哈工程版船舶动力装置概论样本
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
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。
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。
船舶动力装置概论第十六次课(第五章)
contents
目录
• 船舶动力装置概述 • 船舶柴油机 • 船舶燃气轮机 • 船舶核动力装置 • 船舶动力装置的未来发展
01 船舶动力装置概述
船舶动力装置的定义与作用
总结词
船舶动力装置是船舶的心脏，为船舶提供所需的动力，以支持船舶的推进、发 电和其他辅助机械的运行。
前景展望
随着科技的发展和环保意识的提高，未来核动力装置的应用领域将更加广泛，例如核动力船舶、核动 力汽车等。同时，随着核安全技术的不断进步，核动力装置的安全性和可靠性也将得到进一步提高。
05 船舶动力装置的未来发展
新技术应用与船舶动力装置的革新
燃料电池技术
燃料电池是一种高效、环保的能源转换装置，具有高能量 密度和零排放的优点，可用于船舶动力装置，减少对化石 燃料的依赖。
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核反应堆是实现核反应并控制反应速 度的装置，它由反应堆芯、冷却系统、 控制调节系统和保护系统组成。
核动力装置的主要部件
反应堆芯
反应堆芯是核反应发生的地方，由核 燃料、慢化剂、冷却剂和反射层组成。
02
蒸汽发生器
蒸汽发生器利用核反应产生的热能将 水转化为蒸汽，蒸汽可以用来驱动涡 轮机发电或推动船舶前进。
体。
高温高压气体推动涡轮 叶片旋转，输出机械能。
用于调节燃气轮机的运 行参数，确保稳定和高
效的运行。
燃气轮机的类型和应用
轻型燃气轮机
主要用于船舶动力装置，具有较高的功率密 度和效率。
工业燃气轮机
主要用于工业领域，如发电、Fra bibliotek工等，具有 较高的热效率和可靠性。
重型燃气轮机
主要用于大型船舶和海洋工程设施的动力装 置，具有较大的功率和较低的油耗率。
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
•
《船舶动力装置》课件
PART 06
船舶动力装置的未来发展
新技术应用与展望
燃料电池技术
随着环保意识的增强，燃料电池作为一种清洁能源，在船舶动力 装置中的应用前景广阔，可有效降低碳排放。
电力推进系统
相较于传统的机械推进方式，电力推进系统具有更高的能效和灵活 性，未来可能成为大型船舶的首选动力形式。
数字化与智能化技术
通过引入先进的传感器、控制系统和大数据分析技术，实现对船舶 动力装置的智能监控、预测性维护和优化管理。
汽轮机
利用蒸汽做功，驱动船舶前进。
蒸汽发生器
将反应堆产生的热量传递给水，产生蒸汽。
循环泵
将冷却剂循环流动，将热量从反应堆带出。
核动力装置的运行与维护
启动与停机
按照规定的操作程序启动和停机，确保安全运行。
维护与检修
定期对核动力装置进行维护和检修，确保设备正常运行。
辐射防护
采取措施降低辐射对人员和环境的影响，确保安全运行。
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目 录
• 船舶动力装置概述 • 船舶柴油机 • 船舶燃气轮机 • 船舶蒸汽轮机 • 船舶核动力装置 • 船舶动力装置的未来发展
PART 01
船舶动力装置概述
船舶动力装置的定义与作用
定义
船舶动力装置是指为船舶提供推 进动力和辅助动力的所有设备、 设施和系统的总称。
船舶动力装置的市场趋势
市场竞争格局
01
全球船舶动力装置市场呈现寡头竞争格局，市场份额主要由几
家大型企业占据。
技术创新驱动
02
船舶动力装置的技术创新是市场发展的重要驱动力，拥有先进
船舶动力装置概论第十七次课
采用经济航速和航线，合理安排航 行计划，降低船舶能耗。
04
船舶动力装置的环保要求
排放控制
严格控制船舶废气、废水、噪声等污染物的排放。
绿色船舶
推广使用环保材料和技术，减少对环境的负面影响。
环保法规
遵守国际和国内环保法规，确保船舶运营符合环保要求。
环保监测
建立环保监测系统，对船舶污染进行实时监测和报告。
