2015年“船舶动力装置设计”复习讲义--第1章

第一章船舶动力装置系统现代船舶动力装置，按推进装置的形式，可分为5大类：（1）·柴油机推进动力装置；（2）·汽油机推进动力装置；（3）·燃气轮机推进动力装置；（4）·核动力推进动力装置；（5）·联合动力推进装置。

现代民用船舶中，所采用的动力装置系统绝大多数是柴油机动力装置，因此，本书主要介绍以柴油机为动力装置的船舶，图1－1为船舶柴油机动力装置系统燃油供应系统原理图。

图1－1 柴油机动力装置系统燃油供应系统原理图柴油机燃油系统包括三大功能系统，分别是输送、日用和净化。

1）油输送系统燃油输送系统是为了实现船上各燃油舱柜间驳运及注入排出而设计的，所以，系统应包括燃油舱柜、输送泵、通岸接头和相应的管子和阀件。

通过管路的正确连接和阀件的正确设置，实现规格书所要求的注入、调拨和溢流等功能。

设计前，要认真阅读规格书和规范的有关章节，落实本系统所涉及的舱柜和设备所要求的输送功能。

设计时，应注意如下几个方面：a.规格书无特殊要求，注入管应直接注入至各储油舱，再通过输送泵送至各日用柜和沉淀柜，各种油类的注入总管应设有安全阀，泄油至溢流舱，泄油管配液流视察器；b.所有用泵注入的燃油舱柜都要有不小于注入管直径的溢流管，溢流至相应的溢流舱或储油舱，具体规定见各船级社规范，溢流管要配液流视察器；c.从日用柜至沉淀柜的溢流，在日用柜哪的管子上都要开透气孔以防止虹吸作用，两柜的连接管处要有液流视察器。

d.装在日用柜和沉淀壁上低于液面的阀，有的船级社规范对其材料有具体的规定，选阀时应予以注意。

e.一般情况下输送系统的介质，温度和压力都是较低的，所以系统的管材选用III级管即可。

f.通岸接头处要配有温度计、压力表和取样考克。

g.燃油输送泵和柴油输送泵互为备用时，两泵进口与出口的连通管中，双联盲板法兰要设在截止阀柴油侧。

2）燃油日用系统燃油日用系统是为主机、辅机、锅炉等烧油设备能正常服务而设计的系统，主要内容是根据设备的要求，配置适当的油柜、油泵、加热器、滤器和阀件、管子等，保证所供给的燃油在数量、质量、温度和压力等各方面都能满足设备正常运行的要求。

《船舶动力装置概论》各章的重要知识点总结第一章绪论1.船舶动力装置的定义及其组成2.船舶动力装置的技术性能指标：拖曳功率、推进功率3.船舶动力装置的经济性能指标：动力装置燃料消耗率、动力装置有效热效率4.动力装置运行性能指标主要包括那几个方面？5.船舶动力装置优缺点：柴油机、汽轮机、燃气轮机、联合动力循环、核动力装置、特种动力装置第三章船舶燃气轮机装置1.燃气轮机装置的定义2.船舶主推进燃气轮机动力装置的定义，它有哪几部分组成？3.画出燃气轮机的简单开式热力循环的p-v图和T-S图，并说明在理想循环中各部件内工质的状态变化及做功情况4.结合简单开式循环T-S图，推导出循环比功Wip，循环热效率ηip的表达式。

5.改善燃气轮机热循环的措施主要有哪两种途径？每种途径又包括哪些循环？6.画出等中径压气机中动叶栅（基元级）的进出口速度三角形，并标明其中的各速度参数7.压气机喘振的产生机理是什么?防喘措施有哪些？8.燃气轮机的燃烧室主要由哪几部分组成？并简单描述燃烧室的工作原理。

9.在燃气轮机装置中，燃烧室的火焰管为什么要冷却？一般有哪些冷却方案？10.在燃气轮机装置中，燃气涡轮的动叶顶部与静子内表面之间存在径向间隙，请问该间隙过小和过大分别对燃气涡轮的性能产生什么影响？一般采取什么措施来消除这种影响？第四章船舶蒸汽锅炉与汽轮机1.简略描述船舶蒸汽动力装置中，汽、水的循环过程。

2.锅炉的说明书上必须注明的三个基本参数是什么？请写出锅炉效率的表达式并解释其中各参数的含义。

3.锅炉的辅助受热面——过热器、经济器和空气预热器的作用时什么？4.锅炉自然循环的流动压头与哪些因素有关？常见的自然水循环故障有哪几种？5.汽轮机的保安系统主要具有哪些功能？6.汽轮机的功率调节方式主要有哪些方法？7.为什么说汽轮机的启动过程非常重要？汽轮机启动过程主要包括哪些步骤？第五章核动力装置1.反应堆的定义，它主要是由哪六部分组成的？反应堆的功率是如何实现可控的？2.什么是压水堆？一体化的压水堆有什么特点？3.核动力船舶中的主动力装置主要由哪三部分组成？并说明各部分的功能。

