船舶核动力装置一回路设计说明书

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。

船舶动力装置课程设计说明书1、设计内容：船舶轴系设计2、设计要求：依据给定参数，完成如下工作：①确定中间轴、螺旋浆轴以及推力轴的材料和轴径；②计算出各轴承的负荷；③进行轴系合理较中设计；④绘制轴的零件图2张，锻造图1张。

3、设计参数主机与螺旋浆相关数据①型式：二冲称、直列、回流扫气、废气涡轮增压低速柴油机②持续转速：124 转/分；1小时转速：130 转/分③主机功率、飞轮重量、螺旋浆重量：分组 A B C D E F G H I J K 持续功率(马力) 2500 3200 3600 4100 4720 5350 6190 7320 7740 8160 9010 1小时功率(马力) 3362 4263 4780 5313 5940 6573 7650 8898 9400 9890 10900 主机飞轮重G1（吨）0.68 0.90 1.00 1.10 1.18 1.28 1.32 1.45 1.48 1.52 1.60 螺旋浆重G2（吨） 4.8 5.4 6.5 7.6 8.5 9.6 10.5 11.4 11.8 12.2 13.0④轴系布置尺寸（mm，其余尺寸如图示）：分组 A B C D E F G尺寸a 3950 3750 3650 3550 3450 3250 3050尺寸b 7035 6835 6635 6435 6235 6035 5835尺寸c 6250 6200 6100 6000 5900 5800 5700尺寸d 6250 6200 6100 6000 5900 5800 57004、我的分组数据为：H、C5、说明：①轴承可根据具体情况选用或设计。

②螺旋浆轴与螺旋浆的连接方式及其连接尺寸可合理设定。

③对于题目中出现的不合理数据，对其加以说明，数据不必修正，对其引起的后果加以讨论。

④单位必须全部采用国际单位制（遇有工程单位制的参考资料一律转换成国际单位制）！6、设计参考资料：①《船舶动力装置设计》陆金铭主编国防工业出版社2006②《船舶动力装置原理与设计》朱树文主编上海交通大学出版社③《船舶设计实用手册(轮机分册)》中国船舶工业总公司国防工业出版社，1999.船舶动力装置课程设计（一）已知条件1.主机型号：6ESDZ 76/160型式：二冲称、直列、回流扫气、废气涡轮增压低速柴油机持续功率：5384kw 持续转速：124 转/分 1小时功率：6544 kw 1小时转速：130 转/分 主机飞轮重：1.45x103 kg2.螺旋浆直径：5490 mm 重量：11.4×103 kg（二）中间轴选材与基本直径的计算（按1989年钢质海船规范）1.中间轴材料:35号钢，优质碳素钢 其化学成分为 ：C=0.32~0.39、Si=0.17~0.37、 Mn=0.50~0.80 , σb>30Mpa ，σs>315 Mpa , 属于中碳钢，综合力学性能好，主要用于制造齿轮、轴类零件等2.中间轴基本直径d30)5.176608(100+=b e n P C d σ （1.1）式中，P —轴传递的最大持续功率（kw ），取P=5384kw n —轴传递的转速，取n=124转/分 σb —轴材料的抗拉强度，取σb=530Mpa c —系数，取c=13053846081001334124530176.5d ⎛⎫=⨯⨯= ⎪+⎝⎭mm 因本轮按冰区级别为B Ⅱ级进行加强，取增加5% d 0. 则中间轴基本直径d 应为：d=334+334×5%=351 mm考虑到安全系数取10% 则现取d=351×1.1=387 mm ， 轴承处的轴径d=400 mm 。

说明书一丶反应堆冷却剂系统主要设备有：反应堆压力容器，蒸汽发生器一回路侧，反应堆冷却剂泵，稳压器及释放到安全阀的管系，连接上述设备的管道及管道附件，直管上的隔离阀以及高压管道。

