轮机导论-第2讲-船舶动力装置1-蒸汽轮机动力装置分解
2）循环参数关系
(6)有效热量q0 循环的有效热量q0 ：
q0 q1 q2 (i1 i4 ) (i2 i3 )
(7)热效率ηt
循环热效率t ：
q1 q2 (i1 i4 ) (i2 i3 ) (i1 i2 ) (i4 i3 ) t q1 i1 i4 i1 i4
（2）对流换热
对流换热 (Convective heat exchange) ： 运动着的流
体与固体表面接触时的换热过程成为对流换热。
Q F t
-放热系数，W/(m2C)
t-温差，C
热工基础知识
（3）辐射换热
辐射换热(Radiation heat exchange)：靠电磁波中的可见光线 和红外线来传递热量。
③表压力pg(Gauge pressure)：用压力表测得的数值， pg=p-pb。 ④真空度pv(Vacuum)：用真空表测得的数值，pv=pbp。
a
pg
大气压力 大气压力
p
pv pb 0 pb p 0 pv=pb-p b
pg= p-pb
热工基础知识
(2)温度(Temperature, T)
温度：表示物质冷热程度的状态参数。温度的数值表示方法 ssssss叫做温标(Temperature scale) 。 华氏温标 (Fahrenheit) ：在标准大气压下，纯水冰点定为 32 度，沸点212度，两点间均分180等份，每份为1华氏度，记 作1F，符号tF。
q1 i1 i4
在T-S图上，此热量可用加热 线下的面积m-4-5-6-1-n-m表示。
2）循环参数关系
(2) 放出的热量q2
过程2-3是循环的等压放热过
程，所放出的热量q2为 ：
q2 i2 i3
在 T-S 图上，此热量可用面 积m-3-2-n-m来表示。
2）循环参数关系
(3) 膨胀功 lT
热量与功之间关系：功可以完全地转化为热，热却只能 部分地转化为功，而且只能通过工质的热膨胀来实现。
热工基础知识
6.热效率：效果与代价之比
燃油在高压下喷入汽缸，同汽 缸内的空气混合燃烧产生热量Q1， 高温高压的燃气膨胀推动活塞移动， 并通过连杆曲柄机构变成回转运动， 带动推进器回转，对外界作机械功 W 。作功用的低温低压燃气排出汽 缸，并借走热量Q2，完成一个工作 循环。根据能量守恒定律，工质在 一个循环中，对外界作的机械功 W( 效果 ) 等于从高温热源吸收的热 量 Q1( 代价 ) 减去传给低温热源的热 量Q2，即：W=Q1-Q2。
冷却水、燃油、滑油
柴油机排气
数字显示
热工基础知识
(3)比容和密度
比容(Specific volume)：1kg的物质所占的容积，m3/kg。
V v m m V 1 v
V-容积，m-质量
密度(Density)：1m3的物质所具有的质量，kg/m3。
， v
1
热工基础知识
(4)理想气体状态方程 (Ideal gas state equation)
形成一个周而复始的循环。
A.蒸汽过热器； B.汽轮机； C.冷凝器； D.给水泵； K. 锅炉
2、简单热力循环
A. 蒸 汽 过 热 器 ； B.汽轮机； C.冷凝器； D.给水泵； K. 锅炉
图
简单蒸汽动力装置的理想循环
1）朗肯循环及过程
简单的蒸汽动力装置的理想循环叫做朗肯循环
右图为朗肯循环的T-S图。图中： 4-5 ：水在汽锅中，压力 P1 下被加热到沸 腾温度的过程； 5-6：在汽锅中，在压力P1下的汽化过程； 6-1：在压力P1下，在蒸汽过热器中的过热 过程； 1-2：蒸汽在汽轮机中的绝热膨胀过程，并 输出功； 2-3：在压力P2下，乏汽在冷凝器中的凝结 过程； 3-4：冷凝水在水泵中的绝热压缩过程，并 消耗功。
2）循环参数关系
注： 在较低的初始蒸汽参数的动力装置（ 3MPa 以下）
中，水泵消耗的功 i4 i3 比 i1 i4 小得多，可以略去不
计，则循环热效率的近似式为：
