船舶核动力装置
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哈工程吐血整理版船舶核动力装置,核动力设备,电厂汽轮机
第二章 1.主冷却剂系统有何功用？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。组成：一般为包括驱动机构包壳在内的反应堆压力容器、蒸汽发生器一回路 测、主泵、稳压器以及各种阀门管系。 2.反应堆冷却剂系统设计要求：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。 3.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
在反应堆启动时按反应堆冷却剂系统升温升压的要求稳压器提供部分热源并控制系统压力按预定的程序提高到额定工作压力在反应堆正常停堆时按反应堆冷却剂系统降温降压的要求控制系统压力按预定的程序提高到额定工作压力在反应堆临时停堆时维持一回路压力压力安全系统按设计要求储存有一定量的水用来补偿设备管道和阀门的密封或接头处的泄露损失在反应堆启动和停堆以前及稳态功率运行时可用稳压器去除反应堆冷却剂系统的裂变气体及其他有害气体
船舶核动力装置 第一章 1.核能特点：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; 2）提供较大的续航力和推进 功率; 3）提高潜艇的隐蔽性； 3.船舶轴输出功率与排水量、航速之间的关系：Ne=D2/3vs3/c kw 其中 Ne-推进器功率，vs-航速，D-排水量 c-海军部系数。 4.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。 5.装置可靠性如何定义：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。 6.什么是装置的生命力：在战斗破损或事故破损时，动力装置能够保证或者可能恢复其功能的能力，是舰 船总生命力的重要组成部分。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③考虑互换性好 的设备仪表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。 7.提高船用核动力装置隐蔽性的措施有哪些？ 影响隐蔽性的因素主要有噪声和放射性。 消除或降低噪声的主要措施有： （1）提高反应堆的自然循环能力，低速工况下主泵不需要运行，可消除其 运行噪声； （2）采用全电力推进，取消齿轮减速器，彻底消除齿轮减速器产生的噪声。 （3）改进螺旋桨设 计，提高其加工精度，或者采用新型推进器，减少推进器的运行噪声。 （4）在结构上使动力机械与船体分 离，采用弹性减震机座和其他减震，消音措施，减少或消除通过船体传出的辐射噪声。控制放射性的主要 措施是:提高放射性废物的处理水平，控制排放，加强屏蔽。 8.船用核动力装置技术的发展趋势有哪些方面？ （1）提高安全性与可靠性； （2）增长堆芯寿命； （3）增 强反应堆的自然循环能力； （4）减震降噪； 9.船用核动力装置各项技术经济指标：安全性、装置功率、经济性、重要尺寸、可靠性、机动性、生命力、 适航性、隐蔽性 10.船舶核动力装置的船用条件：1）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） 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）应该具有良好的可靠性和较强的生命力；5）核动力装置必须 重量轻，体积小，布置紧凑； （6）核动力装置必须有良好的放射性防护措施；7）核动力系统和设备必须 有良好的抗腐蚀性能。
船舶核动力装置
•
16
《核动力装置》
b.辐射防护措施
核反应堆工作时，不可避免有强烈的放射 性辐射，这就要求特别的屏蔽，限制或根 本不让艇员进入潜艇的某些部位。
广泛采用自动化设备，不断监测空气的放 射性和采用其他一些安全措施。
对船员照射剂量的极限值都有严格的标准 规定。
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《核动力装置》
c.安全性设计原则
增大下潜深度，利用海洋背景提高隐蔽性
•
43
《核动力装置》
c.“东芝事件”的背后
