或可再生能源，为船上设施提供相对独立的能量来源，在降低船舶发电机或主机能耗的同时保证船舶的正常航行。太阳能主要是通过布置在船舶上的太阳能电池板等装置进行能量收集，随后转换成光伏电能将被直接应用于电气设备或储存起来。太阳能在船舶中应用主要以太阳能光伏发电系统为主，是最具有前景的船用新能源之一。风能也是比较容易开发的新能源，全球范围内都分布着比较丰富的风力资源，将风能应用在船舶上便成为人们研究的热点。首先，风能的利用有着悠久的历史和丰富的经验；其次，风能是取之不尽用之不竭的自然能源。风能主要是通过布置在船上的风帆借助风的能量，在保证船舶各项性能稳定的条件下，从而推动船舶前进。
因此，对于我国这样一个能源短缺的发展中国家来说，将太阳能和风能、核能等新能源应用在船舶上有着重要的意义和深远的影响。
2新能源发电方式
能源都来自于自然界,基本上可以分为可再生能源和不可再生能源两大类,可再生能源的
利用是当前研究和开发新能源供电方式的重要课题。其研究热点主要集中在风力发电、太阳能电池和燃料电池方面。
1. 1风力发电
人类利用风能的历史可以追溯到公元前,我国是风能开发和利用较早的国家之一,早在3000多年前就开始以风能作为动力进行磨面、提水和航海。但数千年来,风能技术发展缓慢,没有引起人们足够的重视。自1973年世界石油危机以来,风能作为新能源的一部分才重新有了长足的发展。目前,风力发电已成为风能利用的主要形式,受到世界各国的高度重视,而且发展速度最快。风力发电通常有3种运行方式:一是独立运行方式,通常是一台小型风力发电机向一户或几户提供电力,它用蓄电池蓄能,以保证无风时的用电;二是风力发电与其他发电方式(如柴油机发电)相结合的联合供电方式,向交通不便的边远山村、沿海岛屿或地广人稀的草原牧场提供电力;三是并网型风力发电运行方式,安装在有电网且风力资源丰富的地区,常常是一处风场安装几十台甚至几百台风力发电机,这是风力发电的主要发展方向。
1. 2太阳能电池
自上世纪50年代第一块实用的硅太阳电池研制成功,太阳能光电技术已历经了半个世纪的发展。目前占主流的太阳电池是硅太阳电池,它又分单晶硅太阳电池、多晶硅太阳电池(总称晶体硅太阳电池)和非晶硅太阳电池。目前,单晶硅太阳电池组件的平均效率已达到3%～15%,多晶硅太阳电池组件的平均效率已有12%～14%。未来的研究趋势表现为两方面:一方面,研究新的光电技术,比如有机纳米晶太阳电池;另一方面研究晶体硅薄膜太阳电池,开发大功率太阳能模块,这些模块由单晶硅制成,再罐装到经过特别处理的双层玻璃之间。这些大功率太阳能模块产生的能量比其他太阳能电池要大10%左右。与此同时,太阳能光电技术应用系统方面,在历经了交通信号、通信、管网保护和边远无电、缺电地区的居民家庭供电等方面的特殊场合应用以后,现在正在迈向较大规模的商业应用。一方面,兆瓦级阳光电站不断出现,在已建成的兆瓦级电站中,最大的已达到 6.5MW;另一方面,近年来许多国家的政府都非常重视屋顶阳光发电系统的发展。这些系统以家庭为单位进行安装供电,同时为了降低造价省去储能部件(蓄电池) ,与大电网相联,互相补充电能。
1. 3燃料电池
早在1839年,英国人W. Grove就提出了氢和
氧反应可以发电的原理,这就是最早的氢2氧燃料电池(FC) 。近年来,由于一次性能源的匮乏和环境保护的需要,要求开发利用新的清洁可再生能源。由于燃料电池具有能量转换效率高、对环境污染小等优点而受到世界各国的普遍重视。燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能,直接转化为电能的装置。当源源不断地从外部向燃料电池供给燃料和氧化剂时,它可以连续发电。依据电解质的不同,燃料电池分为碱性燃料电池(AFC) 、磷酸型燃料电池(PAFC) 、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC) 、固体氧化物燃料电池(SOFC) 及质子交换膜燃料电池(PEMFC)等[3]。燃料电池不受卡诺循环限制,能量转换效率高,且具有洁净、无污染、低噪声、模块结构、高功率比、可积木化及连续工作等特性。由于燃料电池是目前惟一同时兼备上述优良性能的能量转换装置,因此,被称为是继水力、火力、核能之后第四代发电装置和替代内燃机的动力装置,将在国防和民用的电力、汽车、通信等领域发挥重要作用。
3.核能及其在船舶利用现状
我们知道核电站运行带来的经济、环境上的巨大好处，也听说过核动力航母、潜艇的巨大威力，但几乎没听过核动力在民用船舶上的应用。随着石油价格的飙升（106.53美元/桶），世界对环境保护的要求加强，以及发达国家利用能耗问题对我国船舶工业的打击日益严重，我们不得不考虑利用非常规动力的新能源船舶，来满足日益增长的交通需求。俄罗斯“列宁
号”破冰船的良好运行说明在现在的科学发展水平的影响下，核动力是最佳选择。
核动力就是通过由核裂变、核聚变或者放射性衰变等不同方式释放热能加热工质的核反应堆、热工质输送系统、循环系统、冷却系统, 以及控制保障等配套系统组成的核能发动机。与目前主流的柴油机动力推进船舶相比，核动力推进的船舶具有明显的比较优势。
在船舶上使用核动力装置，能使船舶的性能大大改善，速度加快，一次装料，航行能力达百万公里以上。核反应中核裂变无需氧气, 也不会产生废气, 按照国际标准设计建造的核反应堆性能可靠, 可以连续运用数年而无须添加燃料,这是石油等其它能源无法比拟的, 至于在成本方面, 核动力优势更加明显。而经济学家和企业家最关心的不就是商船的高速度、高性能、高运量、低成本高效益和高投资回报率吗？所以说，核反应堆的利用使远洋船舶动力技术进入新的时代。
4.核能在船舶利用的优越性
（1）首先，核动力船舶不依赖化石燃料，可实现污染零排放，在整个营运过程中是一种非常彻底的环境友好型绿色船舶；
(2)利用核动力作为舰船的推进装置其最大的优点是不需要大量的燃料储备就能长期航行，续航力可以说是没有限制的。以一艘排水量为5万吨级的远洋船舶为例，若采用核反应堆作动力，在不补充核燃料的条件下，连续航行一年，航程可达几万海里，只消耗几十公斤的铀－235。而普通远洋船舶一年就要烧掉几万吨的煤或重油，且非要在各地海港上添加燃料不可。核动力舰船就省去了装载燃料的停泊时间，同时增加了航行时间。一般一艘核动力舰船反应堆一次装料可连续运行几年，最新设计的船用核动力反应堆从下水投入航运起至舰船退役不须更换核燃料，反应堆与舰船同寿期。对于洲际海区缺乏海港的地带，核动力舰船更显示出其优点，因此，可为船东高速化营运、提高航运效率和周转率提供硬件保障；
(3)采用核动力使舰船的有效载重量提高，有利于提高舰船的航速。普通舰船由于装载了大量储备燃料而减少了有效载重量，舰船的吨位越大相应储备燃料装量也越大，按比例增加。但若改用核动力，则所装载的核燃料重量几乎可以忽略不计，核动力船舶无须设置专门的排气管、烟囱、燃油舱及燃油系统,而且随着舰船的吨位加大，核动力舰船中动力装置重量比例更小，可以大大节省船舶空间，提高船舶货舱的装载量或布置更多作业设备，从而大幅提高船体空间的利用效率；