柴油机的使用与维护
使用注意事项
使用柴油机时应注意安全事项，如启动前检 查机油、冷却水等是否正常。
日常维护保养
定期更换机油、清洗空气滤清器等，保持柴 油机良好的工作状态。
定期检查与维修
定期检查柴油机的各部件是否正常，及时维 修更换损坏的部件。
使用环境要求
柴油机应安装在通风良好、干燥的环境中， 避免潮湿、高温等恶劣环境。
柴油机的性能指标
01
02
03
04
功率
表示柴油机在单位时间内所能 做的功，单位为千瓦（kW）
或马力（hp）。
转速
表示柴油机曲轴每分钟的旋转 次数，单位为转/分输出单位功率所 消耗的燃油量，单位为克/千瓦
小时（g/kW·h）。
排放性能
表示柴油机排放的废气中各种 有害成分的含量。
03
事故调查与分析
当船舶动力装置发生事故后，应进行详细的事故调查与分析，找出事故
原因，总结教训，提出改进措施，并对应急预案进行修订和完善。
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03 船舶推进器
推进器的种类与特点
螺旋桨推进器
结构简单，效率较高，适用于中低速 航行。
喷水推进器
适用于高速航行，能提供较大推力， 但结构复杂，维护成本高。
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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它消费品储量前, 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/min 6，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
能够使用劣质燃油, 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。
良好的机动性能。
缺点: 主机本身不能自行反转
叶片所使用的耐高温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
由于燃气轮机的工作时空气流量大, 因此进排气管道尺
寸较大, 给机舱布置带来困难, 甲板上较大的管路切口
影响船体强度。
10，简述核动力装置的工作原理。
答: 核动力装置是以可控核裂变链式反应所产生的巨大热能, 经过加热工质来推动汽轮机工作的一种动力装置, 现有的核动力舰船或核电站几乎全部采用压力水型反应堆。
核反应堆中有反应堆芯存放着核燃料, 燃料元件吸收中子后能直接产生裂变并放出新中子和巨大能量, 用压力水作为中子的慢化剂和堆芯的冷却剂, 裂变时释放出的能量被压力水带走, 并经蒸汽发生器( 热交换器) 将能量传递给另一回路中的水使之成为蒸汽, 压力水放热降温后再进入冷却剂循环泵, 重
新被送入反应堆加热, 因此压力水形成一个闭合回路。
由于蒸汽发生器产生的蒸汽一路进入高压汽轮机和低压汽轮机膨胀作功, 经过减速器驱动螺旋桨或主发电机, 另一路蒸汽进入辅汽轮机膨胀作功驱动副发电机供全船使用。
做过功的乏汽分别经主冷却器和辅冷却器凝结成水、再由主给水泵送入蒸汽发生器, 完成一个工作循环, 称为二回路。
11，联合动力装置的优缺点及其应用场合。
答: 优点: 在保证足够大功率情况下, 动力装置尺寸重量小
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: 舰船上和基地需准备两种机型的备件
应用场合: 电力推进躲在潜艇及特种船舶上使用
12，特种动力装置有些什么型式?
答: ( 1) 喷水推进装置
( 2) 不依赖空气推进系统: 用于水下潜器的小型核能装置, 不依赖空气的闭式循环热能动力发动机, 燃料电池( 3) 蓄热式非传统能源( 4) 采用空间传输机构的活塞式发动机.
第二章, 船舶柴油机装置
1．用示功图说明四冲程和二冲程柴油机的工作原理。
r--a : 进气过程
a--c : 压缩过程
c--z--b : 膨胀过程
b--r : 排气过程
a--k: 扫气过程( k为扫气
终点)
k--c: 压缩过程
c--m: 膨胀过程
m--n: 自然排气过程
n--a: 强制排气过程
2．柴油机的动力性指标有哪些?
答: 有效功率: 柴油机在单位时间内所作的功称为功率。