主要功能：（1）正常运行时，将堆芯产生的热量传输给蒸汽发生器的二回路侧工质，使其产生蒸汽；（2）反应堆停堆时，与二回路蒸汽排放系统配合，排除堆芯剩余热量的一部分；（3）事故工况下，依靠冷却剂自然循环实现堆芯应急冷却；（4）为包容在运行温度和压力下的冷却剂提供一个完整的承压边界，是为防止放射性物质向外扩散的第二道安全屏障。

二丶压力安全系统主要设备：稳压器，波动管，喷淋管，泄压阀，安全阀。

主要功能：（1）在核动力装置功率运行时，吸收冷却剂的体积波动，维持并控制反应堆冷却剂系统压力在允许范围内。

（2）在冷启动和冷停堆过程中，与其他系统和设备配合，对反应堆冷却剂系统进行升温升压和降温降压。

（3）在反应堆冷却剂系统压力过高或者过低时，向警报装置、反应堆保护系统提供压力信号，触发警报和反应堆停堆。

其中，压力过高时启动安全排放系统，进行超压保护，压力过低时启动专设安全设施进行安全注射。

（4）根据运行要求，排放反应堆冷却剂系统中产生的裂变气体，氢气等。

三丶低压净化系统和化学添加系统主要设备：再生式热交换器、余热排除热交换器、除盐器、容积控制箱、氢气瓶、硼酸箱、联氨箱、上充泵、以及连接上述设备的阀门及管道。

功能及流程：通过过滤、离子交换等手段连续除去冷却剂中溶解的和悬浮的杂志，保证冷却剂中的杂质浓度在允许值一下，降低冷却剂的放射性水平。

低压净化系统需要净化的冷却剂从反应堆冷却剂主泵进口段引出，经再生式热交换器冷却，再通过减压阀将冷却剂由10.78MPa减至1.47MPa，同时，还通过减压阀控制从反应堆冷却剂系统中引出的冷却剂的流量。

经过一次降温降压的冷却剂流经余热排出热交换器进行二次冷却，如果冷却剂满足温度要求，送往位于反应堆辅机舱的净化回路进行过滤和除盐，净化后的冷却剂排入位于反应堆舱的容积控制箱。

船舶动力装置课程设计指导书周家章编大连水产学院机械工程学院2006年9月一、目的《船舶动力装置课程设计》是热动专业学生开设的专业必修课。

轴系强度的设计计算等，应是从事船舶动力装置专业人员的基本技能。

本课程的目的就是要让热动专业的学生在较短的时间内熟练掌握这些基本的设计计算，并与计算机编程结合起来，编制出正确的船舶轴系相关尺寸设计程序，为将来走入社会、参加生产实际与科研活动打下基础。

二、题目与内容1．轴的基本直径计算（1）轴的基本直径d 就不小于下式计算值：3160560⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⋅⋅=b een PC F d σ mm （1）式中： d ——轴的基本直径（mm ）；F ——推进装置型式系数；F =95，适用于涡轮推进装置、具有滑动型联轴节的柴油机推进装置和电力推进装置，F =100，适用于所有其它型式的柴油机推进装置。

P e ——轴传递的额定功率，（kW ）； n e ——轴的额定转速，（r/min ）；σb ——轴材料的抗强度，对于中间轴，若>800 N/mm 2时取800 N/mm 2，对于螺旋桨轴和尾管轴，若>600 N/mm 2时取600 N/mm 2；C ——设计特性系数，见表1。

（2）中空轴直径修正如果空心轴的实际孔径d 0大于0.4d 时，需按下式进行修正：340)(11ac d d dd -= mm （2） 式中d c ――修正后轴的直径，mm ；d 0――轴的实际孔径，mm ；d ――按照（1）式计算的轴直径，mm ； d a ――轴的实际外径，mm 。

2．冰区加强船舶的冰区加强附加入级符号分为若干级别，CCS 划分如下： Ice Class B1* 最严重冰况 Ice Class B1 严重冰况 Ice Class B2 中等冰况 Ice Class B3 轻度冰况 Ice Class B 除大块固定冰以外的漂流浮冰的冰况以上除Ice Class B 冰级外，其余各冰级均需对轴系尺寸有所修正。