i1 i2 t i1 i4
3）提高循环热效率的方法
a) 在相同的背压P2下，提高蒸汽的初始温度 t1和 压力 P1。 b) 在相同的蒸汽初始压力 P1和初始温度 t1下，降 低背压 P2 也能使热能效率提高。 c) 采用给水预热器，利用已在主机作过部分功的蒸 汽的汽化潜热来预热给水。使进入冷凝器的蒸汽量减 少，而被冷却水带走的热量也就减少了，循环热效率 得到提高。
热工基础知识
(1)压力 (Pressure, P)
压力：在工程热力学中，把工质垂直作用在单位容 积壁面或分界面上的力称为压力。其单位为N。 英制单位：psi(bf/in2) 国际单位：N/m2(Pa) 工程单位：kgf/cm2, bar
压力单位换算表 帕斯卡 (Pa) N/m2 巴 (bar) 10N/m2 工程气压 (at) kgf/cm2 标准气压 (atm) 760mmHg 磅力/英寸2 (psi) 1bf/in2 毫米汞柱 (Torr) mmHg mH2O 米水柱
蒸汽轮机动力装置 常规动力装置
燃气动力装置
蒸汽-燃气联合 动力装置
燃气轮机动力装置 核动力装置
柴油机动力装置
联合动力装置
热工基础知识
1.工质 (Working Medium):用来将热能转化为机械能的各种流 动介质。工质应具有良好的膨胀性、流动性。 例：柴油机的工质是燃气，蒸汽轮机的工质是水蒸气。
能和热能转变为机械能。机械能
由汽轮机的输出轴传动，通过后
传动装置（减速齿轮箱）和轴系 带动螺旋桨转动。
A.蒸汽过热器； B.汽轮机； C.冷凝器； D.给水泵； K. 锅炉
蒸汽轮机的基本工作过程：
(3)工质循环
做完功后的蒸汽进入主冷凝器
，被流过冷凝器的海水冷凝成凝
水，再经给水加热器加热后，由
主给水泵，重新被加热成蒸汽，
图 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
蒸汽轮机的基本工作过程
(1)燃油燃烧
燃油由燃油泵从油柜中抽出并 加压后送至位于锅炉中的喷油器
Q K F t
K-传热系数，W/(m2C) F-传热面积，m2 t-传热温差，C
2.1 蒸汽轮机动力装置
船舶蒸汽轮机动力装置是以锅炉产生的蒸汽为工
质，以汽轮机作为主机，其功率通过减速器，传递到
螺旋桨以推进船舶。
一、基本组成和简单热力循环
1 、蒸汽轮机动力装置的基本组成与工作原理 下图所示为其组成部件
热工基础知识
7、传热的基本方式
导热、对流换热、辐射换热
（1）导热 导热(Heat conduction)：不依赖于物体各部分的相对位移热 量在物体内部进行的热量传递。
Q t F /
Q-导热热流量, W
F-面积, m2 -厚度, m -导热系数, W/(mC)
热工基础知识
，由喷油器喷入锅炉炉膛，在炉
膛内与鼓风机送来的空气进行氧 化反应（即燃烧），从而释放出 大量的热能，这些热能将锅炉中 的水加热成为高温高压的蒸汽。
A.蒸汽过热器； B.汽轮机； C.冷凝器； D.给水泵； K. 锅炉
蒸汽轮机的基本工作过程：
(2)蒸汽作功
蒸汽由管路引入主汽轮机，在
主汽轮机中将从锅炉中带来的压
热工基础知识
6.热效率：效果与代价之比。
W Q1 Q2 Q2 1 Q1 Q1 Q1
W-机械功 Q1-从高温热源吸收的热量 Q2-传给低温热源的热量 η<100% 最理想循环、即热效率最高的循环是卡诺循环 (Carnot cycle)
卡诺
T1 T2 T2 1 T1-高温热源温度，T2-低温热源温度 T1 T1
第2章 船舶动力装置
2.1 蒸汽轮机动力装置 2.2 舰船燃气轮机装置 2.3 柴油机动力装置
2.4 核动力装置
2.5 联合动力装置
引言
船舶动力装置是指将燃料化学能转化为热
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。
引言
船舶动力装置的类型