（4）相对于在航行中利用太阳能，风能等能源，核动力船舶的技术相对成熟可靠、能源利用效率高，更易于船东、投资者接受；
（5）船舶对发动机要求很高，这样威力强大、可以持续平稳运营的船用核动力发动机则相对简便得多。
5.核动力（热管）在民船上的应用
自上个世纪50年代以来，从技术和经济角度来看，核动力用于民用船和商用船的意义很大。且前苏联核动力破冰船的成功航行在技术上证明了核动力民用船舶的可行性。至于经济不可行性主要是是因为当时油价低，而现在油价已经上涨到100美元一桶，并会继续上涨，加上核技术的进步，用核动力作为能源的成本必然低廉。而且行波堆，热管堆的应用必然也将提高核动力的安全性。
核动力民用商船有着广泛的应用范围。其一，随着对极地，海洋资源的考察开发，对考察船的性能要求越来越高，因此包括极地考察船在内的破冰船是首先值得考虑的船型。破冰船往往需要较大的推进力并拥有可携带诸多作业设备的空间，而且需要很大的功率, 在破冰期间, 燃料消耗很大, 距北极很远; 在遥远的北极地区，换料是很困难的, 以及破冰船不需要停泊外国港口。因此，未来的极地作业船完全可以考虑采用核动力推进。其二，超大型集
装箱船和固定航线的远程矿砂船也可采用功率较大的核动力装置，可将航速提至40节左右，以提高运输效率以及经济效益。其三，由于固定在海上的特性，大型海上浮式生产储油船（FPSO）可直接规避现有海事及船旗国的法规限制，而且对海洋海洋石油的开采需要大量能量，因此，也可以考虑使用核动力装置。其四，将一定数量的核动力海上充电站定点部署于重要远洋航线上，为未来使用电池动力的商船提供充电服务，也是核动力装置应用的潜在领域。
在技术方面核技术的发展给了我们很多选择，我们设想利用行波堆，热管堆结合的方式来构造新型核动力。利用行波堆产生能量，利用热管技术导热及冷却核反应堆。
“行波堆”技术可以直接利用以往被废弃的铀同位素，使核能原料利用率提高五六十倍甚至更多。“行波堆”的另一大优势就是不需换料及后处理，可大大提高运行安全性，更能极大降低核扩散风险。这样商船发生碰撞而导致核扩散的危险大大降低。即使落入海盗或恐怖分子的手里也不会被利用制造核武器。
热管是一种利用汽化和冷凝的高潜热、毛细抽吸现象及无需外界动力而能够进行传热的高效节能元件。热管是通过管内工质的相变化来实现传热的。热管是60 年代中期出现的1 种高效传热元件, 当时它是为解决空间飞行器内电子设备的散热及发展空间核电源而研制的，那么把热管应用在民用船舶核动力上也是可行的。热管传热具有下述优点:
1) 良好的等温性，蒸汽压力增加时热管的等温性会更好。
2) 可变换热通量，热管中的蒸汽和冷凝过程在通道空间中是分开的。
3) 温控和恒温，传热功率在大范围内变化时, 管内的温度变化甚小。
4) 远距离传热：分离式热管的蒸发段和冷凝段可相隔一定距离, 两者用蒸汽上升管和冷凝液下降管连接以实现远距离传热。
此外, 热管自重轻, 无运动部件, 基本上不需维修。热管自成一体, 在热管换热系统中, 少数热管损坏不影响整个热管换热系统的运行, 实现了换热介质的有效分隔。用热管移走堆芯热量的可靠性高。单支热管若意外失效, 不影响整个堆芯的正常工作, 失效热管所应传递的热量由邻近热管以传导和辐射形式移走。其次, 可省去循环冷却液的机械泵或电磁泵, 管路阀门系统也相继简化。由于热管直接和后续热电转换系统相连, 又省去了堆芯冷却剂及其和外回路之间的换热器。热管是靠管壳内工作液体的汽化及冷凝相变过程来完成热量输送, 管内充装液体量大大少于常规方式冷却堆芯所需的冷却剂量, 缓解了冷却剂被活化引起的
腐蚀问题。
并且利用热管技术能应对堆芯失冷事故。堆芯失冷是核反应堆的重大事故。高温高压冷却剂大量流失释放出来的高温蒸汽将引起安全壳超温超压, 并有可能破裂造成严重后果。由于热管良好的导热性，运用热管的停堆释热，用热管排走核废料衰变热也是可行的。采用热管强化了散热，保证了冷却效果。另外任何一支热管破裂都不会使安全壳内外沟通, 单根热管只有两端同时破裂才会出现安全壳内外沟通的情况, 而这种可能性几乎是不存在的。这些都有助于在事故条件下的安全壳体保护。
6.后记
民用核动力船舶研究的风险也是明显的，这些风险主要来自经济、技术、法规以及社会认知等方面。尽管如此，开展民用核动力船舶研究对我国船舶工业未来发展仍有重要战略意义。
课程论文评阅表 教师签名：
新能源利用技术的发展及在汽车船舶领域的运用一、新能源利用技术目前的发展 目前，新能源已成为能源来源多样化，缓解全球气候变化和实现可持续发展的重要替代能源。能源是经济和社会发展的基础，是人类社会生存和发展的物质保障。纵观人类社会发展的历史，能源技术的进步极大地推动了世界经济和社会发展。石油和其他化石燃料的消耗和温室气体排放造成的空气污染、环境污染，及其引发的气候变化和人类生存条件的恶化等很多问题受到了广泛的关注，节约能源、提高能源效率、大力开发新能源已成为世界能源发展的核心。随着能源可持续发展这个主题逐渐成为国际社会的共识，以及国家关注能源供应和气候变化的行动，进一步推动了全球新能源技术和产业的发展。在第二十一世纪，许多国家，发展新能源是缓解能源供需矛盾，气候变化以及实现可持续发展的重要措施。（1）我国新能源产业发展的现状及发展 1．风能 风能利用主要以风能作动力(风帆助航)和风力发电两种形式为主，在船舶上的应用形式偏重于作为航行的主动力或辅助动力，只在少数船舶上应用风力发电技术。全球第一艘用风筝拉动的货轮自鲸天帆号(BelugaSkySails)2007年12月15日由德国汉堡市起航，横渡大西洋驶往美国休斯敦已于2008年3月14日成功完成了他的处女航。 2.太阳能 太阳能动力船舶，尤其是大型太阳能动力船舶，目前主要有以下几项关键技术有待于研究、解决、改进与完善：①太阳能动力船舶船体平台的研究属于舰船总体技术，包括适用的船舶类型分析论证、船型方案论证设计及其水动力性能研
究，太阳能动力系统的布置等。②高效率的太阳能光伏装置的研制。太阳能的能量密度不高，太阳能光伏装置的能量转换效率对发展太阳能船舶至关重要。③大容量高输出功率的储能装置要实现大型船舶全天候太阳能动力航行仅提高太阳能光伏装置的效率还不够，储能装置的应用也是非常关键的技术。④（氢）燃料电池是太阳能动力船舶最有前途的中国水运第12卷储能装置。⑤太阳能制氢与储氢技术的研发氢燃料电池是以氢为燃料、氧为氧化剂，通过化学反应而产生电流的储能装置。由于上述关键技术短期内难以突破，大规模推广应用也不现实。 3.燃料电池 目前的燃料电池与相同功率的船用柴油发电机组在性能上完全具备了可比性，在功率比、环保等一些性能指标还有明显的优势。不过现阶段燃料电池装置仍处于研制阶段，产业化的程度很低，所以一套燃料电池装置的成本还很高，往往只能应用在少数高附加值的舰船上。同时，它还存在不少需要继续解决的问题，如减少损耗，提高效率，提高材质，改善工艺，提高稳定性，降低成本，改善电能质量等，短期内在船舶上大规模推广还不现实。 4.生物质能 当前生物柴油主要应用于车用小型柴油机上，生物柴油的热值比柴油低10左右，但其密度比柴油高；含氧燃料，着火后的自供氧效应，使燃烧速度高于柴油。且大多数有关生物柴油在发动机上的应用研究的前提就是对发动机不作任何改动，以掺混一定比例的生物柴油来研究发动机的燃烧排放动力性能。但是一方面生物柴油掺混比例还很有限，另一方面，生物柴油有和人类抢粮食之嫌。所以，也很难大规模在船舶大型柴油机上推广应用。 5.LNG燃料
