船舶动力装置概论第十七次课

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4、柴柴联合动力装置(CODAD)
5、燃蒸联合动力装置(COGAS)
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6.1.2 联合动力装置的分类和应用
1、蒸燃联合动力装置(COSAG或COSOG) 蒸汽轮机提供80%全速以下航行所需的功率(全功率的 50%左右),在更高航速时,使用燃气轮机和蒸汽轮机( COSAG“共同使用”);也可以是在更高航速航行时只使 用燃气轮机而不使用蒸汽轮机(COSOG“交替使用”)。 英国的郡级导弹驱逐舰
意大利
驱逐舰
6700 6000 2800 3200 5000
2×SEMT(4MW)
CODOG CODOG CODOG 2×LM2500 2×柴油机
澳大利亚 SEA4000 以色列 新加坡 印度 护卫舰 护卫舰 护卫舰
147×17 ×5.3
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6.1.2 联合动力装置的分类和应用
CODAG--柴燃共同使用
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6.1.2 联合动力装置的分类和应用
2、柴燃联合动力装置(CODAG或CODOG) CODOG也有明显的缺点: 一是机型多,传动装置也较复杂; 二是柴油机巡航时的传动效率较低,影响选用柴油机巡航经济性 好这一优势的发挥; 三是巡航柴油机采用双层隔振加箱装体,满足了减振要求,但代 价高; 四是大功率加速燃气轮机工作时间少,使燃气轮机的寿命不能充 分利用。 因此,随着发动机技术发展,联合动力装置将来会向COGAG、 CODAD等方向发展。
第五章 船舶核动力装置
5.4核安全
(三)四道屏障 在放射性物质(裂变产物)和环境之间设置了四道屏障,只要其中 有一道屏障是完整的,就不会发生放射性物质外泄的事故。
第一道屏障---燃料芯块
第二道屏障---燃料包壳
第三道屏障---压力边界 第四道屏障---安全壳
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第五章 船舶核动力装置
5.4核安全
6.1 概述 6.2 联合动力装置推进系统的组成和性能
6.3 船舶电力推进和电磁推进动力装置
6.4 船舶齿轮箱 6.5 船舶离合器及液力耦合器 6.6 船用大功率高速联轴器 6.7 船舶轴系与螺旋桨
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本次课主要内容
6.1 概述 6.2 联合动力装置推进系统的组成和性能
(COSAG 或 COSOG) (CODAG 或 CODOG) (COGAG 或 COGOG) (CODAD) (COGAS)
②事故情况下,安全系统及时投入,防止放射性物质外
泄至环境。 由于核裂变过程伴随着放射性物质的产生,核安全始终 是在核动力装置的研制和使用中的首要问题。
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第五章 船舶核动力装置
5.4核安全
(一)三类核废物 A低放射生废物 受到轻微污染的固体,例如手套及衣服等。
B中放射性废物
来自核电站的工艺流程废物,例如废树脂和蒸发残渣。
5.4核安全
4、海上事故 2006年11月21日上午,日本潜艇“朝潮”号在宫崎县油津港附近海域 浮出海面时与排水量为4000吨的巴拿马籍货轮相撞,造成潜水艇立舵变 形,没有造成人员伤亡。 ↓潜艇后纵舵变形 ↓事件经过
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第五章 船舶核动力装置
5.4核安全
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
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6.1.2 联合动力装置的分类和应用
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6.1.2 联合动力装置的分类和应用
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6.1.2 联合动力装置的分类和应用
典型应用 美国海军早在1965就在PG-84级高速巡逻炮艇上采用了 CODAG系统。 美国的可靠级护卫舰采用四机双轴的常规组合采用了 CODAG系统,阿希维尔级炮艇采用三机双轴的CODAG系统; 法国的伯尔尼级护卫舰采用三机共同驱动一根轴的CODAG 系统; 德国的科降级护卫舰、意大利的山地步兵级护卫舰采用 六机双轴的CODAG系统等。 德国海军在其新型的F124级护卫舰上采用了基于LM2500 的CODAG装置。
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6.1.2 联合动力装置的分类和应用
3、燃燃联合动力装置(COGAG或COGOG)
