船舶动力装置概论共41页
船舶动力装置概论..课件
简单循环燃气轮机
由压气机、燃烧室和涡轮机组成，结构简单，适用于中小型 船舶。
复合循环燃气轮机
在简单循环基础上增加回热器和再热器，提高能源利用率和 功率输出，适用于大型船舶和豪华游艇。
05
船舶核能动力装置
核能工作原理
核能工作原理
核能动力装置利用核反应释放 出的能量，通过一连串的物理 和化学反应，最终转化为推进
0 控制系统 4控制系统用于监测和控制蒸汽
轮机的运行状态，确保其安全 、稳定地运行。
蒸汽轮机的类型与特点
简单循环蒸汽轮机
简单循环蒸汽轮机是最基本的蒸汽轮机类型，由 锅炉、汽轮机和凝汽器组成，效率较低。
复合循环蒸汽轮机
复合循环蒸汽轮机由两个或多个简单循环组成， 通过增加热力循环提高效率。
热电联产蒸汽轮机
主要用于大型船舶推进和 发电，具有体积大、重量 重、转速低、功率大等特
点。
中速柴油机
介于轻型高速柴油机和重 型低速柴油机之间，具有 较好的通用性和经济性，
广泛应用于各类船舶。
03
船舶蒸汽轮机动力装置
蒸汽轮机工作原理
蒸汽轮机是一种利用蒸汽 推动叶轮旋转的发动机， 其工作原理基于热力学原 理。
高温高压蒸汽进入蒸汽轮 机，通过喷嘴将蒸汽喷射 到叶片上，使叶轮旋转， 将热能转化为机械能。
曲轴连杆机构
包括曲轴、连杆、活塞等部件，将热能转 化为机械能。
配气机构
控制进气和排气的过程，包括气门、凸轮 轴等部件。
燃油系统
包括燃油泵、喷油嘴等部件，负责提供燃 油和喷射燃油。
柴油机的类型与特点
轻型高速柴油机
主要用于小型船舶推进和 辅助机械，具有体积小、 重量轻、转速高、功率大
船舶动力装置总论
民用船舶动力装置
牟志仁
1
主要参考文献
• 1.朱树文.船舶动力装置原理与设计-国防工业出版社.1980.9 • 2.崔朗然.船舶柴油机动力装置-国防工业出版社.1986.6 • 3.中国船级社.钢质海船入级与建造规范 • 钢质内河船入级与建造规范 • 4.中外船舶配套设备手册—海洋出版社.1989.11
•
•
• •
对人体有严益的杀伤作用，污染环境，考虑核动力船可能遭遇碰撞、触礁、海浪冲击、 着火、爆破等意外灾害时，不致污染海洋，除核反应堆容器加数层围阻屏蔽系统，以 阻止及截留放射性物质逃离反应堆外，动力装置也是同样。这些屏蔽系统具有很大的 重量尺寸，使得装置重量显著增加。如5×l04t以上的核动力舰艇的单位重量达3437kg／kW，其中屏蔽系统重量占整个动力装置的35％以上。 (2)操纵管理检查系统比较复杂。在防护层内之机械设备必须远距离操纵，而且在 核动力船舶上还必须配置独立的其它型式的能源，来供给反应堆启动时的辅助设备和 反应堆停止工作后冷却反应堆的设备所需的能量，这就增加了动力装置的复杂性。另 外在核动力船舶上还必须设置专门的器械和设备装卸核燃料和排除反应堆中载有放射 性之排泄物。 (3)核动力装置造价昂贵。由于反应堆活性区的材料都须价格很贵的稀有高级合金 (锅台金、铱金属、硼钢、奥斯汀钢……)，据统计建造一个潜艇反应堆比同样排水量 潜艇的柴油机电动装置，造价要高10倍。另一方面，核燃料亦昂贵。尤其浓缩铀，浓 缩度愈高价格愈贵。如核动力潜艇反应堆加满一次核燃料(约用二年至二年半)要比载 有一般动力装置潜艇在同一时间内所需的燃料，其费用要高10倍左右。 目前，核动力装置主要用在军用舰艇或破冰船上，在民用船舶上进展不大。 由于柴油机动力装置具有热效高、重量相对较轻且设备简单的优点，在民用船舶中 占有主导地位。
哈工程版《船舶动力装置概论》
