(船舶与海洋工程概论)05第六章 船舶动力装置
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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。
船舶主推进动力装置课件
船舶主推动动力装置的事故应急处理
应急预案
制定详细的事故应急预案，明确应急组织、通讯联络和救援程序。
紧急停车
在产生紧急情况时，应迅速按下紧急停车按钮，停止主推动动力装 置的运行。
人员疏散
在事故产生时，应迅速疏散现场人员，确保人员安全。同时，应立即 向有关部门报告事故情况，要求支援和协助处理。
THANKS
船舶主推动动力装置的能量转换过程
燃料燃烧
船舶主推动动力装置通过燃烧燃料产生高温高压 气体。
热能转换
高温高压气体推动涡轮旋转，将热能转换为机械 能。
机械能输出
涡轮通过传动轴将机械能传递给推动器，最终转 化为推力。
船舶主推动动力装置的效率与性能指标
热效率
衡量船舶主推动动力装置能量转换效 率的重要指标，数值越高表示能量转 换效率越高。
功能
船舶主推动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。
船舶主推动动力装置的分类
按能源类型
船舶主推动动力装置可分为柴油机、燃气轮机、蒸汽轮机、电动机等类型。
按推动方式
船舶主推动动力装置可分为直接推动和间接推动方式，其中直接推动方式是指 发动机直接驱动推动器，间接推动方式则通过传动系统实现发动机与推动器之 间的动力传递。
推动效率
衡量推动器推力转换为推动功率的效 率，数值越高表示推动效率越高。
可靠性
衡量船舶主推动动力装置在规定条件 下完成规定功能的能力，是评估装置 性能的重要指标。
维护性
衡量船舶主推动动力装置维护保养的 难易程度，数值越低表示维护保养越 方便。
03
CATALOGUE
船舶主推动动力装置的维护与保养
船舶主推动动力装置的日常维护
船舶概论第六章
A
9
⑵水管锅炉 水管锅炉结构见图6-5。水包1和汽包4之间由密集的炉 管束3连通，当燃料在燃烧室2内燃烧时，高温的火焰和烟 气扫过炉管束，使管内的水迅速被加热变为蒸汽，经汽包由 主蒸汽阀输出，烟气经烟道烟囱排到大气中。 和烟管锅炉相比，水管锅炉容水量少，循环快，蒸发率 高，从点火到供汽时间短。由于水和蒸汽的压力作用在圆筒 形的水包、汽包内壁和小直径的水管内，因而能够承受比较 高的压力，有利于蒸汽压力的提高。水管锅炉结构轻巧，单 位受热面积重约200Kg/m2,比烟管锅炉轻40%以上。现代蒸 汽船舶动力装置几乎都采用水管锅炉。
第六章 船舶动力装置
A
1
第一节 船舶动力配置的含义及组成
现代船舶的动力装置，广义上说，是指保证船舶正常航
行、作业、停泊以及乘员正常工作和生活所需的各类机械和
设备。它主要是提供机械能、电能、热能、液体和气体的压
力能，除保证船舶推进外，并满足整个船舶能量消耗的需要.