第一节船舶动力装置的组成和类型•一、船舶动力装置的含义•是为了满足船舶航行、各种作业、人员的生活、财产和人员的安全需要所设置的全部机械、设备和系统的总称。

•二、船舶动力装置的组成•根据组成船舶动力装置的各种机械、设备和系统的作用不同，整个动力装置可分为：• 1.推进装置•推动船舶航行的装置。

它包括主机、传动设备、轴系和推进器。

主机发出动力，通过传动设备及轴系驱动推进器产生推力，使船舶克服阻力以某一航速航行。

• 2.辅助装置•除推进装置以外的其他产生能量的装置。

包括船舶电站、辅锅炉、液压泵站和压缩空气系统，它们分别产生电能、蒸汽热能、液压能和压缩空气供全船使用。

• 3.管路系统•用以输送流体的管系。

由各种阀件、管路、泵、滤器、热交换器等组成。

•（1）动力系统•（2）辅助系统• 4.甲板机械•为保证船舶航向、停泊、装卸货物及起落重物所设置的机械设备。

包括舵机、锚机、绞缆机、起货机、尾门尾跳系统、吊艇机及舷梯升降机等。

• 5.防污染设备•用来处理船上污油水、油泥、生活污水及各种垃圾的设备。

其中有油水分离装置、焚烧炉及生活污水处理装置等。

• 6.自动化设备•为改善船员工作条件、减轻劳动强度和维护工作量、提高工作效率以及减少人为操作错误所设置的设备。

主要由遥控、自动调节、监视、报警和打印等设备组成。

•三、船舶动力装置的类型船舶动力装置往往按推进装置的类型进行分类。

• 1.蒸汽动力装置•蒸汽动力装置有往复式蒸汽机和汽轮机2.燃气动力装置•燃气动力装置有柴油机动力装置和燃气轮机动力装置• 3.核动力装置•柴油机动力装置柴油机不仅是热效率最高的一种热机，而且还具有起动迅速、部分负荷运转性能好、安全可靠、装置的重量较轻、功率范围大(从几千瓦至数万千瓦)等一系列优点.•核动力装置的优点是所用燃料的重量极轻，船舶续航力很大。

核燃料燃烧不用空气助燃，不需设进、排气系统。

但造价高，核分裂反应释放出大量放射性物质需要严加防护，操纵、管理、检查系统复杂，在商船上应用甚少。

目录11绪论 (1)1.1船舶动力装置的含义及组成 (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 (3)1.2.3性能指标 (3)1.3船舶动力装置的基本类型及特点 (4)1.3.1基本类型 (4)1.3.2柴油机推进动力装置 (4)1.3.3汽轮机推进动力装置 (5)1.3.4燃气轮机推进动力装置 (5)1.3.5核动力推进动力装置 (6)1.3.6联合动力推进动力装置 (6)1绪论1.1船舶动力装置的含义及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。

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、滤清和存储设备、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，船舶动力装置的组成见表1－1。

表1－1Ⅰ. 推进装置 a. 主机：蒸汽机、柴油机和燃气轮机等。

b. 轴系：传动轴、轴承和密封件等。

c. 传动设备：离合器、联轴器和减速齿轮箱等。

d. 推进器：螺旋桨和喷水推进等。

Ⅱ. 辅助装置 a. 船舶电站：发电机组、配电板及其它电气设备组成。

b. 辅助锅炉装置：辅助锅炉及其配套设备组成。

Ⅲ. 船舶管路系统 a. 动力管路：有燃油、滑油、冷却水、压缩空气、排气及废气利用管路等。

b. 船舶系统：有舱底、压载、消防、生活供水、施救、冷藏、空调、通风及取暖系统等。

Ⅳ. 船舶甲板机械 a. 锚泊设备：锚机、绞盘等。

b. 操舵设备：舵机及操纵机械、执行机构等。

c. 起重设备：起货机、吊艇机及吊杆等。

船舶动力装置Ⅴ. 机舱机械设备的遥控及自动化对主、辅机和有关机械设备等的远距离控制、调节、检测和警报系统等。

图1－1 船舶推进装置示意图1-遥控操纵台 2-主机(柴油机) 3-传动设备 4-轴系 5-推进器(螺旋桨)图1－1所示主机（柴油机）、传动设备、轴系及螺旋桨的连接情况。