分类方法 按使用工质分 蒸汽动力装置 类 型 按主机型式分 按使用燃料分
燃气
水蒸汽
热工基础知识
2.状态参数：用来描述系统宏观特性的物理量。
压力 (Pressure, P) 温度 (Temperature, T) 比容 (Specific volume, V) 内能 (Internal energy, U) 粒子热运动的动能和势能的和。 焓 熵 (Enthalpy, H) 系统中能够做功的能量。 (Entropy, S) 物质微观热运动混乱程度的标志，热量转 化为功的程度。 基本状态参数(可测)
2）循环参数关系
了解加入的热量q1、放出的热量q2、膨胀功 lT 、 水泵所消耗的功lP、有效功l0、有效热量q0、热效率ηt
等的函数式。
2）循环参数关系
(1) 加入的热量q1
在过程4-5、5-6和6-1中，热量 是在一定的压力P1下加入，等压下 加入的热量可以由过程的初始和终 点的焓差来表示。加入的热量q1为 ：
1
10-5
1.0210-5
0.9910-5
1.4510-4
7.510-3
1.0210-4
热工基础知识
① 大气压力 pb (Barometric, atmospheric pressure) ： 纬度 45 度平均海平面上常年大气压力的平均值为标 准大气压(atm)。 1atm =760mmHg=101325Pa=0.101325MPa=1bar ②绝对压力p(Absolute pressure)：工质作用在容器壁 面上的实际压力。
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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
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
船舶动力装置概论幻灯片PPT
• d. 振动小，噪声小。
• c. 叶片材料昂贵，工作可靠性较差，
寿命短；
• d. 进排气管道尺寸大，舱内布置困难。
• e.生产厂家主要为两家国外公司(英国 的rolls2royce 公司和美国的通用电气公 司)
• 低负荷下耗油率高
LM2500
20
核动力推进动力装置
1—核反应堆 2—反应堆芯 3—控制棒 4—冷却循环泵 5—蒸汽发生器 6—高压汽轮机 7—低压汽轮机 8—辅汽轮机 9—主冷凝器 10—辅冷凝器 11—主给水泵 12—减速器 13—螺旋桨 14—稳压筒
4
典型的柴油机动力装置能量转换系统
重
机械能
油
余 热
热能
燃油加热 滑油加热 制淡装置 舱室取暖 厨房加热
驳动辅机
电能
船舶照明
柴油
船舶通讯
机舱自动化
5
船舶动力装置的基本类型及特点
6
基本类型
• 柴油机推进动力装置 • 汽轮机推进动力装置 • 燃气轮机推进动力装置 • 核动力推进动力装置 • 联合动力推进动力装置
０ ９ 4 型 攻 击 核 动 力 潜 艇
俄罗斯阿库拉Akula(鲨鱼)级战略核潜艇 24
联合动力推进动力装置
• 汽轮机＋加速燃气轮机 （COSOG或COSAG）
• 柴油机＋加速燃气轮机 （CODOG或CODAG）
• 燃气轮机＋加速燃气轮机 （COGAG或COGOG）
尼米兹级航空母舰
（美）“林肯”号1
• C. 具有良好的机动性， 操作简单，启动方便，正 倒车迅速；
• D. 功率范围广。
• A. 柴油机尺寸和重量按功率比 例增长快；
• B. 柴油机工作中的噪声、振动 较大；
轮机概论教案.(第一章)
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”。
柴油机船