目录 一、一回路装置概述 (2) 1.1 在正常运行时，一回路装置所担负的任务： (2) 1.2 在事故工况下，为保证反应堆安全，一回路装置必须完成下列任务： (2) 二、主冷却剂系统 (3) 2.1 系统的功用和设计要求 (3) 2.2 主要设备简述 (3) 2.2.1 蒸汽发生器 (3) 2.2.2 主冷却剂泵（主泵） (5) 2.3 主冷却剂系统布置形式 (6) 2.3.1 分散式布置 (7) 2.3.2 紧凑式布置 (7) 2.3.3 一体化布置 (8) 三、压力安全系统 (9) 3.1 压力安全系统所担负的职能如下： (9) 3.2 压力安全系统的工作原理 (10) 3.2.1稳压器典型结构 (10) 3.2.2 压力调节原理 (10) 四、水质控制系统 (11) 4.1 水质控制系统综述 (11) 4.2 净化系统 (12) 4.2.1 高压净化系统 (12) 4.2.2 低压净化系统 (13) 五、化学物添加系统 (13) 六、水质监测取样系统 (14) 七、辅助水系统 (15) 7.1 设备冷却水系统 (15) 7.2 补给水系统 (16) 7.3 其它辅助水系统 (17) 八、工程安全设施 (18) 九、放射性废物处理系统 (19) 十、参考文献 (19)
船舶核动力装置一回路系统 摘要：反应堆堆芯因核燃料裂变产生巨大的热能，将冷却剂加热成高温高压水，高温高压水流经蒸汽发生器内的传热Ｕ型管，通过管壁将热能传递给Ｕ型管外的二回路冷却水，释放热量后又被主泵送回堆芯重新加热再进入蒸汽发生器。水这样不断地在密闭的回路内循环，被称为一回路。 关键字：核燃料裂变，高温高压水，密闭循环，蒸汽发生器，主泵 一、一回路装置概述 压水堆一回路装置是为保证反应堆和蒸汽发生器正常运行及事故工况下安全工作而设的系统和设备。所以，又称反应堆装置或核蒸汽发生装置。 1.1 在正常运行时，一回路装置所担负的任务： ⑴反应堆启动和运行时，按预定的方式向一回路中供给冷却剂，以保证回路中所需要的冷却剂数量及压力； ⑵使回路中冷却剂循环流动，带出反应堆堆芯的热量，并传给二回路介质，即把堆芯中核燃料裂变能所转变的热量传导并输送给二回路介质； ⑶防止一回路装置产生不允许的超压，保证反应堆及一回路系统的安全； ⑷净化一回路冷却剂中附带的杂质，控制水质，保证冷却剂品质符合要求； ⑸监测一回路冷却剂的质量和成分； ⑹搜集各系统排出的放射性废物，并加以处置，保证船上人员及环境的安全。 1.2 在事故工况下，为保证反应堆安全，一回路装置必须完成下列任务： ⑴排除停堆后堆芯剩余释热； ⑵在反应堆堆芯受到熔化威胁前，强行向堆芯注水。 ⑶为执行以上任务，并保证反应堆安全工作，必须为进行冷却剂循环、体积和压力控制、水质控制、安全控制、放射性管理及辅助冷却和补给水等一系列任务而设专门的系统和设备。 1.3 按功用划分，一回路所设系统可分为六种： ⑴主冷却剂系统——担负循环冷却剂的任务； ⑵容积和压力控制系统——进行容积和压力控制； ⑶水质控制系统——担负回路中冷却剂的净化、添加化学物质控制水质，对水质监测及取试样的任务； ⑷辅助水系统——由设备冷水系统、补给水系统和其它辅助水系统构成； ⑸工程安全设施——为了预防反应堆及附属设备发生事故以及在事故工况下限制和防止主要设备损伤而设的设施； ⑹放射性废物处理系统——为放射性废物的收集及处理而设。
“行-热”核动力民用船舶 我们知道核电站运行带来的经济、环境上的巨大好处，也听说过核动力航母、潜艇的巨大威力，但几乎没听过核动力在民用船舶上的应用。随着石油价格的飙升（106.53美元/桶），世界对环境保护的要求加强，以及发达国家利用能耗问题对我国船舶工业的打击日益严重，我们不得不考虑利用非常规动力的新能源船舶，来满足日益增长的交通需求。俄罗斯“列宁号”破冰船的良好运行说明在现在的科学发展水平的影响下，核动力是最佳选择。 核动力就是通过由核裂变、核聚变或者放射性衰变等不同方式释放热能加热工质的核反应堆、热工质输送系统、循环系统、冷却系统, 以及控制保障等配套系统组成的核能发动机。与目前主流的柴油机动力推进船舶相比，核动力推进的船舶具有明显的比较优势。 在船舶上使用核动力装置，能使船舶的性能大大改善，速度加快，一次装料，航行能力达百万公里以上。核反应中核裂变无需氧气, 也不会产生废气, 按照国际标准设计建造的核反应堆性能可靠, 可以连续运用数年而无须添加燃料,这是石油等其它能源无法比拟的, 至于在成本方面, 核动力优势更加明显。而经济学家和企业家最关心的不就是商船的高速度、高性能、高运量、低成本高效益和高投资回报率吗？所以说，核反应堆的利用使远洋船舶动力技术进入新的时代。 它的突出优越性表现在： （1）首先，核动力船舶不依赖化石燃料，可实现污染零排放，在整个营运过程中是一种非常彻底的环境友好型绿色船舶； (2)利用核动力作为舰船的推进装置其最大的优点是不需要大量的燃料储备就能长期航行，续航力可以说是没有限制的。以一艘排水量为5万吨级的远洋船舶为例，若采用核反应堆作动力，在不补充核燃料的条件下，连续航行一年，航程可达几万海里，只消耗几十公斤的铀－235。而普通远洋船舶一年就要烧掉几万吨的煤或重油，且非要在各地海港上添加燃料不可。核动力舰船就省去了装载燃料的停泊时间，同时增加了航行时间。一般一艘核动力舰船反应堆一次装料可连续运行几年，最新设计的船用核动力反应堆从下水投入航运起至舰船退役不须更换核燃料，反应堆与舰船同寿期。对于洲际海区缺乏海港的地带，核动力舰船更显示出其优点，因此，可为船东高速化营运、提高航运效率和周转率提供硬件保障； (3)采用核动力使舰船的有效载重量提高，有利于提高舰船的航速。普通舰船由于装载了大量储备燃料而减少了有效载重量，舰船的吨位越大相应储备燃料装量也越大，按比例增加。但若改用核动力，则所装载的核燃料重量几乎可以忽略不计，核动力船舶无须设置专门的排气管、烟囱、燃油舱及燃油系统,而且随着舰船的吨位加大，核动力舰船中动力装置重量比例更小，可以大大节省船舶空间，提高船舶货舱的装载量或布置更多作业设备，从而大幅提高船体空间的利用效率； （4）相对于在航行中利用太阳能，风能等能源，核动力船舶的技术相对成熟可靠、能源利用效率高，更易于船东、投资者接受； （5）船舶对发动机要求很高，这样威力强大、可以持续平稳运营的船用核动力发动机则相对简便得多。 自上个世纪50年代以来，从技术和经济角度来看，核动力用于民用船和商用船的意义很大。且前苏联核动力破冰船的成功航行在技术上证明了核动力民用船舶的可行性。至于经济不可行性主要是是因为当时油价低，而现在油价已经上涨到100美元一桶，并会继续上涨，加上核技术的进步，用核动力作为能源的成本必然低廉。而且行波堆，热管堆的应用必然也将提高核动力的安全性。 核动力民用商船有着广泛的应用范围。其一，随着对极地，海洋资源的考察开发，对考察船的性能要求越来越高，因此包括极地考察船在内的破冰船是首先值得考虑的船型。破冰船往往需要较大的推进力并拥有可携带诸多作业设备的空间，而且需要很大的功率, 在破冰