所以船舶动力装置大部分是能量转换装置。
A
6
一、蒸汽动力装置 蒸汽动力装置由锅炉、蒸汽轮机、轴系、管系及冷凝器 等设备组成。燃料的燃烧是在发动机的外部即锅炉中完成 的，是外燃式动力装置，其基本工作原理如图6-2所示。 在汽轮机内部，高压过热蒸汽自喷嘴喷出时，形成具有 很大动能的高速汽流，冲到汽轮机的叶片上使汽轮作高速旋 转，如图6-3所示。
②热效率较低，耗油量较高 一般为232～313g/kw.h，
故经济性较差；
③附属设备多，装置复杂。
早期船上使用的往复式蒸汽机，因热效率低，振动大，
单机功率有限等原因，早已淘汰。
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15
二、内燃动力装置 以内燃机作为船舶主机的推进装置，称为内燃动力装 置。燃料直接在发动机气缸内或燃烧室中燃烧，将高温高压 燃气的热能转化为机械能作功。 根据内燃机的工作方式和特点，可分为往复式柴油机和 回转式燃气轮机两种。 1.往复式船舶柴油机 柴油机作为船舶主机，在现代船舶中应用极为广泛。以 每年完成的造船量看，柴油机占造船总量的98%，而柴油机 总功率则占船机总功率99%，可见营运中的大部分船舶均以 柴油机作为主机。
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》PPT课件
、尾管、尾密封装置 2、作用：支承，密封 3、尾轴承润滑方式及材料 水润滑轴承材料有：铁梨木、层压板（桦 木）、橡胶和强化塑料。 油润滑轴承材料用白合金（铅基或锡基） 4、尾密封装置 填料函型密封：用于水润滑的密封 Simplex 型密封：可用作油润滑的首尾密 封
P 2 辅机最大轴功率
2）机械负荷系数 K 2 P3 / P2
P3 机械实际使用功率
3）每组用电设备同时使用系数
K0 n / m m 同类机械总数 n 同类设备同时使用数目
4）电动机负荷系数
K3 K1 K2 P 3/P 1
5）同组设备实际所需电动机功率
P0 m K1 K 2 K 0 P 1 /
三、倒顺减速机组 平行轴式：体积大，传动扭矩大
行星齿轮式：体积小，传动扭矩小
四、并车机组
中速机并车优点： 1）尺寸小、重量轻 2）单机功率大 3）巡航或低速时，可停运部分发动机， 提高经济性 4）提高舰艇生命力 5）提高机动性 6）有利标准化 缺点：1）结构复杂、加工难度大 2）负荷分配不均时会使主机过 载 3）操纵控制复杂化
技术指标：功率、质量、尺寸 经济指标：油耗率、装置总效率、推进 热效率、每海里耗油率、运转-维修经济 性 性能指标：机动性、可靠性、自动-远操 纵性、拖曳性及隐蔽性
一、技术指标
1、功率指标 相对功率
Pe D Pp
Pp Pe c Cw
3 D2/3 3
第一章 总论
§1-1船舶动力装置的含义(definition)及组成 (composition) 一、含义：船上所有机械设备及系统的总称
任务：提供各种能量并通过应用这些能量以保证船 舶的正常航行、生活和作业。
P 2 辅机最大轴功率
2）机械负荷系数 K 2 P3 / P2
P3 机械实际使用功率
3）每组用电设备同时使用系数
K0 n / m m 同类机械总数 n 同类设备同时使用数目
4）电动机负荷系数
K3 K1 K2 P 3/P 1
5）同组设备实际所需电动机功率
P0 m K1 K 2 K 0 P 1 /
三、倒顺减速机组 平行轴式：体积大，传动扭矩大
行星齿轮式：体积小，传动扭矩小
四、并车机组
中速机并车优点： 1）尺寸小、重量轻 2）单机功率大 3）巡航或低速时，可停运部分发动机， 提高经济性 4）提高舰艇生命力 5）提高机动性 6）有利标准化 缺点：1）结构复杂、加工难度大 2）负荷分配不均时会使主机过 载 3）操纵控制复杂化