燃燃联合动力有两种运行方式:COGAG—燃燃共同使用联合推 进装置(如采用四台相同型号的燃气轮机组成的推进装置方案, 巡航是使用一台或两台燃机,全速时使用四台燃机共同工作); COG1OG2—燃燃交替使用联合推进装置(如采用小型燃气轮机或复 杂循环燃气轮机作为巡航动力装置,采用大型简单循环燃机作为 加速动力装置)。
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动力系统: DA/DN-80燃气涡轮×2 48600马力; MTU-20 V956 TB92柴 油机×2 8840马力
长154米;宽17米;吃水6.1米;满载排水量:约7000吨; 乘员:280人;最高航速:29节;续航力:4500海里/15节; 170(兰州号)、171(海口号)
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本章主要内容
为了解决全速航行时的大功率要求和巡航时经济性好 要求的矛盾,各种形式的联合动力装置就出现了。
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6.1.2 联合动力装置的分类和应用
目前使用的联合动力装置有五种型式
1、蒸燃联合动力装置(COSAG或COSOG) 2、柴燃联合动力装置(CODAG或CODOG)
3、燃燃联合动力装置(COGAG或COGOG)
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6.1.1舰船航速变化与所需推进功率的关系
(1)螺旋桨要求的推进功率
Pp
V
2/ 3 3
v
V-容积排水量 v-航速 CB-海军系数
CB
所以,对于常规排水型船舶,航行速度提高到2倍时,所 需功率将提高到8倍。 (2)舰船巡航航行占全部航行时间的98%左右;
全速航行仅仅占到全部航行时间的2%左右。
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6.1.2 联合动力装置的分类和应用
C高放射性废物:乏燃料
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第五章 船舶核动力装置
5.4核安全
低、中放射性废物处理 五个处理步骤 废物分类及保存——废物包装——经包装的废物运往处置场地——经
包装的废物点收后进行处理——储存及记录质量保证文件。
高放射性废物处理
核电厂用过的乏燃料,送后处理厂经处理其中97%可循环再用。
剩余的3%高放射性废物,需用沥青固化、水泥固化和玻璃固化等 方法,使它变成不易渗透的固体,在后处理厂贮存,并最终送国家高
第一道屏障---燃料芯块
核裂变产生的放射性物质98% 以上滞留在二氧化铀陶瓷芯块中,
第二道屏障---燃料包壳 燃料芯块密封在锆合金包壳内,防
止放射性物质进入一回路水中。
不会释放出Baidu Nhomakorabea 。
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第五章 船舶核动力装置
5.4核安全
第三道屏障---压力边界 由核燃料构成的堆芯封闭在壁厚 20厘米的钢质压力容器内,压力容器 和整个一回路都是耐高压的,放射性 物质不会漏到反应堆厂房中。
6.3 船舶电力推进和电磁推进动力装置
Y
G
M
K
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6.1概述
我们已经学习了船舶柴油机、船舶燃气轮机、船舶蒸汽 轮机和船舶核动力装置等各类动力装置在最大功率、重量尺 寸、装置经济性和操纵运行机动性等方面都存在某些不足。
对于民用船舶来说,除经济性之外,其他问题均可以调 整解决。 但是对于军舰来说,必须满足舰船的战术技术要求,也 就是尽可能提高航速、机动能力和续航力。要求动力装置功 率尽可能大,满足最高航速时的要求;同时必须照顾到减少 动力装置所占有的排水量,以保证所需燃料的储存量(保证 续航力)。
在该推进装置中,主要用于巡航的柴油机在船舶高速工况与主要
用于加速的燃气轮机共同工作,有利于提高舰的最高航速。通过跨接齿 轮箱和多台离合器,使任何一台发动机都可带动双轴工作,可根据航 速的需要选择合理的工作方式,使参与运行的发动机在其经济区内工 作,同时又可减少运行机的数量,提高了推进装置运行灵活和可靠性。 但是,其传动装置和控制系统比较复杂。 该推进装置组成:一般有一台燃气轮机,二台柴油机,二部可调 桨和传动装置;有二台燃气轮机、一台柴油机、二部可调桨和传动装 置;有一台燃气轮机、一台柴油机、二部可调桨和传动装置。
杰拉德· R· 福特级航空母舰正式定名之前,原本被称为CVN 21 未来航母计划。 福特级预计最快会在2015年时开始服役,并规划在2058年之前 建造10艘同级舰,取代尼米兹级成为美国海军舰队的新骨干。
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上节课要点
5.2 核反应堆
5.3 核动力装置
5.4 核安全
1986年苏联切尔诺贝利核电站
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第五章 船舶核动力装置
西班牙 护卫舰
5802
28.5
4500/18
4
驱逐舰 KDX-1 韩国 KDX-2 KDX-3