第一章，总论1，船舶的主要性能指标有哪些？答：排水量△：船舶总重量，由空载重量LW和载重量DW组成；容积▽：水面航行船舶的水下部分的体积,也称作容积排水量；航速：1海里=1.852km续航力S：舰船在用尽全部燃料及其他消费品储量前，以恒速所航行过的距离称为续航力，以海里计；自给力T：舰船在海上航行，中途不补给任何储备品所能持续活动的时间称为自给力，以昼夜计；生命力：舰船能抵御战斗破坏或失事破损并保持其运载、战斗能力的性能称为生命力；机动性：舰船起锚开航、改变航速和航向的性能；隐蔽性：舰船在海上航行并完成战斗运输任务而不被敌方发现的性能；耐波性：舰船能在大风浪不良天气下完成任务的性能；2，船舶动力装置是由哪些装置系统组成的？答：推进系统：主机、传动设备、推进器辅助设备：发电副机组、辅助锅炉装置、压缩空气系统机舱自动化系统船舶系统3，船舶对动力装置有哪些要求？答：技术性能和经济性能，对于军用舰船来说着重于战术技术性能；而民用船舶则倾向于经济性能。
4，船舶动力装置的主要性能指标是什么？答：技术指标：功率指示，重量指标，尺寸指标经济指标：动力装置燃料消耗率，主机燃料消耗率，动力装置每海里航程燃料消耗量，动力装置有效热效率，动力装置的建造、运转及维修的经济性运行性能指标：机动性，可靠性，隐蔽性，遥控和机舱自动化，生命力5，高、中、低速柴油机的转速范围如何？答：低速机：300r/min，中速机：300-1000r/min,高速机：>1000r/min6，柴油机的消耗率一般是多少?答：低速机：160-180g/(kw.h)，中速机：150-220 g/(kw.h)，高速机：200-250 g/(kw.h)7，柴油机的优缺点为何？答：优点：有较高的经济性、重量轻、具有良好的机动性缺点：单机功率低、柴油机工作中振动、噪声大，大修期限较短、柴油机在低速区工作时稳定性差，滑油消耗率高8，蒸汽轮机的优缺点为何，为什么主要应用在大型船舶上？答：单机功率很大；汽轮机叶轮转速稳定，没有周期性作用力，因此汽轮机组振动噪声小汽轮机工作时只是转子轴承处有摩擦阻力，故磨损部件少，工作可靠性高可以使用劣质燃油，滑油消耗率低结构简单、紧凑、管理使用方便，保养检修工作量小9，燃气轮机的主要优缺点及其应用场合？答：优点：单位功率重量尺寸小、机组功率较大。
船舶动力装置概论
00第一章1.船舶动力装置的定义及其组成：指将燃料化学能转化成热能，机械能使船舶产生推进力保证船舶航行和提供能量消费的全部机械，设备和系统的总合体。
1推进装置；主机，传动设备，推进器2辅助装置；发电副机组，辅助锅炉装置，压缩空气系统3机舱自动化系统4传播系统。
4.动力装置运行性能指标主要包括那几个方面？1机动性2可靠性3隐蔽性4遥控和机舱自动化5生命力5.船舶动力装置的优缺点：汽轮机，燃气轮机，联合动力循环，核动力装置。
汽轮机：优点，汽轮机的转子在高温高压高速度流动的撑起作用下连续工作，转速较高，而且可采用高压、低压几级汽轮机，因此单机功率很大。
汽轮机叶轮转速稳定，没有周期性作用力，因此汽轮机组振动噪声小。
汽轮机工作时只是转子轴承处有摩擦阻力。
可使用劣质燃油，滑油耗率也低。
缺点：汽轮机动力装置由于装备锅炉、冷凝器以及辅机和设备，故动力装置比较复杂、装置重量尺寸大。
燃料消耗量大，装置效率低。
机动性差。
燃气轮机：优点：单位功率重量尺寸小，机组效率较大。
良好的机动性能。
缺点：主机本身不能自行反转，可反转的机组其结构也较复杂，一般需设置专用的倒车设备。
由于燃气的高温，叶片使用的合金钢材料价格昂贵，工作可靠性差，寿命短。
燃气轮机耗油率比柴油机高，现已接近高速柴油机水平。
由于燃气轮机工作时空气流量大，所以排气管道尺寸较大，给机舱布置带来困难，甲板上较大的管道通过切口，影响船体强度。
联合动力装置：优点：在保证足够大功率的情况下，洞里装置尺寸重量小。
操纵方便，备车迅速，紧急情况下可用燃气轮机立即开车。
自巡航到全速工况加速迅速。
两机组共用一个减速齿轮箱，具有多机组并车的可靠性。
缺点：舰上和基地需准备两种机型的备件。
核动力装置：优点：极高的能量密度。
不消耗空气而获得热能，这可使潜艇长期在水下航行，隐蔽性能大大提高。
缺点：核动力装置的重量尺寸较大。
操纵管理监测系统比较复杂。
核动力装置造价昂贵。
第三章1.燃气轮机装置的定义：一种将燃料的化学能转换成热能，继而再转变成机械功的回转式热机装置。
船舶动力装置概论
第一章总论1、船舶的主要性能指标有哪些？答：排水量，容积，航速，续航力，自给力，生命力，机动性，隐蔽性，耐波性。
