轮机导论-第3讲-船舶动力装置4-核动力装置&联合动力装置
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船舶动力装置(marine power plant)综述推进船舶和为船舶提供其他所需的动力和能源(电、蒸汽、热水、压缩空气、压力液体等)的全部动力设备。
组成船舶动力装置主要由推进动力装置和辅助动力装置组成。
推进动力装置也称主动力装置,是提供推进动力的成套动力设备,由主机、主锅炉、传动装置和轴系、推进器以及为这些推进设备服务的辅助设备、管系和仪表所组成。
①主机:用于船舶推进的热力发动机,有蒸汽机、汽轮机、柴油机、汽油机和燃气轮机等。
对于无推进器的工程船舶,用于驱动主发电机、液压油泵或工程机械(如泥浆泵)等的发动机也称为主机。
②主锅炉:在蒸汽动力装置中利用燃料燃烧的热量产生蒸汽,主要供给主机做功的蒸汽发生器。
现代汽轮机动力装置均采用水管式锅炉。
船舶上除主机和主锅炉以外的其他辅助机械和动力设备统称为辅机。
③传动装置:将主机功率传递给轴系和推进器,并根据需要起减速、倒顺车、调速、并车或分车、离合等作用的装置。
④轴系:从主机(或传动装置)输出法兰到螺旋桨之间的传动轴设备。
它的作用是将主机的能量传给螺旋桨,螺旋桨产生的推力又传给船体,从而推动船舶运动。
轴系由推力轴和推力轴承(或附设于主机)、艉轴(或螺旋桨轴)、连接艉轴与推力轴的中间轴、轴承、联轴节、艉轴管装置等组成。
轴系的长短视主机位置而定,主机布置在艉部时轴系可显著缩短。
单轴系船舶的轴系布置在船的舯纵剖面上,尽可能与船体基线平行;双轴系和多轴系则两舷对称布置。
用油润滑的艉轴轴承应有可靠的艉轴密封装置,以防外流损失和污染环境。
⑤推进器:它将主机的能量(或风力、人力)转换成使船舶运动的能量。
推进器有反作用式和主作用式两种。
明轮、喷水推进器和螺旋桨等均为反作用式,即利用水给推进器的反作用力推动船舶运动,而风帆则属主作用式。
螺旋桨是使用最广泛的一种推进器,可分为普通螺旋桨(即定螺距螺旋桨)和特种螺旋桨(如调距螺旋桨、导管螺旋桨、立桨)。
螺旋桨的转速越低、直径越大,效率就越高。
船舶动力装置:船舶动力装置是为了满足船舶航行、各种作业、人员的生活、人员和财产的安全需要所设置的全部机械、设备和系统的总称。
船舶动力装置的组成一般来说,船舶动力装置主要由推进装置、辅助动力装置、管路系统、甲板机械、防污染设备、应急设备和自动化设备七部分组成。
推进装置即为推动船舶航行的装置,包括主机、传动设备、轴系和推进器。
辅助装置是指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、液压泵站和空气压缩机,分别产生电能、热能、液压能和压缩空气共船舶生产和生活使用。
管路系统由各种发件、管路、泵、滤器和热交换器等组成,用以输送各种流体工质,以维持船舶的各种机械正常运转。
甲板机械是为保证船舶航向、锚泊靠泊、装卸货物以及起落自身设备所设置的机械的统称,包括舵机、锚机、铰缆机、起货机、尾门尾跳收放系统、吊艇机及舷梯升降机等。
防污染设备是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,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。
应急设备包括为弃船求生或求助生命设置的设备、为机舱失去电力时设置的设备、为避免“瘫船”设置的设备等,包括救生艇、求助艇、应急发电机、应急消防泵、应急舵机和应急空压机等。
自动化设备是为改善船员的工作条件、减轻船员的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,包括主、辅机的遥控单元,温度、压力、液位的自动调节单元、机舱各设备的工况监视、报警和打印等设备。
船舶动力装置的基本类型按照主机所用的燃料性质以及工作方式的不同,船舶动力装置的类型可以分为:柴油机动力装置、为现代船舶广泛采用。
包括大型低速柴油机动力装置、中速柴油机动力装置、高速柴油机动力装置。
蒸汽动力装置,由锅炉、蒸汽轮机、管系以及冷凝器等组成。