锚设备的组成与作用 (一) 锚设备的组成 锚设备是由锚、锚链、锚链筒、制链器、锚机、锚链管、锚链舱和弃链器等组成，如图3-4所示。 图3-4 锚设备布置图 1-首锚；2-锚链筒；3-制链器；4-锚机；5-锚链；6-锚链管； 锚设备的组成是。 A、锚链、锚机 B、锚、锚链、锚机、导链滚轮 C、锚、锚链、锚机、制链器、离合器 D、锚、锚链、锚链筒、制链器、锚机、锚链管、弃链器等 锚设备应满足下列要求： 1．锚应有足够的抓力，锚链应有足够的长度，以保证在锚泊时固定牢靠，即使在强风急流的情况下船舶也不发生移动。 2．能随时迅速将锚抛出，以便船舶遇到险情时，能够利用锚做紧急制动。 3．能迅速起锚和收锚上船，保证船舶从固定停泊状态迅速转入航行状态，以应变突然海损事故的发生及救助其他遇难船舶的行动。 4．航行中，能将锚牢固地收藏在船上，即使船舶在风浪中颠簸摇摆也不易滑落。 *.锚设备性能要求应满足。①锚应有足够的抓力②锚链应有足够的长度③能随时迅速抛起锚④轻易不走锚⑤能将锚牢固地收藏在船上 A、①②③④⑤ B、①②③④ C、①②③⑤ D、②③④⑤ (二) 锚设备的主要作用 1．锚泊时系留船舶。 2．靠泊时抛“开锚”可控制船首摆动和船舶横移速度。 3．船掉头必要时，可抛锚带头，以帮助船回转和拎直船首，防止倒头。
4．抛“拖锚”或“倒锚”可控制船前进速度或紧急制动。 5．急流中靠泊时，在趸船上方抛“拎水锚”可减轻趸船负荷。 6．船搁浅时，送流锚至适当位置抛下，可稳定船位或拉脱浅。 *．锚设备的主要作用是。①锚泊时系留船舶②船掉头必要时，可抛锚带头③急流中靠泊时，抛“拎水锚”减轻趸船负荷④紧急制动 A、①②③④ B、①②④ C、①②③ D、① (三) 锚设备各部件的作用 1．锚：产生抓驻力。 2．锚链：主要用来连接锚和船体，传递锚的抓力。卧底与悬垂的锚链也能产生一定的系留力。 *．锚链的主要作用是。 A、连接锚和船体 B、传递锚的抓力 C、增加摩擦力 D、A+B 3．锚链筒：是锚链进出和收藏锚干的孔道。由甲板链孔、舷边链孔和筒体三部分组成。筒体内设有冲水装置，甲板链孔处设有防浪盖，舷边链孔做成能窝藏锚头和锚爪的锚穴。 *．锚链筒内设有喷水装置，其作用是。 A、抛锚时，用于冲洗锚链 B、抛锚时，用于冲洗锚 C、起锚时，用于冲洗锚和锚链 D、起锚时，用于冲洗锚 4．制链器：锚泊时用以刹紧锚链，将锚链的拉力传递到船体，不使锚机受力，从而保护锚机。航行时用以夹住锚链，防止锚链滑出。常用的制链器有螺旋式、闸刀式和制链钩式三种，如图3-5（a、b、c）所示。 图3-5 制链器 (1)．锚设备中制链器的主要作用是。 A、承受锚的负荷 B、承受锚链的负荷 C、保护锚机 D、A+B+C (2)．制链器的作用是。 A、夹住锚链防止锚链滑出 B、能承受外力保护锚机 C、使锚链平卧在链轮上 D、A+B+C (3)．构造简单、工作可靠但操作不便，仅在中小型船上使用的制链器是。 A、螺旋式制链器 B、闸刀式制链器 C、链式制链器 D、B+C
船舶核动力装置 一回路设计说明书 一回路设备
1.反应堆选取压水堆的原因压水堆有以下优点：
1.结构紧凑，功率密度高，慢化剂温度效应和燃料多普勒效应使压水堆有自稳自调特性，安全可靠性高； 2.以轻水作为冷却剂与慢化剂，化学性质稳定，不与反应堆金属材料反应，如果冷却剂泄露，可以通过海水淡化来补充。 3.结构简单，坚固耐用，运行性能良好 4.压水堆在初期实践中就显示出良好的稳定性和可靠性，目前经验技术成熟。 其它堆型的缺点： 1.沸水堆：堆内结构复杂，水汽对中子慢化能力弱，所需要 的燃料多，体积大于压水堆，同时放射性进入汽轮机中，加大屏蔽体积。且压力容器下部有较大数量的空洞，由于水泄时的重力作用，对结构强度有不利的影响。 2.重水堆：以天然铀为燃料，所以体积比同功率压水堆大10 倍，二回路蒸汽运行压力低，效率低。 3.液态金属冷却堆：专设加热设备以保证冷却剂为液态，碱 性金属高温时化学性质活泼，加速腐蚀。 4.高温气冷堆：堆芯体积大，对管道材料耐高温和密封性要求高 1.蒸汽发生器：双环路运行，增加可靠性。 2.压力安全系统： 功率增加时，冷却剂温度增加，体积膨胀，冷却剂通过稳压器的波动管流入稳压器，压缩汽空间，p增大，启用喷雾阀与卸
压阀。功率降低时，同理，启用加热器。 4.补水系统： 处理储存和向一回路供应补给水。 1.初始充水 2.冷启动时，补水泵用于初始升压 3.正常 运行补水4.冷停堆或事故停堆时，补偿水位的下降5.提供其 他用水 5.一次屏蔽水系统：反应堆一次屏蔽水箱充水，排水，补充屏蔽水的损耗，处理由于辐照分解产生的氢气，在发生失水事故时，为低压安注提供水源。 6.布置方式：分散式布置，维修方便，可以加主闸阀。 7.净化系统：采用低压净化系统，不再需要化容系统。 8.UTSG：二次侧储水容积大，在丧失给水时，对控制要求高，炉内水处理和排污，适当降低对传热管材料和二回路水的要求，只能产生饱和蒸汽，需要设置汽水分离器，蒸汽压力变化范围大，为二回路蒸汽系统运行，设计，管理带来困难。
船舶核动力装置绪论 1.核能具有哪些特点? （1）核燃料具有极高的能量密度； （2）核裂变反应不需要氧气； （3）核裂变反应会产生大量的放射性物质； （4）核动力装置具有潜在的危险性； （5）需要采取严格的辐射防护措施； （6）运行管理要求很高。 2.核能用作船舶动力具有哪些优越性? （1）燃料重量占全船载重量的比例较小; 核动力舰船不需要携带大量的燃料，在反应堆寿期内不需要外界补充燃料 核动力舰船可携带更多的武器装备和其他物资，提高战斗力和自持力 .可大大减少辅助舰船的数量，提高整个舰队的航速和续航力 （2）提供较大的续航力和推进功率; 续航力：是舰艇装载一次燃料所能持续航行的距离 舰船推进功率：与航速的立方成正比 （3）提高潜艇的隐蔽性； 核潜艇无需定期浮出水面用柴油发电机给蓄电池充电，可长期潜航 水面舰船不需要设置进气道和烟囱，减少上层建筑，免受烟气的腐蚀和热气流的影响， 降低了红外特征 大型水面舰船如航空母舰不需要布置烟囱，上层建筑布置更为灵活 3.为什么船用核动力装置普遍采用压水堆？ 压水堆慢化剂采用轻水，冷却剂采用轻水，冷却剂在堆芯不沸腾，采用U-235富集度为3％ 到4%的UO2陶瓷燃料，在舰船压水堆上由于要提高堆芯寿命，燃料的富集度一般都很高； 一、二回路之间相互隔离，二回路不需要屏蔽； 具有结构紧凑、体积小、功率密度高、平均燃耗较深等优点，技术比较成熟； 在结构设计上采用多道屏障防止放射性物质外泄，而且冷却剂具有负温度系数，使反应堆具有自稳自调特性，安全性较好。 