从节能需要出发，船舶已不再向大型化和高速化方向 发展，除专业化船舶外，一般货船的航速降至14 kn 左右。为了适应这种形势，大型低速柴油机的尺度不 但不再增加，而且缸径也都回到1000mm以内，并出 现了缸径只有260mm的低速机(如S26MC／MCE)。 从70年代末至今围绕着节能这一中心，大型低速柴油 机的结构差不多年年都在改进，大体每隔两年就推出 一种新机型。可以认为，降低耗油率提高经济性，仍 然是今后发展的方向之一。⑵大功率中速柴油机动力 装置的重量和尺寸较小，可燃用重质燃料，是低速机 的有力竞争者，在中速机装置中，可通过合理选配减 速比，使螺旋桨的转速最佳化，从而显著提高推进装 置效率。单缸功率的提高和单机功率的扩大，以及可 用多台(2～4台)发动机通过减速器驱动一个螺旋桨的 可能性，都给中速机的发展创造了有利的条件，特别 是在机舱尺寸要求严格的滚装船、集装箱船和客船上， 中速机的应用就更为广泛。
目前中速机的耗油率虽然有明显下降，但仍然 略高于低速机，运转中噪声也比较大。预计中 速机今后还会有进一步发展。2)燃气轮机动力 装置： 本世纪30年代燃气轮机制造业开始兴 盛起来，第一批作为商船主机的是在50年代。 它的优点是单位重量和尺寸小，机动性高，操 纵管理简便，便于实现自动化。但它的经济性 差、进排气管道大、机舱布置困难、不能直接 倒车、装置较复杂、叶片及燃气发生器均在高 温高压状态下工作、寿命较短。由于以上原因， 这种动力装置在商船上应用较少。
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”。
柴油机船
从节能需要出发，船舶已不再向大型化和高速化方向 发展，除专业化船舶外，一般货船的航速降至14 kn 左右。为了适应这种形势，大型低速柴油机的尺度不 但不再增加，而且缸径也都回到1000mm以内，并出 现了缸径只有260mm的低速机(如S26MC／MCE)。 从70年代末至今围绕着节能这一中心，大型低速柴油 机的结构差不多年年都在改进，大体每隔两年就推出 一种新机型。可以认为，降低耗油率提高经济性，仍 然是今后发展的方向之一。⑵大功率中速柴油机动力 装置的重量和尺寸较小，可燃用重质燃料，是低速机 的有力竞争者，在中速机装置中，可通过合理选配减 速比，使螺旋桨的转速最佳化，从而显著提高推进装 置效率。单缸功率的提高和单机功率的扩大，以及可 用多台(2～4台)发动机通过减速器驱动一个螺旋桨的 可能性，都给中速机的发展创造了有利的条件，特别 是在机舱尺寸要求严格的滚装船、集装箱船和客船上， 中速机的应用就更为广泛。
目前中速机的耗油率虽然有明显下降，但仍然 略高于低速机，运转中噪声也比较大。预计中 速机今后还会有进一步发展。2)燃气轮机动力 装置： 本世纪30年代燃气轮机制造业开始兴 盛起来，第一批作为商船主机的是在50年代。 它的优点是单位重量和尺寸小，机动性高，操 纵管理简便，便于实现自动化。但它的经济性 差、进排气管道大、机舱布置困难、不能直接 倒车、装置较复杂、叶片及燃气发生器均在高 温高压状态下工作、寿命较短。由于以上原因， 这种动力装置在商船上应用较少。
《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。
轮机导论-第2讲-船舶动力装置2- 舰船燃气轮机装置
燃气涡轮的作用是将来自燃烧室的高温高压燃气的热 能转换成轴上的机械功，以驱动压气机和通过挠性联轴节、 减速装置驱动螺旋桨。下图表示出空气—燃气流经燃气轮 机时，其流速、压力和温度的变化情况。
在空气进入涡轮膨胀作功之前是由轴流式压气机先预 先压缩的。压气机由涡轮机驱动的传动轴带动的。轴流式 压气机是一种由多级静动叶相间组成的多级压气机。在动 静叶中，空气加速、扩压，以达到预定的压力。
R0110重型燃气轮机，航母动力系统15万马力
二．舰用燃气轮机装置的组成与原理
1、主要组成部分 轴流式压气机、燃烧室、驱动压气机的燃气轮机
（高压涡轮）、动力燃气轮机（低压涡轮）。
我们常把压气机、燃烧室和高压涡轮看作一个整体， 称为燃气发生器。