3900
双轴可调桨
29 4000/18 同上 同上 3 3
4800 7/9000
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6.1.2 联合动力装置的分类和应用
国家 意大利 法国 舰型 防空 护卫舰 排水量 7000 主尺度 150×20 ×4.8 146.7×18.6 ×4.9 航速 28 续航力 推进装置 2×LM2500 2×柴油机 双轴可调桨 28.5 30 长101.7 长110 32 27 32 4500/18 3500/17 4000 4500/18 2×LM2500(17.5MW) 艘数 2 2 2
排水量:5440吨(标准);6850吨(满载) 主尺寸:长158.65米,水线长153.9米,宽16.4米,吃水6.28米。 动力:采用蒸—燃联合动力装置,2台蒸汽轮机,功率30000马力;4台燃汽轮 机,功率30000马力。双轴。 航速:31.5节 续航力:3040海里/28节。
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6.1.2 联合动力装置的分类和应用
COGAG与COGOG系统相比,其好处是:COGAG模式下驱动齿轮箱 具有并车和分车的功能,能满足任意一台动力装置投入或退出工 作。具有更多的工作工况可供选择。在高航速时还可以将巡航燃 机的功率并入,驱动螺旋桨以提高航速,并没有将巡航燃机“闲 置”。并且COGAG系统通常采用的都是同型燃机,供油单一,备件 通用,便于维护。
2、柴燃联合动力装置(CODAG或CODOG) CODOG--柴燃交替使用 CODOG装置选用经济性较好的柴油机巡航,以满足巡航工况 油耗低的要求,在相同载油量的情况下可提高续航力。 选用重量轻、功率大的燃气轮机加速,以满足舰船在高航速 航行时的功率要求。 由于柴油机巡航弥补了大功率燃气轮机在低负荷油耗高的缺 点,所以过去的一部分和今后有些舰船还会选用。
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第五章 船舶核动力装置
5.4核安全
福岛核电站是目前世界世界最大的核电站,由福岛一站、福岛二
站组成,共 10台机组(一站6 台,二站4 台),均为沸水堆。2011年3 月12日受地震影响,福岛第一核电站的放射性物质泄漏到外部。
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第五章 船舶核动力装置
5.4核安全
二、安全性 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;
第四道屏障---安全壳 反应堆厂房是一个高大的预应力 钢筋混凝土构筑物,壁厚近1米,内表 面加有6毫米厚的钢衬,防止放射性进 入环境。
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第五章 船舶核动力装置
5.4核安全
(四)纵深防御 包括以下三道防线: 第一道防线 主要考虑对事故的预防,它要求核动力装置必须按严格的质 量标准和质量保证措施进行设计,制造和运行。 第二道防线 防止运行中出现的偏差发展成事故。 第三道防线 控制假想事故引起的后果,尽可能使污染限制在允许的水平 。
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。
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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第五章 船舶核动力装置
5.4核安全
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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6.1.2 联合动力装置的分类和应用
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6.1.2 联合动力装置的分类和应用
国家 荷兰 舰型 防空 护卫舰 排水量 6048 主尺度 144.2×18.8 ×5.2 146.7×18.6 ×4.9 135.4×14.2 ×4.2 154.5×16.9 ×4.3 航速 28 续航力 5000/18 推进装置 2×SMIC(20MW) 2×柴油机(5MW) 双轴可调桨 2×LM2500(17.5MW) 2×Caterpillar(4.5MW) 2×LM2500(17.5MW) 30 2×柴油机 3 4 艘数
放深地层处置中心处置。
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第五章 船舶核动力装置
5.4核安全
(二)辐射防护措施 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。
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。
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