4.船舶核动力装置的船用条件是什么？ （1）复杂多变的海洋环境会使船舶产生不同程度的摇摆，倾斜和起伏，核动力装置必须具备在一定的摇摆，冲击和振动条件下稳定可靠运行的能力；（2）船舶在航行过程中可能发生碰撞，触礁，火灾，沉没等各种海上事故，军用核动力舰船在作战时还有可能受到敌方攻击，核动力装置应该有可靠，完善的安全措施，在舰船发生意外和遭受攻击的情况下防止放射性物质扩散而引发核污染事故；（3）由于船舶机动性的特点，核动力装置运行工况改变频繁，功率变化幅度大，而且工作人员活动场所小，运行条件恶劣，运行管理难度大； （4）船舶航行长期远离码头，基地。维修和补给困难，核动力装置应该具有良好的可靠性和较强的生命力； （5）船舶尤其是潜艇的空间和载重量有限，核动力装置必须重量轻，体积小，布置紧凑； （6）船上及港口人员密集，核动力装置必须有良好的放射性防护措施； （7）海洋气候潮湿，空气中含有盐分，核动力系统和设备必须有良好的抗腐蚀性能。 5.船舶轴功率与排水量，航速之间的关系是什么？ Ne=D23 Vs3C KW Ne : 供给推进器的功率，即核动力装置的有效功率，单位：KW; D : 船舶排水量，单位：t; Vs : 船舶航行航速，kn; C : 海军部系数。 6．核动力装置安全设计原则有哪些？各包含哪些内容？ 设计原则:多道屏障和纵深防御的。 （1）多道屏障：①第一道屏障是燃料元件包壳。包壳如果有缺陷或破裂，会使裂变产物、裂变物漏到冷却剂中，导致反应堆及一回路系统的放射性剂量增高。②第二道屏障是由反应堆及一回路系统构成的承压边界，包容着高温高压，具有放射性的冷却剂。设计时，保证其正常泄漏量很小，事故破裂的概率很低，使其具有良好的封闭性和很高的安全性。③第三道屏障是安全壳或反应堆舱，将反应堆及一回路系统的主要设备和管道包容在内。 （2）纵深防御：①第一级防御主要考虑对事故的预防。反应堆具有固有安全性，设备必须具有高质量和可检查性，系统必须有冗余度。②第二级防御是防止运行中出现偏差而发展为事故。要求设置可靠的安全保护系统，并在事故发生时，尽量减少对核系统的损坏，保护运行人员的安全。③第三级防御是限制事故所引发的放射性后果。设有安全设施，对不可预见的事故留有安全裕量。 7．装置可靠性如何定义？ 动力装置的可靠性是指装置在使用条件下和规定的时间内完成规定功能的能力，表示系统，机器，设备等的工作和性能的时间稳定性的程度。
第三章锚设备 1、圆筒状锚链舱的直径一般是链径的：D A.10 倍 B.20 倍 C.25 倍 D.30 倍 2、有关锚链管，下列说法不正确的是：B A.应设防水盖 B.设在链轮的上方 C.正对锚链舱中央 D.直径约为7～8 倍链径 3、锚链管是锚链进出锚链舱的管道，其直径约为链径的__D____倍。 A.3～4 B.4～5 C.5～6 D.7～8 4、下列有关锚链筒描述不正确的是：A A.是锚链进出的孔道，但不可收藏锚干 B.由甲板链孔、舷边链孔和筒体三部分组成 C.内设冲水装置 D.不能太靠近首尾纵中线 5、在锚设备的组成中，设置在锚链管与锚链筒之间的设备是：C A.弃链器和制链器 B.弃链器和锚机 C.锚机和制链器 D.锚机、弃链器和制链器 6、下面有关锚链舱说法正确的是：D A.锚链舱应设置在防撞舱壁之后部 B.锚链舱应设置在锚机后面 C.锚链舱应设置在首尖舱的下面或前面 D.锚链舱应设置污水井和排水管系 7、锚链管上口设置盖板的目的是：B A.保证人员安全 B.防止海水进入锚链舱 C.防止杂物进入锚链舱 D.确保人员安全，防止海水和杂物进入锚链舱 8、锚机的安装应保证引出锚链的___D___处于同一平面内。 A.链轮和制链器 B.链轮和锚链筒 C.制链器 D.链轮、制链器及锚链筒 9、锚链舱内设置污水井和排水管系的目的是：①、排除积水；②、防止锚链锈蚀；③、冲洗 锚链 A A.①、② B.①、③ C.②、③ D.①、②、③ 10、锚链舱一般设在：①、防撞舱壁之前；②、首尖舱内；③、首尖舱的上面或后面；④、锚机下面A
A.①、③、④ B.①、②、③、④ C.②、③、④ D.①、②、④ 11、制链器的主要作用是：C A.使锚链平卧在链轮上 B.防止锚链下滑 C.固定锚链并将锚和卧底链产生的拉力直接传递至船体 D.为美观而设计 12、制链器的主要作用是：B A.避免锚链跳动 B.减轻锚机负荷，保护锚机 C.减轻锚链下垂曲度 D.便于迅速解脱锚链 13、在末端链节的末端和锚端链节的前端均增设转环的主要目的是：C A.为减轻起锚时的磨损 B.避免抛锚时产生跳动 C.避免锚链发生过分扭绞 D.为增加锚链局部强度 14、锚设备中弃链器的作用是：C A.固定末端锚链 B.使末端锚链不乱 C.保证在紧急情况下能迅速可靠地脱开锚链 D.便于锚链拆修 15、螺旋式弃链器的操作手轮设在锚链舱___B___到达的地方，并能由其迅速______锚链。 A.内部不易，系固 B.外部易于，解脱 C.内部易于，解脱 D.外部易于，系固 16、弃链器的作用是：D A.使末端锚链固定于船体 B.便于脱解锚链进行保养 C.在紧急情况下自动解脱 D.在紧急情况下由人工迅速解脱 17、横闩式弃链器的特点是：①、结构简单，使用方便；②、一般装设于甲板上；③、锚链绷紧时容易松脱A A.①、② B.①、③ C.②、③ D.①、②、③ 18、螺旋式弃链器的特点是：①、结构较复杂；②、使用安全可靠；③、一般装设于锚链舱舱壁上D A.①、② B.①、③ C.②、③ D.①、②、③ 19、螺旋式制链器的特点是：①、动作缓慢，操作方便；②、工作可靠；③、结构简单，操作迅速A
船舶新能源动力系统的现状及其发展前景 彭美康能动ZY1301 摘要:本文先介绍船舶新能源动力系统的种类及其产业格局，然后结合船舶柴油机在能源类型，排放，震动和噪音等方面的不足，阐述推广船舶新能源动力系统的意义，最后重点分析船舶新能源动力系统的现状及其发展前景。 关键字：新能源；船舶；动力系统；现状；发展前景。 一．船舶动力系统的种类及其产业格局 由船舶主机（柴油机、蒸汽轮机、燃气轮机等）、传动系统（轴系、齿轮箱、联轴节、离合器等）和推进器（螺旋桨、全向推进器、侧向推进器等）组成的船舶动力系统，是船舶上最主要和最重要的设备。平均来说，其价值约占全船设备总成本的35%，约占总船价的20%。目前，世界上各类船舶的动力系统主要有以下四种推进方式：①蒸汽轮机推进系统—取代往复式蒸汽机，又被柴油机所取代，目前主要在LNG（液化天然气）船和核动力军船上应用，蒸汽轮机的技术发展趋势是：不断增强可靠性、机动性，提高操纵性，简化设备。②柴油机推进系统—全面取代往复式蒸汽机和蒸汽轮机，成为最主要的船舶动力，目前在各型船舶上应用，作为柴油机推进系统的主要设备。③燃气轮机推进系统—上世纪50 年代开始在商船上作为主机，但从未得到大规模应用，目前主要在军船上使用，作为燃气轮机推进系统的主要设备。④电力推进系统—上世纪90年代开始在船舶领域应用，目前除在军船上应用外，还在小型商船上应用，目前采用电力推进的船舶比例还较小。 