第二节滑油管系一、滑油管系的任务及组成滑油管系的基本任务是保证供应主、辅机，压缩机、传动设备及轴系等各运动部件一定压力和温度的滑油进行润滑和冷却。

其目的是在两个接触机件间以液体摩擦防止发生干摩擦，从而减低摩擦功的消耗，减少摩损，以及带走机件中因摩擦而产生的金属屑和炭渣等有害物质。

滑油与燃油不同，除因部分滑油烧掉或变质而需要更换部分滑油外，其余极大部分经重新处理后可再行利用。

故滑油的消耗量比燃油要小得多，柴油机的滑油消耗率一般仅为2~7g/Hp·h，蒸汽轮机与燃汽轮机（包括减速齿轮箱）的滑油消耗率为1g/Hp·h左右。

但为了延长滑油的使用期，对大中型舰船的滑油管系设置滑油分离机。

分离机及其管系布置应保证机组在停机或运行过程中，能分离滑油中渗入的水份和杂质。

滑油管系仍包括：注入、贮藏、输送、净化、供应及计量等六个部份。

二、滑油管系的设计一般要求钢质海船的滑油管系的设计要求见有关规定，而军用舰艇滑油管系的设计与布置应满足如下要求：1.每台主、辅机组，应有各自独立的滑油系统。

2.标准排水量在1000t以上的舰船，每台主机应设二台滑油泵，其中至少有一台为独立动力的备用泵。

每台泵的容量应能满足主机最大功率工作时所需的油量。

3.主、辅柴油机的滑油泵如为柴油机本身带动，一般均需设置预注油泵，小型柴油机除外，管系中的其它滑油泵，在压头和容量满足下，亦可作为预注油泵。

预注油泵一般应满足下列要求：(1) 作为发电机组的柴油机，其电动预注油泵的电源应来自蓄电池。

否则还需设置应急手动预注油泵。

(2) 电动预注油泵的连续工作时间应能满足柴油机的启动要求，一般应不少于1min。

4.可直接换向且自带滑油泵的柴油主机，若未设置独立的备用泵时，应设有供主机换向时润滑的油泵。

5.辅汽轮机的滑油泵应由本身带动，并设有满足启动和停机时润滑的辅助油泵。

6.废汽涡轮增压器的滑油若由柴油机自带泵供给时，应设有备用泵或其它措施，当柴油机停车后，应能自动接入增压器滑油管系工作。

第一节船舶动力装置的组成、类型和发展一、船舶动力装置的组成现在的船舶动力装置主要由推进装置、辅助装置、管路系统、甲板机械、防污染设备和自动化设备等六部分组成。

1．推进装置推进装置是指发出一定功率、经传动设备和轴系带动螺旋桨，推动船舶并保证一定航速航行的设备。

它是船舶动力装置中最重要的组成部分，包括：（1）主机。

主机是指提供推动船舶航行动力的机械。

如柴油机、汽轮机、燃气轮机等。

（2）传动设备。

传动设备的功用是隔开或接通主机传递给传动轴和推进器的功率；同时还可使后者达到减速、反向或减振的目的。

其设备包括离合器、减速齿轮箱和联轴器等。

（3）轴系。

轴系是用来将主机的功率传递给推进器。

它包括传动轴、轴承和密封件等。

（4）推进器。

推进器是能量转换设备，它是将主机发出的能量转换成船舶推力的设备。

它包括螺旋桨、喷水推进器、电磁推进器等。

2．辅助装置辅助装置是指提供除推进船舶运动所需能量以外，用以保证船舶航行和生活需要的其他各种能量的设备。

主要包括：（1）船舶电站。

（2）辅锅炉装置。

（3）压缩空气系统。

3．管路系统管路系统是用来连接各种机械设备，并输送相关流体的管系。

由各种阀件、管路、泵、滤器、热交换器等组成，它包括：（1）动力系统。

为推进装置和辅助装置服务的管路系统。

主要包括燃油系统、滑油系统、海淡水冷却系统、蒸汽系统和压缩空气系统等。

（2）辅助系统。

为船舶平衡、稳性、人员生活和安全服务的管路系统。

主要包括压载系统、舱底水系统、消防系统、日用海/淡水系统、通风系统、空调系统和冷藏系统等。

4．甲板机械为保证船舶航向、停泊、装卸货物所设置的机械设备。

它主要包括：舵机、锚机、绞缆机、起货机、开/管舱盖机械、吊艇机及舷梯升降机等。

5．防污染设备用来处理船上的含油污水、生活污水、油泥及各种垃圾的设备。

它包括油水分离装置（附设有排油监控设备）、生活污水处理装置及焚烧炉等。

6．自动化设备为改善船员工作条件、减轻劳动强度和维护工作量、提高工作效率以及减少人为操作失误所设置的设备。