船舶动力装置课程设计说明书1、设计内容：船舶轴系设计2、设计要求：依据给定参数，完成如下工作：①确定中间轴、螺旋浆轴以及推力轴的材料和轴径；②计算出各轴承的负荷；③进行轴系合理较中设计；④绘制轴的零件图2张，锻造图1张。

3、设计参数主机与螺旋浆相关数据①型式：二冲称、直列、回流扫气、废气涡轮增压低速柴油机②持续转速：124 转/分；1小时转速：130 转/分③主机功率、飞轮重量、螺旋浆重量：分组 A B C D E F G H I J K 持续功率(马力) 2500 3200 3600 4100 4720 5350 6190 7320 7740 8160 9010 1小时功率(马力) 3362 4263 4780 5313 5940 6573 7650 8898 9400 9890 10900 主机飞轮重G1（吨）0.68 0.90 1.00 1.10 1.18 1.28 1.32 1.45 1.48 1.52 1.60 螺旋浆重G2（吨） 4.8 5.4 6.5 7.6 8.5 9.6 10.5 11.4 11.8 12.2 13.0④轴系布置尺寸（mm，其余尺寸如图示）：分组 A B C D E F G尺寸a 3950 3750 3650 3550 3450 3250 3050尺寸b 7035 6835 6635 6435 6235 6035 5835尺寸c 6250 6200 6100 6000 5900 5800 5700尺寸d 6250 6200 6100 6000 5900 5800 57004、我的分组数据为：H、C5、说明：①轴承可根据具体情况选用或设计。

②螺旋浆轴与螺旋浆的连接方式及其连接尺寸可合理设定。

③对于题目中出现的不合理数据，对其加以说明，数据不必修正，对其引起的后果加以讨论。

④单位必须全部采用国际单位制（遇有工程单位制的参考资料一律转换成国际单位制）！6、设计参考资料：①《船舶动力装置设计》陆金铭主编国防工业出版社2006②《船舶动力装置原理与设计》朱树文主编上海交通大学出版社③《船舶设计实用手册(轮机分册)》中国船舶工业总公司国防工业出版社，1999.船舶动力装置课程设计（一）已知条件1.主机型号：6ESDZ 76/160型式：二冲称、直列、回流扫气、废气涡轮增压低速柴油机持续功率：5384kw 持续转速：124 转/分 1小时功率：6544 kw 1小时转速：130 转/分 主机飞轮重：1.45x103 kg2.螺旋浆直径：5490 mm 重量：11.4×103 kg（二）中间轴选材与基本直径的计算（按1989年钢质海船规范）1.中间轴材料:35号钢，优质碳素钢 其化学成分为 ：C=0.32~0.39、Si=0.17~0.37、 Mn=0.50~0.80 , σb>30Mpa ，σs>315 Mpa , 属于中碳钢，综合力学性能好，主要用于制造齿轮、轴类零件等2.中间轴基本直径d30)5.176608(100+=b e n P C d σ （1.1） 式中，P —轴传递的最大持续功率（kw ），取P=5384kw n —轴传递的转速，取n=124转/分 σb —轴材料的抗拉强度，取σb=530Mpa c —系数，取c=13053846081001334124530176.5d ⎛⎫=⨯⨯= ⎪+⎝⎭mm 因本轮按冰区级别为B Ⅱ级进行加强，取增加5% d 0. 则中间轴基本直径d 应为：d=334+334×5%=351 mm考虑到安全系数取10% 则现取d=351×1.1=387 mm ， 轴承处的轴径d=400 mm 。