20世纪80年代初，日本东芝机械公司背着巴黎统筹委员会，向前苏联 出售了4台高精密的加工船用螺旋桨的数控机床
前苏联使用这种铣床加工出高质量、低噪音的大型船用螺旋桨，将新 型核潜艇的噪音大幅下降，致使美国的一艘核潜艇于1986 年10月在 直布罗陀附近海域跟踪前苏联核潜艇时与其发生了相撞事件
装置总效率
定义为装置输出总能量与反应堆输出热功率的比值，即
npp
Ne Nap QR
•
25
《核动力装置》
（4）重量尺寸
装置干重 装置的机械、设备和管系的重量
装置湿重 装置干重 + 装置运行所必需的水和 油的重量
装置贮备重量 液体的贮备重量消耗材料的重量和 贮备仪器重量
装置总重= 装置湿重 + 装置贮备重量
•
9
《核动力装置》
1.船用条件
（5）船内舱室空间有限
—— 要求动力装置结构紧凑、占用空间较小
（6）船上、港口人员密集
—— 辐射防护要求高
（7）海洋气候潮湿,空气中含有盐分
—— 设备应具有抗腐蚀性能
•
10
《核动力装置》
船舶动力装置的组成
船舶动力装置的组成船舶动力装置是为保证船舶正常营运而设置的动力设备，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，人员正常生活，完成各种作业。
船舶动力装置是各种能量的产生、传递、消耗的全部机械、设备，它是船舶的一个重要组成部分。
船舶动力装置包括三个主要部分：主动力装置、辅助动力装置、其他辅机和设备。
主动力装置，又称推进装置，是为船舶提供推进动力，保证船舶以一定速度巡航的各种机械设备，包括主机及其附属设备，是全船的心脏。
主动力装置包括主机、传动设备、轴系、推进器等。
当启动主机，即可驱动传动设备和轴系，使推进器工作。
当推进器，通常是螺旋桨，在水中旋转时就能使船舶前进或后退。
主动力装置以主机类型命名，主要有蒸汽机、汽轮机、柴油机、燃气轮机和核动力装置等五类。
现代运输船舶的主机以柴油机为主，在数量上占绝对优势。
蒸汽机曾经在船舶发展史上起过重要作用，但已经几乎全被淘汰。
汽轮机在大功率船上长期占有优势，但也日益为柴油机所取代。
燃气轮机和核动力装置仅为少数船舶所试用，尚未得到推广。
为满足军用舰艇的需要，将蒸汽、柴油、燃气三种动力联合加以采用，作为船舶的推进装置成为联合动力装置。
联合动力装置的型式有蒸燃联合、柴燃联合、燃燃联合等。
这几种联合动力装置在商船上应用极少。
此外还有一种联合动力装置型式——电力推进装置。
这种装置是船舶柴油机驱动发电机将电力产生并提供给船舶电站。
核动力以反应堆代替普通燃料来产生蒸汽的汽轮机装置。
反应堆中核裂变产生的大能量，被不断循环的冷却水吸收，后者又通过蒸汽发生器将热量传给第二个回路中的水，使之变为蒸汽后到汽轮机中作功。
核动力装置主要用于大型军舰和潜艇。
1959年美国在客货船“萨凡那”号上试用功率20000马力核动力装置成功；1960年苏联在破冰船“列宁”号上采用核动力装置，功率44000马力。
此后，联邦德国和日本也分别建造了核动力商船。
这些船在试航一段时间后，出于法律和民意上的原因停驶。
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。
船舶核动力装置运行与控制_核动力装置
7/12/2021
整理课件
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停闭过程
消温差
消汽腔 降温降压
保温保压
投入余热 排出系统
关闭蒸汽 隔离阀
7/12/2021
关闭蒸汽 隔离阀
降温降压
整理课件
降功率 降负荷 停止主机
停止辅机
停堆 二回路耗汽
37
反应堆冷停闭
反应堆冷停闭是指反应堆从一定功率运行水平停闭并冷却 到常温状态的过程，主要是为了满足装置设备检修、更换 燃料或长期休整的需要。
从核动力装置运行的安全性考虑，对参数的变化范围和变 化速率必须加以限定。
某些关键参数的变化可能会危及到运行安全，核动力装置 中的安全和保护系统将迅速投入，预防事故的发生或减轻 事故的后果。
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整理课件
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1.运行限值和条件
安全限值 ➢ 指过程变量（如功率、温度、压力、放射性物质排放等）
直接运行人员必须熟知运行限值和条件内容，并严格遵守。 在核动力装置运行寿期内，可根据技术发展的情况对运行