技术指标：功率、质量、尺寸 经济指标：油耗率、装置总效率、推进 热效率、每海里耗油率、运转-维修经济 性 性能指标：机动性、可靠性、自动-远操 纵性、拖曳性及隐蔽性
一、技术指标
1、功率指标 相对功率
Pe D Pp
Pp Pe c Cw
3 D2/3 3
第一章 总论
§1-1船舶动力装置的含义(definition)及组成 (composition) 一、含义：船上所有机械设备及系统的总称
任务：提供各种能量并通过应用这些能量以保证船 舶的正常航行、生活和作业。
学生-2014-船舶工程概论6-1
6.2.1.3
联合动力装置
联合动力装置:由两种不同型式的推进装置组成。 评价一种动力装置的好坏，主要看： 技术性能：单机功率大小、重量尺寸、经济性。 战术性能：起动性、加速性、操纵性、可靠性、 续航力、振动、噪音、维护保养、防御性。 二十世纪六十年代以后燃气轮机迅速发展，以及 它具有较多优点，因此与其它动力主机组成各种形 式的联合动力装置。
度c>9m/s;
中速机：转速n=300~1000r/min，活塞平
均速度c=6~9m/s; 低速机：转速n<300r/min，活塞平均速度 c<6m/s;
6.2.1.1 内燃动力装置
高速柴油机 优点:重量轻、尺寸小、结构紧凑、占舱容小。 缺点：振动噪声大、磨损大、寿命短、维修费 用高。 多用作小型船舶主机和大、中型船舶的辅机。 低速柴油机 优点:转速低、磨损小、寿命长、噪音小; 能燃 劣质重油，耗油率及燃料成本低。 缺点：体积大、重量大、占舱容大。
推进装置是关键。
6.2 船舶动力装置
类型是以主机型式来划分：采用燃料性质 燃烧的场合 使用工质 工作方式 分为四类：内燃动力装置
蒸汽动力装置
联合动力装置
核动力装置
6.2.1.1
内燃动力装置
以内燃机作为船舶主机的推进装置。 燃料直接在发动机汽缸内或燃烧室中 燃烧将高温高压燃气的热能转化为机械功。
分：柴油机和燃气轮机。
一般都用作大型船舶主机。
6.2.1.1 内燃动力装置
中速柴油机 介于高低二者之间。 一般都用作中型船舶主机。 集装箱船、滚装船、客船、渡船等 不宜采用尺寸高大的低速柴油机，多采
用大功率中速柴油机。
6.2.1.1 内燃动力装置
（2）燃气轮机动力装置 燃气轮机利用燃料在燃烧室内燃烧产生 的高温燃气轮机推动叶轮运转作功。 它主要由三部分组成：压缩机、燃烧室 和燃气轮机。
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
•
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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
推动船舶前进的机构。它是把自然力、人力或机械能转换 成船舶推力的能量转换器。推进器按作用方式可分为主动 式和反应式两类。靠人力或风力驱船前进的纤、帆等为主 动式，桨、橹、明轮、喷水推进器、螺旋桨等为反应式。 现代运输船舶大多采用反应式推进器，应用最广的是螺旋
E核动力装置
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。 人们担心放射性物质污染航道、港口和城市环境，因此很多港口拒绝核动力 船进港。对核燃料使用后的核废料也还缺乏妥善处理办法。目前这些民用核
6.3 船舶燃料与减排
核动力商船大有可为 21世纪的帆船 太阳能动力船 探索磁能动力 海洋再生能源
2.3 船舶燃料
第二次世界大战以后内燃机在运输船舶 已经普及，300年来，人类耗费掉了无 数的燃烧化石燃料，人们已经开始警觉 燃料的消耗和废气的排放量。所以核能、 风能、电能、磁能、海流和太阳能都有 可能成为21世纪船舶动力的新能源。