船舶核动力装置核工程一班200820201111 施锦强核动力装置以原子核的裂变所产生的巨大能量通过工质（蒸汽或燃气）推动汽轮机或燃气轮机工作的一种装置。

其工作原理是：核燃料裂变释放出的热量，由流经堆芯的冷却剂(即100多个大气压的压力水)带出堆外，送进一回路系统。

一回路系统，包括主系统和若干个辅助系统，可将反应堆核燃料裂变释放出的热能传给二回路给水使之产生高压蒸汽。

主系统由稳压器、蒸汽发生器、冷却剂泵和主管道构成，并与反应堆压力容器连接构成密闭回路。

反应堆冷却剂是一回路的压力水，由冷却剂泵将其打入压水反应堆，在堆芯吸收核燃料裂变释放出的热量后，流出堆外进入蒸汽发生器，通过蒸汽发生器传热管的管壁面，把热量传给蒸汽发生器中二回路给水，并使之变成蒸汽。

放掉热量后的低温冷却剂，从蒸汽发生器出来后，在冷却剂泵的驱动下，再次被打入压水反应堆，再吸收堆芯热量后，再出堆，如此循环往复运转。

辅助系统用于保障反应堆和主系统的正常运行。

一回路系统带有强放射性，设备布置按放射性强弱进行分区，以利操作和监测，并有坚厚的屏蔽设施。

二回路系统，主要由汽轮机、冷凝器、给水泵和管道以及若干辅助系统构成。

其功用是将蒸汽的热能转换为汽轮机转动的机械能或电能。

二回路的给水在一回路的蒸汽发生器中吸收一回路冷却剂从堆芯带出的热量，变成蒸汽，通过主蒸汽管，进入汽轮机，推动叶轮作功；排出的蒸汽进入主冷凝器冷凝成水后，经给水泵再送到蒸汽发生器变成蒸汽，进入汽轮机，如此循环，使汽轮机持续工作。

汽轮机组的机械能，或汽轮机发电机组的电能转换的机械能，经传动装置、轴系，传递给螺旋桨，以推动舰艇前进。

[国外概况] 自1954年第一艘核动力潜艇问世以来，核动力装置技术获得了迅猛的发展。

目前，除核潜艇外，现役的核动力舰艇还有巡洋舰、驱逐舰和航空母舰，这些核动力舰艇主要集中在美国和俄罗斯。

一、舰艇核动力装置的优点1、核动力装置使核潜艇能在水下长期连续航行。

核动力装置以核能为能源，核裂变时不需要空气，因此核潜艇能在水下长期连续航行，其隐蔽性远远超过常规动力潜艇。

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。

核动力汽轮机组设计摘要本文对船舶核动力主汽轮机组进行分析研究。

对核动力船舶在正常运行时加本文对船舶核动力主汽轮机组进行分析研究以实时分析，得出核动力在船舶上应用的优缺点。

汽轮机组作为其重要的组成部分也必须加以改进以满足核动力船舶在实际应用中的需求，其整体布局采用单机双缸、单缸双机两种类型。

核动力汽轮机绝大多数使用饱和蒸汽进行工作，饱和蒸汽对核动力汽轮机的设计和运行带来很多不利影响，给主汽轮机组的建造带来了挑战。

讨论了核动力船舶蒸汽参数受到的各种制约因数，确定了机组的设计安全性与经济性的关系。

重点计算了汽轮机组的流量与功率的关系，冷凝器中冷凝温度随负荷的变化关系。

关键词: 船舶核动力; 汽轮机；蒸汽参数；负荷计算AbstractThis paper nuclear-powered steam turbine units ship were analyzed. In the normal operation of nuclear-powered vessels to add this ship nuclear-powered steam turbine unit analysis, it is concluded that nuclear power in real-time analysis the advantages and disadvantages of the application on the vessel. Steam turbine as its important parts also must be improved to meet the nuclear-powered vessels in practical application, the overall layout demand by appling dual machine, single single cylinder two types. The nuclear-powered steam turbine most use saturated steam, saturated steam turbines for the design and operation nuclear-powered brings many adverse effects, to the construction of the steam turbine unit brings challenges. Steam parameters are discussed by nuclear-powered vessels of the various restricted factor of the unit, to determine the safety and economic relationship design. The key calculated the steam turbine flow and power in the relationship, condenser temperature changes with load condensation relationship.keywords: Shipping nuclear-powered; Steam turbine; Steam parameters; Load calculation目录摘要·················································错误！未定义书签。

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。