限值作复审，需要改进修订时，必须按文件修订程序进行 审批与认可。 军用核动力装置还有战时运行限值和条件。
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整理课件
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定期试验
目的：确认在运行期间对核动力装置设备与系统的完好性 对象：反应堆及其辅助设备、汽轮机发电机组、专设安全
动。
堆芯处于寿期末，堆内后备反应性不足以抵消碘坑深度，即使 控制棒全部提起也不能使反应堆达到临界，只有待最大碘坑过 后再启动反应堆。
在最大碘坑下启动时，为消除氙毒的影响，控制棒移动的幅度 大而且较频繁，所以应尽量避免在这样的情况下启动反应堆。
在消毒阶段启堆。 Xe浓度逐渐下降，相当于向堆芯引入正反应性，即使控制棒不
(船舶与海洋工程概论)05第六章 船舶动力装置
船舶工程概论
第六章 船舶动力装置
6.1 船舶动力装置
船舶动力装置是为保证船舶正常营运而设置的动 力设备，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，人员正常生活，完成各种 作业。船舶动力装置是各种能量的产生、传递、 消耗的全部机械、设备，它是船舶的一个重要组 成部分。 船舶动力装置包括三个主要部分：主动力装 置、辅助动力装置、其他辅机和设备。它有船舶 “心脏”之称。
6.2推进装置
推进装置是指发出一定功率、经传动设 备和轴系带动螺旋浆, 推动船舶并保证 以一定航速前进的设备。它是船舶动力 装置中最重要的组成部分, 包括:
(1)主机。主机是指推动船舶航行的动 力机。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、反向和 减振的目的。其设备包括离合器、减速 齿轮箱和联轴器等。
EEDI
新造船能效设计指数EEDI是衡量船舶能效 水平的一个指标，简单地说，EEDI公式是 根据排放量和货运能力的比值来表示船舶 的能效，其分母表示船舶在规定的船速 （Vref）下与载货量（capacity）之乘 积，而分子可概括为两部分，第一部份为 主辅机的功率与所消耗燃油之乘积，第二 部份为采用新的节能技术减少燃油消耗所 带来的船舶能效的提高部分。
21世纪的帆船
风能在航海上人们已经开发利 用了几千年最为便捷。尤其是 计算机技术的飞跃发展，和纳 米材料研制的日趋成熟为打造 新一代风帆船奠定了基础。
20世纪70年代末，日本工程师应用计算机技术 研制了一艘能自动调整风帆的机帆船，这艘被 命名为“爱德丸”号的新概念船舶，于1980年 11月首航中国。
船舶推进器
汽船安装上螺旋桨后， 船舶行进速度得到了极 大的提高。螺旋桨这项 技术发明在船舶推进系 统中的应用，一直延用 到今天
第六章 船舶动力装置
6.1 船舶动力装置
船舶动力装置是为保证船舶正常营运而设置的动 力设备，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，人员正常生活，完成各种 作业。船舶动力装置是各种能量的产生、传递、 消耗的全部机械、设备，它是船舶的一个重要组 成部分。 船舶动力装置包括三个主要部分：主动力装 置、辅助动力装置、其他辅机和设备。它有船舶 “心脏”之称。
6.2推进装置
推进装置是指发出一定功率、经传动设 备和轴系带动螺旋浆, 推动船舶并保证 以一定航速前进的设备。它是船舶动力 装置中最重要的组成部分, 包括:
(1)主机。主机是指推动船舶航行的动 力机。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、反向和 减振的目的。其设备包括离合器、减速 齿轮箱和联轴器等。
EEDI
新造船能效设计指数EEDI是衡量船舶能效 水平的一个指标，简单地说，EEDI公式是 根据排放量和货运能力的比值来表示船舶 的能效，其分母表示船舶在规定的船速 （Vref）下与载货量（capacity）之乘 积，而分子可概括为两部分，第一部份为 主辅机的功率与所消耗燃油之乘积，第二 部份为采用新的节能技术减少燃油消耗所 带来的船舶能效的提高部分。
21世纪的帆船
风能在航海上人们已经开发利 用了几千年最为便捷。尤其是 计算机技术的飞跃发展，和纳 米材料研制的日趋成熟为打造 新一代风帆船奠定了基础。
20世纪70年代末，日本工程师应用计算机技术 研制了一艘能自动调整风帆的机帆船，这艘被 命名为“爱德丸”号的新概念船舶，于1980年 11月首航中国。