桨。
不同推进器的特点
推进器
优
缺
用
螺旋桨
简单可靠 空泡 广泛采用
喷水式推进器 无船外伸出 成本高 高速船舶
(泵式,水动力式)
桨
人力 推力不稳 小船
帆
自然力 无风时不能用 体育娱乐
船舶自然力推进技术
顺风 在船舶重心位置撑起主帆，船首扬一张较小 的三角帆，两帆从不同舷侧伸出成蝴蝶状 偏顺风和横风时 根据空气动力学原理从某一角度 吹向帆面的侧向风 如果目的地位于偏顶风方向，船只可以通过走 “Z”型路线
目前为止磁力航海愿望的 实现，有赖于物理学、地 磁学、材料学和生命科学 等基础科学获得重大突破。
船舶自然力推进技术
蒸汽机发明以前船舶前进的动力为篙、桨、橹、 帆等非机动力，我们称之为“自然力”。
为加大划水力量，人们将船桨改成了长长的阔 叶桨。划桨时保持浆叶在水中来回划动而不出 水，大大提高行船的速度。这是一种我国特有 的船桨，称作为橹。
(3)船舶轴系。船舶轴系用来将主机的 功率传递给推进器。它包括传动轴、轴 承和密封件等。
(4)推进器。推进器是能量转换设备。 它是将主机发出的能量转换成船舶推力 的设备。如螺旋桨、明轮和喷水推进器 等。
大型船舶动力推进系统主要由 动力源、连接装置、曲轴和螺 旋桨构成。动力源可以由蒸汽 往复机、蒸汽轮机、、内燃机、 燃汽轮机甚至电动机提供。
IMO环保委员会（MEPC）第56次会议成立的温室气体通信组 （GHG）在审议工作中认为，从新造船的设计上入手则可采取技术 性措施,如发动机优化、船型优化、使用节能技术等，比较容易实现 和控制减排目标，而且这是一种长期有效的措施。
在MEPC第58次会议上，巴西提议将“设计指数”改为“能效设计指 数”（即energy efficiency design index，简称EEDI）。大会同 意：将“新造船CO2 设计指数”和“船舶CO2 营运指数”，更名 为“新造船能效设计指数EEDI” 和“船舶能效营运指数DDOI”。
舟楫使用风帆，利用大自然赐予的风力推船行 进，减轻了船民撑篙、划浆和摇橹的劳动强度， 但要受自然条件的影响。
EEDI
国际贸易的快速发展推动着船舶日益大型化，船舶功率也随之加大。 快速攀升的大型船舶，犹如一座座工厂在大海上航行并排放大量二氧 化碳。
1997年国际船舶防污染公约(MARPOL公约)缔约国大会上，国际 海事组织(IMO)通过了一项决议：与联合国气候变化框架公约 (UNFCCC)合作，研究船舶排放问题。
核动力商船大有可为
核能具有惊人的效率，现 在的核动力船舶采用核裂 变反应释放的巨大热能， 通过热交换器产生蒸汽， 转动蒸汽轮机。
1959年，前苏联第 一艘民用核动力破 冰船“列宁”号建 成
海洋再生能源
浩瀚无垠的大海，拥有巨大的再生能源。利用 波浪发电，最关键的问题是把不规则运动的波 浪能量收集起来，并转换成机械能，再由运动 的机械带动发电机运转发出电来。 我国，波浪资源 也很丰富，目前 开发出一些小型 波能发电装置， 用于航标灯、浮 标等导航设备。
动力船都已改装为常规动力装置船。
6.1.2船舶动力装置-辅助动力装置
辅助动力装置是用于提供除推进装置以外的各种能量，供 船舶航行、作业和生活需要的装置，包括为全船提供电力、 照明和其他动力的装置，如发电机组、副锅炉等。 发电机组是船上最重要的辅助动力装置。蒸汽机船上 的发电机组由蒸汽机驱动（有时用小型汽轮机驱动），但 容量较小，以供照明电源为主。在汽轮机船上，发电机组 由汽轮机驱动，为全船电气设备提供电源。这种汽轮发电 机组大部已系列化，容量从500千瓦到2500千瓦不等,可 以自由选择。在柴油机船上，有2～3台发电机组，由单独 设置的中速或高速柴油机驱动。容量据全船电动机械设备 的数量确定，普遍采用400伏三相交流电,频率有50赫兹 和60赫兹两种。副锅炉在蒸汽机船和汽轮机船上是供停泊 时使用，在柴油机船上供平时取暖和加热用。柴油机船上 的副锅炉的燃料可以是燃油，也可以利用柴油机排出的废 气所产生的蒸汽。除发电机组和副锅炉外，由于现代船上 液压机械设备的驱动需要，还设有液压动力装置，其主要 部件为液压油泵，可以用电动机或单独的柴油机驱动。