目前，船舶动力系统的研发、设计，仍然是欧洲、美国、日本等国家或地区居领先和垄断地位，并且，蒸汽轮机及锅炉、燃气轮机、电力推进装置的制造也分别由这些国家的企业掌控。而占船舶动力系统最大比例的柴油机推进系统的制造已基本转移至韩、日、中三国。 二．推广应用船舶新能源动力系统的意义 目前，在船舶动力装置中，95%是柴油动力装置。而船舶柴油机的主要缺陷有以下几个方面。（1）使用不可再生能源。动力来源为不可再生的化石能源。据科学家的预测，目前地球上的石油只能够人们再使用60年。也就是说，60年后地球上的化石能源就会枯竭。因此，我们必须使用别的能源，最好是可再生能源。（2）大气污染。虽然现在的科技发展使柴油发动机的污染气体排放一步一步得到控制，但考虑到超大型船舶每次航行都会消耗数以千吨的化石燃料，还有历史留存下来的老旧式柴油机，这些都将会排放出大量的污染气体，将对大气造成严重的污染。这与绿色环保的时代主题无疑是相违背的。（3）严重的噪音问题。据有关数据显示，在船舶中，由柴油机发出的噪音可达120分贝。这是一个非常可怕的数字，长期处于这样的环境中，工作人员的听力将受到极大的损伤。这个问题在一下小型船舶上尤其凸显。因此，有必要解决这一问题。而传统的柴油机由于其自身的结构和工作原理的影响，其噪音问题很难解决。从而只能在新能源动力系统上寻求突破。 推广新能源动力系统，用可持续的能源为其供能，同时进一步降低其有害气体的排放以及解决其噪音问题，这不仅将给船舶上的轮机人员提供良好的工作环境，同时降低污染气体的排放也是对国家的可持续发展路线相契合。因此，开发船舶新能源动力系统有着重要的发展意义。
锚设备 (一)锚链的种类、组成与标记 ●锚链的种类、特点与组成 1.锚链的种类 (1)按制造方法分有铸钢锚链、焊接锚链和锻造锚链三种。 ①铸钢锚链 ②焊接锚链 ③锻造锚链 (2)按链环结构分为无档链和有档链两种。 在相同尺寸下，有档链的强度大，变形小，堆放时不易绞缠，在商船上广泛采用。无档链尺寸小，只用于小锚上。 (3)按钢材级别分AM 1、AM 2 、AM 3 三级。 2.锚链的组成 一根完整的锚链由若干节锚链通过连接链环或连接卸扣连接而成，每节锚链由许多链环组成。 (1)链环 锚链链环按其作用和位置分为普通链环、加大链环、转环、链端卸扣、链端链环、末端链环和连接链环等。 链环的大小以链环的截面直径表示，有档普通链环的直径为d，有档普通链环的长度应是链环截面直径d的6倍，宽度应是d的3.6倍；加大链环的长为6.6d，宽为4d；散合式连接链环的长为8d，宽为4d，双半式连接链环长度为6d，宽为4.2d。衡量锚链强度的标准链环是普通链环。普通链环的直径是衡量锚链强度的标准。 (2)链节 锚链的长度以“节”为单位，我国规定每节锚链的标准长度为27.5m，且每节锚链的链环数应为奇数。每根锚链由锚端链节、末端间链节和末端链节组成。 锚端链节是锚链的第一节，与锚相连。该链节中的末端卸扣和锚卸扣的横销应朝向锚，即圆弧部分朝向中间链节。转环的环栓应朝向中间链节，以减少摩擦和卡阻。设置转环的目的是防止锚链过分扭绞。 末端链节是锚链的最后一节，与弃链器相连。其转环的环栓也应朝向中间链节。 中间链节如用连接卸扣连接，则连接卸扣的圆弧部分应朝向锚，以避免抛起锚时其通过持链轮时产生跳动，冲击和卡阻。 链节之间多以连接链环或连接卸扣连接。如用连接链环连接各节锚链，则连接链环的两端为普通链环，。如用连接卸扣连接各节锚链，则连接卸扣两端均依次连接末端链环、加大链环然后再连接普通链环以保证强度和尺寸平顺过渡。 ●锚链的标记 在抛起锚时，为能迅速识别锚链松出的长度，在起锚时能掌握锚链在水中的节数，在各连接链环及其附近的有档链环上作出标记。 锚链标记方法是：在第一与第二节之间的连接链环（或卸扣）前后第一个有档链环的撑挡上绕金属丝域白钢环），并在两链环之间的有档链环上涂白漆，连接链环涂红漆，以此表示第一节。在第二节与第三节之间的连接链环前后第二个有档链环撑挡上绕金属丝（或白钢环），并在该两链环之间的所有有档链环上涂
毕业设计 新能源新技术在船舶上的应用
新能源新技术在船舶上的应用 ——风能技术在船舶上的应用 摘要 世界经济的现代化，得益于化石能源，如石油、天然气、煤炭与核裂变能的广泛的投入应用。因而它是建筑在化石能源基础之上的一种经济。然而，由于这一经济的资源载体将在21世纪上半叶迅速地接近枯竭。化石能源与原料链条的中断，必将导致世界经济危机和冲突的加剧，同样对于航运业也是个致命的冲击。因此节能减排成为热门的世界议题。各大航运企业纷纷加大对新能源的研究，考虑如何开发出新型能源以解决面临的化石能源危机问题。风能以其自身各种优势成为很多研究机构都在探讨风能在船舶上的应用问题。 关键词：风能、船舶、节能、效益
目录 一、课题研究的背景和意义··4 二、风能在船舶上应用的发展历史与国内外风能在船舶上应用的现 状 (5) 三、风能在船舶上应用的方式与方法··8 四、风能在船舶上应用的技术路线··9 五、风能在船舶上应用所存在的难点和关键技术··13 六、风能在船舶上应用的创新之处··13 七、风能在船舶上应用预期的效益··14 八、参考文献·16
一、课题研究的背景和意义 地球上可供人类使用的化石燃料资源是有限和不可再生的。据联合国能源署报告,按可开采储量预计,煤炭资源可供人类用200年、天然气资源可用50年、石油资源可用30年。特别是近几年世界燃油价格不断飙升,能源危急日趋严重。在此情况下,风能的利用将可能改变人类长期依赖化石燃料和核燃料的局面。风能是一种无污染的可再生资源,它取之不尽、用之不竭,分布广泛。随着人类对生态环境的要求和能源的需要,风能的开发日益受到重视,风力发电将成为21世纪大规模开发的一种再生清洁能源。在自然界中，风是一种可再生、无污染而且储量巨大的能源，可以再生，永不枯竭，分布广泛，遍布世界各地，清洁能源，没有污染。随着全球气候变暖和能源危机，各国都在加紧对风力的开发和利用，尽量减少二氧化碳等温室气体的排放，保护我们赖以生存的地球。 我国早在两千多年前就开始利用风来驱动帆船航行，至少在一千七百多年前已开始利用风来推动风车做功。人类利用风的历史：人类利用风能的历史可以追溯到公元前，我国是世界上最早利用风能的国家之一。公元