船舶推进器
汽船安装上螺旋桨后， 船舶行进速度得到了极 大的提高。螺旋桨这项 技术发明在船舶推进系 统中的应用，一直延用 到今天
船舶主推进动力装置课件
交通运输
用于海上货物运输、邮轮旅游等。
科学考察
用于海洋科学考察、研究等。
船舶主推进动力装置的发展趋势与展望
高效能
智能化
随着能源消耗的日益增加，船舶主推进动 力装置正朝着高效能、低能耗的方向发展。
随着智能化技术的不断发展，船舶主推进 动力装置将逐步实现智能化控制和管理。
环保化
多样化
随着环保意识的不断提高，船舶主推进动 力装置正朝着环保化、低排放的方向发Hale Waihona Puke 。船舶主推进动力 装置课件
• 船舶主推进动力装置概述 • 船舶主推进动力装置的工作原理 • 船舶主推进动力装置的维护与保养 • 船舶主推进动力装置的应用与发展趋势 • 船舶主推进动力装置的安全操作与规范
01
CATALOGUE
船舶主推进动力装置概述
船舶主推进动力装置的定义与功能
定义
船舶主推进动力装置是船舶中用于提 供推进动力的核心设备，包括发动机、 传动系统、推进器等部分。
功能
船舶主推进动力装置的主要功能是为 船舶提供动力，使其能够实现航行、 操纵和作业等任务。
船舶主推进动力装置的分类
按能源类型
船舶主推进动力装置可分为柴油机、燃气轮机、蒸汽轮机、电动机等类型。
按推进方式
船舶主推进动力装置可分为直接推进和间接推进方式，其中直接推进方式是指 发动机直接驱动推进器，间接推进方式则通过传动系统实现发动机与推进器之 间的动力传递。
根据故障原因采取相应的措施进行排除，如更换部件、调整参数等。
预防措施
针对已发生的故障制定预防措施，防止类似故障再次发生。
04
CATALOGUE
船舶主推进动力装置的应用与发展趋势
船舶主推进动力装置的应用领域
船舶核动力与核燃料技术
汽轮机将蒸汽的热能转 换为机械能，进而驱动 发电机发电，为船舶提
供动力。
船舶推进系统
包括螺旋桨、减速齿轮 箱等，将汽轮机的动力 传递给船舶，推动其前
进。
优缺点及应用前景
优点
核燃料能量密度高，续航能力强 ；不依赖空气推进，隐蔽性好； 减少了对石油等化石燃料的依赖
。
缺点
技术复杂，建设和维护成本高； 存在核辐射和核泄漏等安全风险
钚燃料
通过核反应堆中的核反应 产生，具有高放射性和裂 变潜能。
钍燃料
一种潜在的核燃料，具有 丰富的资源和较好的核性 能。
核燃料循环过程
铀矿开采与选矿
从铀矿石中提取铀的过程，包 括开采、破碎、浸出和提取等
步骤。
燃料制造
将提取的铀或钚加工成核反应 堆所需的燃料元件，如燃料棒 、燃料球等。
燃料后处理
对核反应堆使用过的燃料进行 化学处理，回收未燃尽的铀和 钚，并减少废物体积和放射性 。
废物处置
对放射性废物进行安全处理和 最终处置，以防止对环境和人
类健康造成危害。
放射性废物处理与处置
废物分类
废物处理
根据放射性废物的来源、性质和危害程度 进行分类，如高放废物、中放废物和低放 废物等。
采用物理、化学和生物等方法对放射性废 物进行处理，以减少体积、降低放射性和 改变物理形态。
废物贮存
废物处置
PART 05
船舶核动力系统调试与运 行
REPORTING
系统调试流程和方法
调试前准备
包括系统检查、设备验收 、文件资料审核等。
调试流程
按照先单体后系统、先局 部后整体的原则进行，包 括设备单机调试、系统联 动调试等。
调试方法
供动力。
船舶推进系统
包括螺旋桨、减速齿轮 箱等，将汽轮机的动力 传递给船舶，推动其前
进。
优缺点及应用前景
优点
核燃料能量密度高，续航能力强 ；不依赖空气推进，隐蔽性好； 减少了对石油等化石燃料的依赖
。
缺点
技术复杂，建设和维护成本高； 存在核辐射和核泄漏等安全风险
钚燃料
通过核反应堆中的核反应 产生，具有高放射性和裂 变潜能。
钍燃料
一种潜在的核燃料，具有 丰富的资源和较好的核性 能。
核燃料循环过程
铀矿开采与选矿
从铀矿石中提取铀的过程，包 括开采、破碎、浸出和提取等
步骤。
燃料制造
将提取的铀或钚加工成核反应 堆所需的燃料元件，如燃料棒 、燃料球等。
燃料后处理
对核反应堆使用过的燃料进行 化学处理，回收未燃尽的铀和 钚，并减少废物体积和放射性 。
废物处置
对放射性废物进行安全处理和 最终处置，以防止对环境和人
类健康造成危害。
放射性废物处理与处置
废物分类
废物处理
根据放射性废物的来源、性质和危害程度 进行分类，如高放废物、中放废物和低放 废物等。