太阳能动力船
太阳能的局限性主要在于太阳能板性能和电力 储存二大因素。目前，科学家研制的嫁-砷太 阳能电池板，为了能使船舶在太阳光照不够的 情况下也能继续行驶，设计师为无电刷直流马 达配备了锂电池作为电源储存器。
探索磁能动力
若单磁极物质能独立存在，只要使钢质船舶 感应上单磁性，在地球大磁场中异性吸力的 作用下，船舶就能够在控制系统的干预下应 用磁动力驶抵目的港。
船舶动力装置-其他辅机和设备
随着运输船舶性能上的不断完善，船上的辅机和设备也日趋复杂,最 基本的有： 船舶甲板机械，有舵机、锚机、起货机等辅助机械。这些机械在 蒸汽机船上用蒸汽作为动力，在柴油机船上先是采用电动，现多数已 改用液压驱动。 各种管路系统，有为全船供应海水和淡水的供水系统；为调节船 舶压载用的压载水系统；为排除舱底积水用的舱底水排出系统；为全 船提供压缩空气用的压缩空气系统；为灭火用的消防系统等等。这些 系统所采用的设备如泵和压缩机等绝大部分是电动的，并能自动控制。 机舱自动化设备，用于保证实现动力装置远距离操纵与集中控制， 以改善工作条件，提高工作效率。机舱自动化设备包括有自动控制与 调节系统，自动操纵系统，集中监测系统。 全船系统，用于保证船舶生命力和安全，为船员和旅客生活服务 的取暖、空调、通风、冷藏等系统。这些系统一般都自动调节和控制。
6.2船舶动力装置的组成
1、推进装置 1）主发动机：柴油机、蒸汽轮机、燃气轮机
和核动力装置 2）主锅炉 3）推进器：螺旋桨推进器和喷水推进器 4）传动设备：减速器、离合器和轴系等 2、辅助装置 1）发电机组 2）辅助锅炉 3）压缩空气系统
B汽轮机动力装置
1896年，英国人C.帕森成功地将他发明的汽轮机作为推进动力机应 用于一艘快艇上，试航速度达每小时34.5海里。此后汽轮机广泛用于 大功率船上。早期用汽轮机直接驱动螺旋桨，不经过减速。为了使螺 旋桨能在理想的转速下工作，后来在汽轮机动力装置上加装了减速齿 轮，使汽轮机和螺旋桨都能以各自的最佳速度运转。到1916年，几 乎所有的船用汽轮机都采用了减速装置，减速比由初期的1:20提高 到1:80以上。采用减速装置以后，汽轮机可以更高的速度运转，效 率大为提高，机体尺寸相应缩小，整个装置更加紧凑，重量也大大减 轻,螺旋桨工作效率也大大提高,使汽轮机成为理想的大功率船用动力 装置。至今某些大型客船、超级油船和高速集装箱船等仍采用汽轮机 动力装置。 汽轮机的优点是单机功率大，使用可靠，运转平稳，无振动和噪 声，检修工作量小，锅炉可燃用劣质油。但汽轮机油耗比柴油机高， 即使采用再热循环的汽轮机装置，每马力小时的油耗仍达180～190 克，比低速柴油机高40％左右。柴油机由于单机功率、燃烧劣质油的 能力和可靠性的提高，逐渐取代了汽轮机。
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
推动船舶前进的机构。它是把自然力、人力或机械能转换 成船舶推力的能量转换器。推进器按作用方式可分为主动 式和反应式两类。靠人力或风力驱船前进的纤、帆等为主 动式，桨、橹、明轮、喷水推进器、螺旋桨等为反应式。 现代运输船舶大多采用反应式推进器，应用最广的是螺旋
E核动力装置