2、船舶动力装置是由哪些装置系统组成的？答：推进装置，辅助装置，机舱自动化系统，船舶系统。
3、船舶对动力装置有哪些要求？答：为了满足船舶的各项性能指标，对动力装置提出了相应的要求：①功率足够大，以满足船舶设计航速的要求。
②重量轻、尺寸小，能保证船舶有大的载货重量和容积。
③经济性好、耗油率低，能降低船舶运行经济费用，增大舰船续航力。
④还应当机动性好，生命力强，隐蔽性好，耐用可靠，操纵管理方便，制造成本低等。
4、船舶动力装置的主要性能指标是什么？答：技术指标：①功率指标；②重量指标；③尺寸指标。
经济指标：①燃料消耗率（主机、辅机和锅炉）②每海里航程燃料消耗量；③有效热效率；④建造、运转及维修经济性。
运行性能指标：机动性，可靠性，隐蔽性，遥控和机舱自动化，生命力。
5、柴油机的优缺点为何？答：优点：①有较高的经济性；②重量轻；③具有良好的机动性缺点：①单机功率低；②振动噪声大；③大修期限较短；④低速区工作稳定性差；⑤滑油消耗率高。
6、蒸汽轮机的优缺点为何？答：优点：①单机功率很大；②振动噪声小；③磨损部件少，工作可靠性高，大修期限长。
④可使用劣质燃油，滑油消耗率低。
缺点：①动力装置比较复杂，装置重量尺寸大；②燃料消耗量大，效率低；③机动性差。
7、燃气轮机的主要优缺点及应用场合？答：优点：①单位功率重量尺寸小、机组功率较大；②良好的机动性能。
缺点：①主机不能反转，需专用的倒车设备；②进排气口附近噪声大；③叶片材质昂贵，工作可靠性差，寿命短；④耗油率比柴油机高；⑤进排气管道尺寸大，布置困难。
由于其优点，主要应用于要求功率大机动性能好的舰艇上，同时可与柴油机或蒸汽轮机构成联合动力装置，满足舰艇全速推进时的高功率以及快加速要求。
8、简述核动力装置的工作原理。
答：一回路中反应堆中发生核裂变反应产生大量的能量，压力水作为冷却剂将堆芯的热量带走，经蒸汽发生器将能量传递给二回路中的水，使之成为蒸汽。
船舶动力装置总论
图1-2-1(代) 船舶蒸汽轮机动力装置的基本组成
1-锅炉；2-蒸汽过热器；3-空气预热器；4-高压汽轮机；5-低压汽轮机；6-主冷凝 器；7-凝水泵；8-给水预热器；9-给水泵；10-减速齿轮；11-螺旋桨；12-循环水
汽轮机动力装置具有如下优点： （1）单机功率大 由于汽轮机工作过程的连续性有 利于采用高速工质和高转速工作轮，因此单机功率远比 活塞式发动机大。现代舰用汽轮机的单机组功率已达 7.5万kw以上，若不受推进器尺寸和制造的影响，像陆 用电站汽轮机一样可做成60万~100万kw的巨型动力装 置。正因为于此，主机本身的单位重量尺寸指标优越。 （2）机组振动小、噪声低 汽轮机叶轮转速稳定， 无周期性扰动力，因此机组振动小、噪声低。 （3）可靠性好、寿命长 摩擦部件少，工作可靠性 大，使用期限高达100万h以上。 （4）比较经济 可使用劣质燃料油，滑油消耗率也很 低，仅0.1~0.5g/（kw·h）（柴油机的滑油消耗率为 3~10g/（kw·h）。
柴油机装置存在如下几个缺点： (1)由于柴油机的尺寸和重量按功率比例增长快， 因此单机组功率受到限制，低速柴油机也仅达到 4×104KW左右，中速机2×104KW左右，而高速机仅在 8×103KW或更小，这就限制了它在大功率船上的使用的 可能性，大功率舰艇希望有3×104~5×105KW，故其无法 胜任。 (2)柴油机工作中的噪声，振动较大。 (3)中、高速柴油机的运动部件磨损较厉害，高速 强载柴油机的整机寿命仅1000~2000h。 (4)柴油机在低转速时稳定性差，因此不能有较小 的最低稳定转速，影响船舶的低速航行性能。另外，柴 油机的过载能力也较差，在超负荷10%时，一般仅能运 行1h。
二、汽轮机动力装置 汽轮机动力装置是由锅炉、汽轮机、冷凝器、 轴系、管系及其他有关机械设备等组成。在这种装 置中，燃料的燃烧是在发动机的外部，即在锅炉中 进行的。汽轮机动力装置的基本组成与工作原理， 如图1-2-1所示。 在大功率船舶动力装置中，汽轮机占有一定的 优势，资料统计表明，功率小于2× 10 4 kw的船舶， 4 10 多采用柴油机动力装置，而大于 2× kw的多采 用汽轮机。所以，高速客船和集装箱船以及大型油 船多采用汽轮机动力装置。