核能具有哪些特点？用作船舶核动力有哪些优越性？1核燃料具有极高的能量密度，核裂变不依赖氧气2核燃料船重比例小，有较大的续航能力和推进功率，提高潜艇的隐蔽性。 船用核动力装置的船用条件：1船舶受海洋条件影响，易产生摇摆和倾斜2易产生海上事故，如触礁等3船舶速度变化急剧，且幅度大，有时必须倒航4航行远离码头，基地补给困难5船内空间有限，所有设备必须重量轻、体积小6船上及港口人员密集，放射性防护极其重要7海洋气候潮湿，且含有盐分。 船舶轴输出功率与排水量、航速之间的关系：Ne=D2/3v s3/c kw 其中Ne-推进器功率，v s-航速，D-排水量c-海军部系数。 核动力装置的安全设计原则：多道屏蔽，纵深防御。多道屏蔽：燃料元件包壳、一回路系统和承压边界、安全壳。纵深防御：1第一级安全防御主要考虑对事故的预防2第二级放置运行中出现偏差而发展成事故3第三极是限制事故引起的放射性后果。 专职可靠性如何定义：指装置在规定的时间内，在规定的使用条件下能完成规定功能的能力。它表示系统、机器、设备等的工作和性能的时间稳定性强度。 什么是装置的生命力：在战斗破损或事故破损时，装置能够保证或恢复其功能的能力； 提高装置生命力的措施有哪些：1主动分组布置2应急、储备2考虑设备仪表的互换性4主要设备单独供电、设置应急供电系统5主要消耗品分散布置6具有破损报警及隔离装置。 一回路装置的基本任务：1供给冷却剂2热量传输3一回路压力保护4一回路水质净化5水质监测6废物处理。 主冷却剂系统有何功用？其设计要求有哪些？功能：1正常运行时传热，使二回路工质变为蒸汽2停堆时排出余热3事故时应急、冷却4提供承压边界。要求：1保证堆芯充分冷却-有足够的流量2应有一定的自然循环能力-作战、安全性3主泵应有一定的惯性4一台主泵失效不能导致系统失效5满足适航性要求6满足承压边界完整性要求7系统双重设置。 蒸汽发生器有哪两种类型？各有什么特点？1自然循环①只产生饱和蒸汽②二次侧水依靠密度差自然循环③二次侧保持一定水位，有利于安全④要不断排污，水质要求高⑤运行特性：一次侧冷却剂平均温度恒定，二次侧蒸汽压力随符合增加而降低；2直流式①传热管形式多样②循环效率为1③给水供应要非常可靠④没有排污系统，水质要求⑤产生过热蒸汽，不需要汽水分离⑥存在管间脉动和流动不稳定，影响安全可靠性⑦工质流动依靠给水泵压头实现⑧一次侧冷却剂平均温度恒定，二次侧蒸汽压力恒定。 主冷却剂泵有哪两种类型？各有什么特点？1屏蔽泵：泵体、电机都密封在壳体内，电机定子用屏蔽套与冷却剂隔开，电机用设备冷却水冷却；加工复杂且效率低；电机采用多绕组变速2轴封泵：①三级轴封②有少量泄露③可用普通电机，降低了成本，效率高。 主冷却剂系统常见的布置方式有哪几种？各有什么特点？1分散式布置-各主要设备在堆仓内分散布置，依据较长的主管道连接，占用空间较多，自然循环能力较低，铀管道破裂的危险，但维护方便2紧凑式布置-设备布置紧凑，主管道很短，占用空间较小，有利于提高自然循环的能力，但增加维护难度3一体化布置-蒸汽发生器、主泵、稳压器与反应堆集成为一体，无主管道，有利于提高自然循环能力，避免打破口事故发生，维护很困难。 设置压力安全系统的必要性：1压力过高会导致承压边界破裂，造成失水事故，影响反应堆安全，存在放热性物质扩散的危险2压力过低会导致堆芯出现危机反应堆安全的冷却剂沸腾。 反应堆冷却剂系统压力波动的主要原因：1由于稳定功率改变引起2由于装置功率发生动态变化，冷却剂体积发生变化3由于温度测量误差与控制死区的存在，会使冷却剂体积发生微小波动。 压力安全系统有何功用？简述其运行原理？功用：1稳态运行时，维持系统压力2提供压力保护；原理：1压力波动时有A压力升高B压力降低两种情况2压力保护，在A状态下，高压报警，停堆，安全排放，在B状态下，低压报警，停堆，安全注入3除气。 为什么要对一回路冷却剂水质进行处理？1不处理会加速设备腐蚀2结垢影响传热3氯离子含量过高会导致不锈钢应力腐蚀4悬浮杂质受辐照活化，增加一回路系统放射性水平。 主冷却剂中杂质的来源有哪些？如何控制冷却剂的水质？来源：1腐蚀产物2补给水中带来杂质3化学药
船舶的主要设备 一艘营运的船舶必须安装有各种各样的设备。通过这些设备的应用来完成船舶的航行、靠离泊、装卸货物等生产作业，并保证船舶和人员的安全。船舶的主要设备有动力设备、操纵设备、装卸设备和安全设备等。 船舶动力设备 船舶必须配置一整套符合规范要求的动力装置和辅助设备后，才能在水上航行。这些动力装置包括有船舶主动力装置、辅助动力装置、蒸汽锅炉、制冷和空调装置、压缩空气装置、船用泵和管路系统、造水装置和自动化系统等。这此机电动力设备主要集中于机舱，专门管理这些设备的技术部门是轮机部。 1、主动力装置 船舶主动力装置又称“主机”，它是船舶的心脏，是船舶动力设备中最重要的部分，主要包括： （1）船舶主机 能够产生船舶推进动力的发动机的一种俗称，包括为主机服务的各种泵和换热器、管系等。目前商船的主机是以船舶柴油机为主，其次是汽轮机。 （2）传动装置 把主机的功率传递给推进器的设备，除了传递动力，同时还可起减速、减震作用，小船还可利用传动设备来改换推进器的旋转方向。传动设备因主机型式不同而略有差异，总的来说由减速器、离合器、偶合器、联轴器、推力轴承和船舶轴等组成。 （3）轴系和推进器 船舶推进器中以螺旋桨应用最为广泛，大多采用固定螺距或可调螺距的螺旋桨推进器；船舶轴系是将主机发出的功率传递给螺旋桨的装置。船舶主机通过传动装置和轴系带动螺旋桨旋转产生推力，克服船体阻力使船舶前进或后退。 2、辅助动力装置 船舶辅助动力装置又称“辅机”，是指船上的发电机，它为船舶在正常情况和应急情况提供电能。由发动机组、配电盘等机电设备构成了船舶电站。 （1）发电机组 原动力主要是由柴油机提供，基于船舶安全可靠和维护管理简便的考虑，大型的船舶配置有不少于两台同一型号的柴油发电机，根据需要可多部同时发电。 为了节能，航行中，有的船舶可利用主机的传动轴来带动发电机发电（轴带发电机）或利用主排出气的余热产生低压蒸汽来推动汽轮发电机组发电等。 （2）配电盘 它进行电的分配、控制、输送、变压、变流以保证各电力拖动设备及全船生活、照明、信号及通讯等的需要。 3、蒸汽锅炉 以柴油机为主机的船上，都需要设有蒸汽锅炉，它由辅助燃油炉和废气锅炉以及为其配套服务的管系、设备所组成。辅助燃油锅炉是供应船上上些辅助性蒸汽的需要，如加热燃油和滑油、暖气、生活用水、厨房、开水等，并满足一些辅机用蒸汽的需要。为节能，航行中废气锅炉利用柴油机排气中的余热来产生蒸汽，在停泊时只使用辅助燃油锅炉。 4、制冷和空调装置 船舶安装制冷装置的是冷藏运输货物、冷藏一定数量的食品以及改善船员和旅客的生活工作条件等。空气调节装置的任务在于保持舱室中具有适于人们工作和生活的气候条件，它包括夏季降温、除湿，冬季加热、加湿以及一年四季的通风换气工作。其主要设备有制冷压缩机、蒸发器、冷凝器、空调器及其自动化控制元件等。 5、压缩空气装置