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。 人们担心放射性物质污染航道、港口和城市环境，因此很多港口拒绝核动力 船进港。对核燃料使用后的核废料也还缺乏妥善处理办法。目前这些民用核
6.3 船舶燃料与减排
核动力商船大有可为 21世纪的帆船 太阳能动力船 探索磁能动力 海洋再生能源
2.3 船舶燃料
第二次世界大战以后内燃机在运输船舶 已经普及，300年来，人类耗费掉了无 数的燃烧化石燃料，人们已经开始警觉 燃料的消耗和废气的排放量。所以核能、 风能、电能、磁能、海流和太阳能都有 可能成为21世纪船舶动力的新能源。
桨。
不同推进器的特点
推进器
优
缺
用
螺旋桨
简单可靠 空泡 广泛采用
喷水式推进器 无船外伸出 成本高 高速船舶
(泵式,水动力式)
桨
人力 推力不稳 小船
帆
自然力 无风时不能用 体育娱乐
船舶自然力推进技术
顺风 在船舶重心位置撑起主帆，船首扬一张较小 的三角帆，两帆从不同舷侧伸出成蝴蝶状 偏顺风和横风时 根据空气动力学原理从某一角度 吹向帆面的侧向风 如果目的地位于偏顶风方向，船只可以通过走 “Z”型路线
目前为止磁力航海愿望的 实现，有赖于物理学、地 磁学、材料学和生命科学 等基础科学获得重大突破。
船舶自然力推进技术
蒸汽机发明以前船舶前进的动力为篙、桨、橹、 帆等非机动力，我们称之为“自然力”。
为加大划水力量，人们将船桨改成了长长的阔 叶桨。划桨时保持浆叶在水中来回划动而不出 水，大大提高行船的速度。这是一种我国特有 的船桨，称作为橹。
(3)船舶轴系。船舶轴系用来将主机的 功率传递给推进器。它包括传动轴、轴 承和密封件等。
(4)推进器。推进器是能量转换设备。 它是将主机发出的能量转换成船舶推力 的设备。如螺旋桨、明轮和喷水推进器 等。
大型船舶动力推进系统主要由 动力源、连接装置、曲轴和螺 旋桨构成。动力源可以由蒸汽 往复机、蒸汽轮机、、内燃机、 燃汽轮机甚至电动机提供。
IMO环保委员会（MEPC）第56次会议成立的温室气体通信组 （GHG）在审议工作中认为，从新造船的设计上入手则可采取技术 性措施,如发动机优化、船型优化、使用节能技术等，比较容易实现 和控制减排目标，而且这是一种长期有效的措施。
在MEPC第58次会议上，巴西提议将“设计指数”改为“能效设计指 数”（即energy efficiency design index，简称EEDI）。大会同 意：将“新造船CO2 设计指数”和“船舶CO2 营运指数”，更名 为“新造船能效设计指数EEDI” 和“船舶能效营运指数DDOI”。
舟楫使用风帆，利用大自然赐予的风力推船行 进，减轻了船民撑篙、划浆和摇橹的劳动强度， 但要受自然条件的影响。
EEDI
国际贸易的快速发展推动着船舶日益大型化，船舶功率也随之加大。 快速攀升的大型船舶，犹如一座座工厂在大海上航行并排放大量二氧 化碳。
1997年国际船舶防污染公约(MARPOL公约)缔约国大会上，国际 海事组织(IMO)通过了一项决议：与联合国气候变化框架公约 (UNFCCC)合作，研究船舶排放问题。
核动力商船大有可为
核能具有惊人的效率，现 在的核动力船舶采用核裂 变反应释放的巨大热能， 通过热交换器产生蒸汽， 转动蒸汽轮机。
1959年，前苏联第 一艘民用核动力破 冰船“列宁”号建 成
海洋再生能源
浩瀚无垠的大海，拥有巨大的再生能源。利用 波浪发电，最关键的问题是把不规则运动的波 浪能量收集起来，并转换成机械能，再由运动 的机械带动发电机运转发出电来。 我国，波浪资源 也很丰富，目前 开发出一些小型 波能发电装置， 用于航标灯、浮 标等导航设备。
动力船都已改装为常规动力装置船。
6.1.2船舶动力装置-辅助动力装置