第一章 船舶动力装置概述
任务
提供能量 利用能量 转换能量
5
船舶装置动力概论
第一节 船舶动力装置的含义及其组成
二、船舶动力装置的组成
推进装置 辅助装置 管路系统 甲板机械 自动化设备 防污染设备
6
船舶装置动力概论
第一节 船舶动力装置的含义及其组成
1．推进装置 推进装置的作用：产生和提 供船舶推进动力的成套动力 设备，以满足船舶正常航行 需要。 组成：它由船舶主机、传动 设备、船舶轴系和推进器以 及为这些推进设备服务的辅 助设备、管路系统和仪表所 组成。如图1-1所示。
24
船舶装置动力概论
第二节 船舶动力装置的类型及特点
一、蒸汽动力装置
2．蒸汽动力装置的主要特点
• 蒸汽动力装置的缺点： ➢ （1）结构复杂，重量尺寸大。蒸汽动力装置由于装备锅炉、冷凝
器以及辅机和设备，故整个动力装置比较复杂，装置重量尺寸大。 动力装置单位重量为24～26kg/kw，占去了船舶许多营运排水量。 ➢ （2）热效率较低,燃油消耗率大。蒸汽动力装置热效率较低，约为 25％～35％，燃油消耗率较高，一般为232～313g/KW·h，经济性 较差。 ➢ （3）机动性差。由于起动前要加热滑油冷凝器，主机暖机时蒸汽 参数达到规定值才能起动，故起动前准备时间大约为30～35 min， 缩短暖机过程后也需要10～15 min。另外从一种工况变换到另一种 工况的过渡时间也较柴油机长2～3倍。
一、蒸汽动力装置
2．蒸汽动力装置的主要特点
蒸汽动力装置的优点： ➢ （1）单机功率大。蒸汽轮机的转子在高温、高压、高速流动的蒸
汽作用下连续工作，转速较高（船舶推进主机一般为3×103～ 7×103r/min，汽轮发电机大多≥3×103r/min），而且可采用高压、 低压几级汽轮机，因此，单机功率很大。现代蒸汽轮机单机功率 可达1.2×103MW，因此，主机本身的单位重量尺寸指标优越。 ➢ （2）蒸汽轮机运行平稳，工作可靠。蒸汽轮机工作时，由于没有 周期性作用力，因此噪声和振动小，可靠性高，使用寿命长。蒸 汽轮机的使用期限高达105小时以上。 ➢ （3）蒸汽轮机对所采用燃料要求比较低，可使用劣质燃油。
船舶动力装置概论
Gn
A bm
v2
Bg
v
Bb
[kg / nmile]
• Bm-主机每小时燃油消耗量
kg/ Bb-锅炉每小时燃油消耗量
kg/h
• bm-主机的燃油消耗率
kg/kWh
• 降速航行，使用废气锅炉等措施可以节约燃油
• H.船舶日耗油量GD
•
船舶每24小时全船所消耗的燃油总量。
•
燃气动力装置
•
核动力装置
• 1）蒸汽动力装置包括：
•
往复式蒸汽机
•
汽轮机
• 汽轮机的优点：单机功率大，运转平稳，摩擦磨损小，
•
振动噪声小。
• 汽轮机的缺点：装置热效率低，装置总重量及体积大。需要配置
•
重量尺寸较大的锅炉，冷凝器，减速齿轮装置
•
及其它辅助机械。
•
在功率超过22，000kW和船速超过20 kn的船舶
•
上具有突出优越性。
• 2)燃气动力装置包括：
•
柴油机动力装置
•
燃汽轮机动力装置
• A.柴油机动力装置
• 优点：热效率最高、起动迅速、部分负荷运转性能好、
•
安全可靠、装置重量轻、功率范围大
• 缺点:结构复杂;管理困难
• 多用于船舶主机和船舶发电机原动机
• 柴油机动力装置分两种：
•
大型低速机
•
优点:节能,管理方便
•
增加维修工作量
•
延长停航修理时间
• 2.经济性
•
动力装置费用大于50%船舶总费用。
•
包括：燃油费、滑油费、折旧费及维护费等。
• 3.机动性
•
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
船舶动力装置概论
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。