Advances in Marine Sciences 海洋科学前沿, 2018, 5(2), 67-71 Published Online June 2018 in Hans. https://www.doczj.com/doc/f118821601.html,/journal/ams https://https://www.doczj.com/doc/f118821601.html,/10.12677/ams.2018.52008 Application Progress and Prospect of New Energy on Ships Zhiwen Tan Jiangnan Shipyard (Group) Co, Ltd, Jiangnan Institute of Technology, Shanghai Received: May 9th, 2018; accepted: May 30th, 2018; published: Jun. 6th, 2018 Abstract Under the background of energy crisis and new energy development, the application of new ener-gy sources has become a focus of academic attention. New energy has its advantages in develop-ment and utilization. It can meet the demand of ship power supply, realize energy saving, reduce pollution and realize the sustainable development of society and economy. Keywords New Energy, Ship, Application, Progress 新能源在船舶上的应用进展及前景 谭志文 江南造船(集团)有限责任公司江南研究院，上海 收稿日期：2018年5月9日；录用日期：2018年5月30日；发布日期：2018年6月6日 摘要 在能源危机和新能源开发的背景下，船舶新能源的应用问题成为学界关注的一个重点。新能源有其开发利用上的优点，与船舶特点相结合，可满足船舶供电等需求，实现能源的节约利用，同时可有效降低污染，实现社会经济的可持续发展。 关键词 新能源，船舶，应用，进展
民用船舶的核动力选择 民用船舶的核动力选择 来源：中国船检 随着全球石化能源逐渐减少和远洋航运废气排放对世界范围内环境安全的冲击加剧，以核动力为主动力装置来替换现有普遍应用的常规燃油主动力装置，已成为船舶技术发展的又一尝试。 2007年10月，国际科学院委员会(IAC)发表了《未来之路：向可持续能源迈进》和中国科学院(CAS)发表了《应对挑战––构建可持续能源体系》，这两份报告建议：远期到2050年前后，我国总体能源供给结构上对化石能源的依赖度降低到60%以下，可再生能源和核能成为主导能源。从报告来看，国家对于发展核能是持肯定态度的，而民用核动力船舶的开发作为核能综合利用的一个方面，同样具有发展前景。同时，民用核动力船舶的经济性、技术可行性以及安全性方面的问题备受关注。 核能船舶的发展状况 发展民用核动力船舶，对我国船舶行业而言是一个崭新的课题，但是纵观世界船舶发展史，可以发现已经有若干国家在此方面迈出了第一步，其历程如图所示。 美国“萨娃娜”号于1962年建成，在其商务部海运局的支持下进行商业运营。该船于1964年5月开始进行国际航海，停靠了欧洲14个国家的16个港口。到1965年8月，在达到对核动力民用商船的建造目的后，改为货船投入航行，并得到政府的运营补贴，在欧洲航线航行。1976年6月抵达韩国、台湾、菲律宾等远东地区。1968年9月进行核燃料的换料，又相继投入商业航行，1970年宣布退役。 德国矿石运输船“奥托汉”号于1968年月12月建成。1969年3月到11月在围绕英国一周以及在南太平洋（赤道附近）、北极海、西太平洋（西印度群岛）进行了实验航海。从1970年2月开始投入商业航海，运输摩洛哥的磷矿石、伊朗的铬矿石、阿根廷的谷物货物等。在此期间，在国外访问了22个国家的33个港口，到1979年2月停运，航行了约60万海里（111万公里）。 日本“陆奥”号在1974年8月28日开始的功率提升试验过程中发生了放射性泄漏事
目录 1总论 (1) 1.1船舶动力装置的含义与组成 (1) 1.2船舶动力装置的技术、经济及性能指标 (2) 1.2.1技术指标 (2) 1.2.2经济指标 (5) 1.2.3性能指标 (8) 1.3船舶动力装置的基本类型及特点 (8) 1.3.1柴油机动力装置 (8) 1.3.2蒸汽轮机动力装置 (9) 1.3.3 燃气轮机动力装置 (10) 1.3.4 核动力装置 (11) 1.3.5联合装置 (12) 1.4船舶动力装置的设计要求及步骤 (13) 1.4.1方案设计 (14) 1.4.2技术设计 (14) 1.4.3施工设计 (14)
1总论 1.1船舶动力装置的含义与组成 船舶动力装置的主要任务是：为船舶提供各种能量和使用这些能量，以保证船舶的正常航行与安全，人员的正常生活与安全，以及完成各种作业等。所以，船舶动力装置是各种能量的产生、传递及消耗的全部机械、设备及系统的有机组合体。它是船舶的一个重要组成部分。 船舶动力装置中的机械、设备和系统，包括动力机械、工作机械、传动设备、滤清和储存设备、热交换器以及动力管系、全船管系和机舱自动化设备。 根据动力装置中各种能量的形式和特点，船舶动力装置可分以下几个部分： 1.推进装置 在给定的条件下，保证船舶正常航行所需的推进力的一整套设备，其中有： （1） 主发动机为发出推进动力的原动机，和为主发动机服务的辅助设备和管系。主发动机有柴油机、蒸汽轮机、燃气轮机及蒸汽机等。 （2） 主锅炉为蒸汽轮机和蒸汽机提供蒸汽的设备。包括为它服务的辅助设备和管系等。 （3） 推进器为发出推进力的工作机。主要有螺旋桨推进器、明轮推进器、直翼推进 器和喷水推进器等。 （4） 传动设备为将原动机发出的推进动力传递给推进器的设备。包括减速器、离合器、联轴器、轴系、电力推进的专门设备以及为上述服务的管系等。 2.辅助装置 发出除供推进装置以外的各种能量，以供船舶航行、作业和生活的需要，保证上述能量输送和储存的各种设备，其中包括： （1） 发电机组供应全船所需要的电能。主要有柴油机发电机组，汽轮发电机组，轴带发电机组和余热发电机组以及为它们服务的管系和设备。 （2） 辅助锅炉装置产生蒸汽供应全船加热、取暖等所需的热能。主要有辅助锅炉或余热锅炉以及为它们服务的管系和设备。 3.机舱自动化设备 保证实现动力装置远距离操纵与集中控制，以改善工作条件，提高工作效率及减少维修工作等。主要有自动控制与调节系统，自动操纵系统及集中监测系统。 4.全船系统 保证船舶生命力和安全及船员和旅客正常生活的设备。其中安全方面有防水、防火、防爆炸、防漏泄、防烫伤及防损坏等系统和设备，以及生活方面有通风、取暖、空调、照明、供水、卫生、制淡及冷藏等系统和设备。 5.船舶设备，主要指甲板机械 保证船舶航行和停泊以及装卸货物所需的设备。其中有锚及系船设备，舵设备，装卸设备，吊艇设备及特殊设备（如敷设，施放设备等）。 以上看出，船舶动力装置是一个很复杂的能量综合体。然而，根据船舶的用途和型式以及动力装置的复杂程度，上列设备的配备是不相同的。 综上所述，船舶动力装置的能量形式很多，但从燃料的化学能转化来的只有三种能量：推进动力、电能和热能。因此，可以通过三种能量的产生、传递和消耗过程来描述船舶动力装置的含义和组成。图1－1表示为基本装置型式的能量从产生到消耗的转化过程，该图为典型的柴油机动力装置，