采用物理、化学和生物等方法对放射性废 物进行处理，以减少体积、降低放射性和 改变物理形态。
废物贮存
废物处置
PART 05
船舶核动力系统调试与运 行
REPORTING
系统调试流程和方法
调试前准备
包括系统检查、设备验收 、文件资料审核等。
调试流程
按照先单体后系统、先局 部后整体的原则进行，包 括设备单机调试、系统联 动调试等。
调试方法
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23
《核动力装置》
a.核动力装置的朗肯循环
4-5-1：定压吸热过程
1-2：绝热膨胀过程（1-2a：实际膨胀过程）
2-3：等温（定压）放热过程 3-4：压缩过程
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24
《核动力装置》
b.常用的经济性指标
装置效率 定义为装置有效功率与反应堆输出热功率的比值，即
npp
Ne QR
[ηnpp = 16%~21% ]
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《核动力装置》
1.船用条件
（5）船内舱室空间有限
—— 要求动力装置结构紧凑、占用空间较小
（6）船上、港口人员密集
—— 辐射防护要求高
（7）海洋气候潮湿,空气中含有盐分
—— 设备应具有抗腐蚀性能
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《核动力装置》
海上事故（1）
2007年1月9日，日本川崎汽船公 司的“最上川”号大型油轮和美 国“纽波特纽斯”号核动力潜艇 在阿拉伯海的霍尔木兹海峡相撞 。
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16
《核动力装置》
b.辐射防护措施
核反应堆工作时，不可避免有强烈的放射 性辐射，这就要求特别的屏蔽，限制或根 本不让艇员进入潜艇的某些部位。
广泛采用自动化设备，不断监测空气的放 射性和采用其他一些安全措施。
对船员照射剂量的极限值都有严格的标准 规定。
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《核动力装置》
c.安全性设计原则
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《核动力装置》
a.装置功率与船舶航速的关系
装置有效功率 Ne 与船舶航速 vs、排水量 D 之间存在如下经 验关系式：
Ne
D v2 3
3
s
C
推进功率与航速的立方成正比 排水量一定的舰船，推进功率越大，航速则越高 高航速对于提高舰船的作战能力极为有利
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21
《核动力装置》
b.倒车功率
1.船用条件 2.主要技术经济指标
•
8
《核动力装置》
1.船用条件
（1）受海洋条件影响
—— 摇摆、倾斜、升降 —— 具有在海洋条件下正常运行能力
（2）易产生海上事故
—— 碰撞、触礁、火灾、沉没，要求生命力强
（3）负荷变化频繁、幅度大
—— 机动性要求
（4）航行远离基地、码头
—— 维修、补给困难 —— 要求可靠性高
•
26
湿重
干重
水 油
贮备重量 总重
《核动力装置》
a.重量指标
单位功率的重量 装置重量与装置有效功率的比值，t/kW
船名
“列宁” 号破冰船
“北极” 号破冰船
“奥托汉” “萨瓦娜” 号核商船 号核商船
“陆奥” “鹦鹉螺” “华盛顿” 号核商船 号核潜艇 号核潜艇
t/kW 0.093 0.102 0.124 0.256 0.295 0.099 0.077
•
13
《核动力装置》
2.主要技术经济指标
（1）安全性 （2）装置功率 （3）经济性 （4）重量尺寸 （5）可靠性 （6）适航性 （7）生命力 （8）机动性 （9）隐蔽性
•
14
《核动力装置》
（1）安全性
含义：对船上所有人员的健康和对周围环境的清洁与安全 有切实可靠的保证。 ① 正常条件下，对人员的放射性辐照低于法定水平。 ② 事故情况下，安全系统及时投入，防止放射性物质外泄。 是船舶安全的基础，是诸项指标中最基本的要求； 核安全始终是在核动力装置的研制和使用中的首要问题。
核动力装置
Nuclear Power Plant
MNPP-L02
核科学与技术学院