图 燃气轮机装置简图
2、工作原理
在运转中，燃气轮机的压气机由大气中吸入一定量的空气 并将其压缩到某一压力后就供向燃烧室以及燃烧室与机匣之间 的环形通道。流向燃烧室的那部分空气（称为一次空气）是供 给燃烧室作油气混合并燃烧用的，而流向环型通道的那部分空 气（称为二次空气）则是用作冷却燃烧室和掺混高温燃气的。
总结：燃气轮机作为军舰动力的优势
燃气轮机第一个优势是功率密度极大。一般情况下， 同等功率的燃机体积是柴油机的三分之一到五分之一，
是蒸汽轮机的五分之一到十分之一左右。这是由于燃气
轮机本身精巧的连续转动热力学循环结构造成的，体积
小、功率大，非常适合军舰分舱小、航速要求高的特点。
总结：燃气轮机作为军舰动力的优势
燃气轮机的第二个优势是启动速度快。虽然燃机的
转速是三种动力系统中最高的，但是由于整个转子十分
轻巧，在启动机帮助下在1-2分钟就可以达到最高转速。
而柴油机由于转子运动源于活塞的往复，加速较慢，蒸
[理学]第07讲船舶蒸汽轮机装置1
美国1956年服役的萨拉托加号航母使用的单炉膛D型锅炉参数为：蒸
发量118吨每小时，蒸汽压力8.45MPa，温度540℃，总受热面积1412平方 米，容积25.8立方米，喷油嘴7个。
萨拉托加号航母（CV-60），标准排水量59500吨，满载76300吨，长
317米，宽39.3米，飞行甲板宽76米。8台锅炉，4台汽轮机，总推进功率20 万千瓦，航速33节。
3、增压燃烧锅炉
实验证明，炉膛内的燃烧热强度与炉膛内的压力成正比。例如，1个大
气压时，燃烧热强度为3500kW/m3，2个大气压时为7000kW/m3。因此，在 炉膛内实现增压燃烧，可降低锅炉的体积与重量，并可极大的提高流过受
热面的烟气流速。实验发现，流速一旦超过330m/s，放热系数极度增加，
可使换热面积成倍减少。
(2) 锅炉效率 在锅炉中，把水变成蒸汽所用去的热量与向炉内所供的热量（燃料完 全燃烧所放出的热量）之比叫做锅炉效率。
D(hq hgs ) BQd
100%
D是蒸发量(t/h)；B是燃料消耗量(t/h)；Qd是燃料的低发热值(kJ/kg)； hq是出口蒸汽的焓(kJ/kg)；hgs是锅炉给水的焓(kJ/kg)。
第7讲
船舶蒸汽轮机装置(1)
一、船舶蒸汽轮机装置
1、组成
船舶蒸汽动力装置主要包括锅炉、汽轮机和冷凝器三部分。
2、简单原理
燃料在炉膛中燃烧，将锅炉中的水
加热，使其变成具有一定温度和压力的
蒸汽。蒸汽顺管道进入汽轮机，膨胀作 功驱动汽轮机旋转，并带动螺旋桨旋转
从而推动船舶航行。
在汽轮机中作完功的蒸汽进入冷凝器，被冷却成凝水，再由凝水泵、 给水泵送回锅炉，再次的被加热、气化。
3、锅炉的分类
轮机基本知识分解
柴油机动力装置船舶
辅锅炉
产生饱和蒸汽驱动蒸汽辅机、加热燃油、 滑油、满足日常生活需要
废气锅炉
干货船
1台
油船
2台
客船
2台
D型水管锅炉 1100oC
1700oC
1-汽包
2-水筒
3-联箱 4-炉膛 5-水冷壁 6、7-蒸发管束 8-联箱供水管 9-水筒供水管 10-燃烧器 11-过热器 12-经济器
4. 分油机 分离燃油中的杂质和水分
离心泵
2. 空气压缩机
空气压缩机是产生压缩空气的机械 至少两台
活塞式空气压缩机
3. 锅炉
船舶蒸汽锅炉是船舶动力装置的重要组成部分
锅炉通过燃烧燃料产生一定数量和参数〔指温 度和压力的水蒸汽 用于油、水加热、空调、 厨房和杂用
辅锅炉：利用燃油加热 废气锅炉：利用主机废气加热
蒸汽轮机动力装置船舶 主锅炉 产生过热蒸汽驱动主蒸汽轮机
自动舵
设
航
要舵
定
向
求角
航 向
偏 差
发 送
舵 角
器
偏
差油 实泵
转 舵舵 油实
船
际
缸际
舵舵 舵
实
角角
角
际
反
航
馈
向 航向反馈陀螺仪
起货机
1. 吊杆式起货机 2. 回转式起货机 起升、回转、变幅系统及 吊杆等装在回转座上,可 360回转.