辅助动力装置是用于提供除推进装置以外的各种能量，供 船舶航行、作业和生活需要的装置，包括为全船提供电力、 照明和其他动力的装置，如发电机组、副锅炉等。 发电机组是船上最重要的辅助动力装置。蒸汽机船上 的发电机组由蒸汽机驱动（有时用小型汽轮机驱动），但 容量较小，以供照明电源为主。在汽轮机船上，发电机组 由汽轮机驱动，为全船电气设备提供电源。这种汽轮发电 机组大部已系列化，容量从500千瓦到2500千瓦不等,可 以自由选择。在柴油机船上，有2～3台发电机组，由单独 设置的中速或高速柴油机驱动。容量据全船电动机械设备 的数量确定，普遍采用400伏三相交流电,频率有50赫兹 和60赫兹两种。副锅炉在蒸汽机船和汽轮机船上是供停泊 时使用，在柴油机船上供平时取暖和加热用。柴油机船上 的副锅炉的燃料可以是燃油，也可以利用柴油机排出的废 气所产生的蒸汽。除发电机组和副锅炉外，由于现代船上 液压机械设备的驱动需要，还设有液压动力装置，其主要 部件为液压油泵，可以用电动机或单独的柴油机驱动。
太阳能动力船
太阳能的局限性主要在于太阳能板性能和电力 储存二大因素。目前，科学家研制的嫁-砷太 阳能电池板，为了能使船舶在太阳光照不够的 情况下也能继续行驶，设计师为无电刷直流马 达配备了锂电池作为电源储存器。
探索磁能动力
若单磁极物质能独立存在，只要使钢质船舶 感应上单磁性，在地球大磁场中异性吸力的 作用下，船舶就能够在控制系统的干预下应 用磁动力驶抵目的港。
船舶动力装置-其他辅机和设备
随着运输船舶性能上的不断完善，船上的辅机和设备也日趋复杂,最 基本的有： 船舶甲板机械，有舵机、锚机、起货机等辅助机械。这些机械在 蒸汽机船上用蒸汽作为动力，在柴油机船上先是采用电动，现多数已 改用液压驱动。 各种管路系统，有为全船供应海水和淡水的供水系统；为调节船 舶压载用的压载水系统；为排除舱底积水用的舱底水排出系统；为全 船提供压缩空气用的压缩空气系统；为灭火用的消防系统等等。这些 系统所采用的设备如泵和压缩机等绝大部分是电动的，并能自动控制。 机舱自动化设备，用于保证实现动力装置远距离操纵与集中控制， 以改善工作条件，提高工作效率。机舱自动化设备包括有自动控制与 调节系统，自动操纵系统，集中监测系统。 全船系统，用于保证船舶生命力和安全，为船员和旅客生活服务 的取暖、空调、通风、冷藏等系统。这些系统一般都自动调节和控制。
6.2船舶动力装置的组成
1、推进装置 1）主发动机：柴油机、蒸汽轮机、燃气轮机
和核动力装置 2）主锅炉 3）推进器：螺旋桨推进器和喷水推进器 4）传动设备：减速器、离合器和轴系等 2、辅助装置 1）发电机组 2）辅助锅炉 3）压缩空气系统
B汽轮机动力装置
1896年，英国人C.帕森成功地将他发明的汽轮机作为推进动力机应 用于一艘快艇上，试航速度达每小时34.5海里。此后汽轮机广泛用于 大功率船上。早期用汽轮机直接驱动螺旋桨，不经过减速。为了使螺 旋桨能在理想的转速下工作，后来在汽轮机动力装置上加装了减速齿 轮，使汽轮机和螺旋桨都能以各自的最佳速度运转。到1916年，几 乎所有的船用汽轮机都采用了减速装置，减速比由初期的1:20提高 到1:80以上。采用减速装置以后，汽轮机可以更高的速度运转，效 率大为提高，机体尺寸相应缩小，整个装置更加紧凑，重量也大大减 轻,螺旋桨工作效率也大大提高,使汽轮机成为理想的大功率船用动力 装置。至今某些大型客船、超级油船和高速集装箱船等仍采用汽轮机 动力装置。 汽轮机的优点是单机功率大，使用可靠，运转平稳，无振动和噪 声，检修工作量小，锅炉可燃用劣质油。但汽轮机油耗比柴油机高， 即使采用再热循环的汽轮机装置，每马力小时的油耗仍达180～190 克，比低速柴油机高40％左右。柴油机由于单机功率、燃烧劣质油的 能力和可靠性的提高，逐渐取代了汽轮机。