燃气轮机动力装置,燃气轮机装置主要用于军用船舰和气垫船。
核动力装置,造价比较昂贵,且操纵管理检测系统比较复杂,主要用于大型军舰和潜艇。
《船舶动力装置》课程《船舶动力装置》教学大纲一、课程性质与任务本课程是船舶专业的一门主干专业课。
本课程的教学任务是重点讲授船舶动力装置的原理与设计,使学生掌握:船舶动力装置的基本组成;船舶推进装置、船舶传动设备等的构造及工作原理;船舶管路系统的原理、组成及布置设计原则;船舶推进装置的特性与配合的基本知识。
学生通过本课程的学习,对船舶推进系统、轴系、管系、船、机、桨工况配合,机舱布置与规划等有较为系统的认识,为以后从事的工作打下良好的基础。
二、课程教学目标使学生具有一定的从事船舶动力装置设计的基本知识,具有如下基本技能:掌握轴系及推进装置各主要设备、船舶后传动设备的构造及初步设计能力;能根据使用要求,正确选用船舶有关机电设备;了解各种管路的布置设计原则。
本课程的基本要求是:1. 熟练掌握动力装置的基本概念、性能及相关的技术指标。
2. 熟练掌握船舶推进装置的组成、布置、型式及主要设备的工作原理和设计要求。
3. 了解各种后传动设备的结构、工作原理与选型。
4. 能进行简单的机桨工况配合分析。
5. 能看懂并分析机舱布置图,懂得基本的机舱布置方法。
三、教学内容结构第一部分船舶动力装置总论第二部分推进装置设计第三部分船舶传动设备第四部分船舶推进装置的特性和匹配第五部分船舶推进节能和特种推进器第六部分船舶动力装置设计四、教学内容与要求第一部分船舶动力装置总论教学要点:1、正确叙述和理解船舶动力装置的含义、任务及组成2、正确理解船舶动力装置的类型、特征、性能及结构概况主要内容:第一节船舶动力装置的含义及组成什么是船舶动力装置船舶动力装置的组成都有什么第二节船舶动力装置的类型及特点用比较的方法让学生了解几种船舶动力装置的应用、优缺点重点:柴油机动力装置的应用、优缺点2、汽轮机动力装置的应用、优缺点3、燃气轮机动力装置的应用、优缺点4、联合动力动力装置的应用、优缺点5、核动力动力装置的应用、优缺点第三节船舶动力装置的基本特性指标本节包含:1、船舶动力装置的性能指标、船舶动力装置的技术指标、船舶动力装置的经济指标。
第一章船舶动力装置概述第一节船舶动力装置的组成和类型一、船舶动力装置的概念:“装置”乃是为了达到某一目的所设置的所有机器、设备及系统的总称,以具有某种特定的功能为特征。
“船舶动力装置”这一术语已应用了几十年,但一直没有明确而统一的定义。
实际上它是和“轮机”这一术语紧密联系在一起的。
在1807年,世界上第一艘用蒸汽机驱动推进器的“克莱蒙特”号轮,开创了船舶以动力机械推进的新纪元。
当时蒸汽机带动一个桨轮推进器,这种推进器的大部分露在水面,人们称之为“明轮”,把装有明轮的船称为“轮船”,而把产生蒸汽的锅炉和驱动明轮转动的蒸汽机等成套设备称为“轮机”。
当时的“轮机”仅仅是推进设备的简称。
但随着科学技术的发展和进步。
不仅船舶推进设备更加复杂和完善,而且为了适应船舶营运、人员生活和安全等方面的需要,还增设了诸如船舶电站、起货机械、饮水、供汽、压载、舱底、消防等系统,大大丰富了轮机的内容,并且至今还在不断扩大与完善中。
因此,“轮机”是个内容相当广泛的技术范畴。
“船舶动力装置”的基本含义和“轮机”相同,是为了满足船舶航行、各种作业、人员的生活和安全需要所设置的全部机械、设备和系统的总称。
它的任务是多方面的,但主要任务可概括为:为船舶提供各种形式的能量(机械能、电能、热能)并转换和利用这些能量。
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、设备和系统所起作用的不同,将整个动力装置分为以下几个部分。
1.推进装置:推进装置也称主动力装置,是船舶动力装置中最主要的部分。
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:是产生除推进装置所需能量以外的其它各种能量的装置,其中包括船舶电站、辅助锅炉装置和压缩空气系统,它们分别产生电能、蒸汽和压缩空气供全船使用。
3.管路系统:简称管系,用以输送流体,是由各种容器、管路、泵、滤器、热交换器等组成。