➢ 足够的功率 ➢ 反转或换向
➢调速和限速
➢制动和锁紧 按动力能源可分为 电动起货机和液压起货机.
四．船舶电力系统
1.船舶电力系统的组成 由电源、配电装置、电力网和负载四部分组成.
船舶电力系统
系统基本参数：交流电 电压380或440V 频率50Hz〔我国和60Hz〔日美等
《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。
2023-2026
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《船舶动力装置》 PPT课件
REPORTING
CATALOGUE
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
【科普】各种船舶动力装置类型一览丨海员之家
【科普】各种船舶动力装置类型一览丨海员之家在船舶动力装置各组成部分中，无论从重要程度、制造成本看，还是从营运费用、日常维护管理所投入的工作量看，推进装置都处于最显著的地位。
因此船舶动力装置往往以推进装置的类型进行分类。
蒸汽动力装置根据运动方式的不同，蒸汽动力装置有往复式蒸汽机动力装置和汽轮机动力装置两种。
往复式蒸汽机最早应用于海船，由于它具有结构简单、运转可靠、管理方便及噪声小等优点，在过去很长的一段时间内占据着主导地位。
但由于其经济性差、体积和重量大，现在已经基本上被其他船用发动机所代替。
汽轮机自装船使用以来，由于受到柴油机的挑战，一直发展不快。
主汽轮机虽然单机功率大、运转平稳、摩擦和磨损小、噪声小，但其装置的热效率低，要配置重量和尺寸较大的锅炉、冷凝器、减速齿轮装置以及其他辅助机械，因此装置的总重量和尺寸均较大，这就限制了它在中小船舶上的应用。
然而近年来，由于新技术新工艺的应用，使汽轮机和锅炉的效率得到了提高，不少资料表明，在功率超过22000 kw和船速超过20 kn时，汽轮机动力装置的优越性更为突出。
汽轮机动力装置由锅炉、汽轮机、冷凝器、轴系、管系及其他有关机械设备组成。
燃气动力装置在燃气动力装置中，根据发动机运动方式的不同，主要有柴油机动力装置和燃气轮机动力装置两种。
1. 柴油机动力装置柴油机动力装置具有比较优良的性能，在现代船舶中，不论商船、渔船、工程船及军用舰艇上都得到了极为广泛的应用。
目前以柴油机为主机的船舶占98%以上，柴油机船总功率占造船总功率的90%以上，可见柴油机动力装置占绝对的统治地位。
在大、中型商船上所用的柴油机有大型低速机和大功率中速机两大类。
这两种柴油机在激烈竞争的同时又相互促进，都在迅速发展。
大型低速柴油机自20世纪60年代起发展得特别迅速，一方面是由于当时的船舶向大型化、高速化发展，需要大功率的发动机；另一方面是由于废气涡轮增压技术的进步，为大型低速机的发展提供了条件。