（V2009.03.4）
3. 船用核动力装置的基本组成
船舶核动力装置
反应堆 一回路系统 二回路系统 推进系统
•
《核动力装置》
压水堆 液态金属冷却
反应堆
齿轮减速推进 电力推进
2
压水堆核动力装置原理流程
•
3
《核动力装置》
•
15
《核动力装置》
a.安全性要求
虽然核动力装置发生危险的可能性并不比其他动力装置大， 但万一发生事故就会对环境和人员造成辐射；
核动力舰船的检修和换料需要设置专用的码头和设施，运 行和维修过程中产生的放射性废物需要适当的处理；
为保证核动力舰船在意外和遭受攻击的情况下不发生核污 染事故，核动力装置必须有很高的固有安全性。 —— 保证堆芯不烧毁； —— 保证放射性物质不泄漏。
装置总效率
定义为装置输出总能量与反应堆输出热功率的比值，即
npp
Ne Nap QR
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《核动力装置》
（4）重量尺寸
装置干重 装置的机械、设备和管系的重量
装置湿重 装置干重 + 装置运行所必需的水和 油的重量
装置贮备重量 液体的贮备重量消耗材料的重量和 贮备仪器重量
装置总重= 装置湿重 + 装置贮备重量
装置相对重量 装置重量与船舶排水量之比
多道屏障
— 燃料芯块及包壳 — 一回路承压边界 — 反应堆舱
纵深防御
— 预防事故发生 — 防止运行偏差发展为事故 — 限制事故后果 — 应急计划
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《核动力装置》
安全措施示意图
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《核动力装置》
（2）装置功率
含义：指主汽轮机组输出有效功率，即船舶推进器的输入 功率。
有效功率=汽轮机内功率-汽轮机机械损失-齿轮减速器损失-轴系损失
民用船舶： 倒车功率=（40%~50%）正车额定功率
军用舰船： 倒车功率=（20%~40%）正车额定功率
军用舰船推进功率通常大于民用船舶 核动力装置中设置专门的倒车汽轮机来实现倒车
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《核动力装置》
（3）经济性
含义：反应堆热功率用于推进船舶的功率份额，表示能量 利用的有效程度。 核动力装置的经济性好，意味着核燃料的消耗相对较少， 可延长换料周期 军用核动力舰船在服役期内的换料次数减少，可以提高在 航率，减少船壳大切口的次数，同时还可以减少换料过程 中产生的放射性废物
一回路系统的基本组成
一回路系统
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反应堆冷却剂系统 一回路辅助系统 专设安全系统 废物处理系统
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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《核动力装置》
二回路系统的基本组成
二回路系统
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汽轮机回路 蒸汽系统 循环水系统 润滑油系统 造水系统
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《核动力装置》
二回路主机配置方案
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《核动力装置》
船舶推进方式
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《核动力装置》
1.3 船舶核动力装置的技术经济指标
油轮局部受损，但没有人员伤 亡，也没有造成原油和核泄漏 事故。
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《核动力装置》
海上事故（2）
2000年8月12日，造价10亿美元的俄罗斯 核潜艇 “库尔斯克”号在巴伦支海爆炸 沉没，118人殉难
反应堆处于安全关闭状态，没有造成核 泄漏
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《核动力装置》
核动力潜艇的舱室空间
核电站的主控 室与汽机厂房