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

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《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
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《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
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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
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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》

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
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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
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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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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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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

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

船舶核动力装置

美国核动力航空母舰
总结词
美国是全球最大的核动力航空母舰拥有国，这些航母具备强大的作战能力和长期续航能力。
详细描述
美国拥有多艘核动力航空母舰，这些航母采用核反应堆技术，为航母提供几乎无限的航程和长期稳定的动力。核动力航空母舰具备强大的舰载机起降能力和作战能力，是美国海军的重要战略资产。这些航母在多次军事行动中发挥了关键作用，包括打击恐怖主义、
该系统包括了核燃料组件、燃料存储设施、燃料处理设备和废物处理设施等部分。
核燃料循环系统的设计需考虑核燃料的经济性、安全性和环保要求。
冷却系统
冷却系统负责将反应堆产生的热量带走并排放到环境中，以维持反应堆的正常运行温度。
冷却系统通常采用液态金属、水或气体等作为冷却剂，将热量传递到散热器或冷凝器中排放。
安全风险
核能技术虽然相对成熟，但仍存在一定的安全风险，如核事故、辐射泄漏等，需要采取严格的安全措施来确保人员和环境的安全。
风险与挑战
技术成熟度与可靠性
船舶核动力装置技术需要经过长时间的实际运行验证，以确保其成熟度和可靠性。
国际合作与互操作性问题
由于涉及核能技术，船舶核动力装置的国际合作和互操作性成为一个重要问题，需要各国政府和国际组织之间的合作与协调。
核动力装置能够提供持续、稳定的能源输出，与传统的柴油或燃气发动机相比，能源利用效率更高。
长续航能力
由于核燃料能量密度高，船舶核动力装置能够提供较长的续航里程，减少补给次数。
减少对化石燃料的依赖
船舶核动力装置可以大幅减少对石油、天然气等化石燃料的依赖，从而降低温室气体排放。
环保性
核动力装置产生的废物量相对较少，且长期来看，核废料的处理和处置问题得到妥善解决后，船舶核动力装置的环境友好性将更加明显。

核动力装置

船舶核动力装置一、背景：1955年4月，世界上第一艘核动力船舶——美国核潜艇“舡鱼“号正式编队下水服役。

为了建造者艘核潜艇的动力装置，美国提前5年在艾德华州兴建了陆上模式堆，这就是世界上第一个核动力装置。

从那时起到现在的近50年时间里，世界上先后有近十个国家的约470多艘采用核动力推进的潜艇、水面舰艇、客货商船、矿砂船、破冰船等相继游弋在宽阔的海洋上了。

事实充分说明，船舶在使用核动力装置以后，船舶推进能源就又进入了一个崭新的阶段。

可以肯定，随着核能事业的发展，大规模建造核动力舰船，将会成为有关各国造船业今后十分关注的发展方向。

过去的两个多世纪，由于人类掌握了利用煤、石油等化石燃料产生动力的技术，使人们摆脱了单纯依靠人力、畜力进行劳动的困境，推动了社会生产突飞猛进的发展。

与有限的化学能源相比较，核能将会成为人类的一个全新的、蕴藏量更为丰富的动力资源，它必将有力地推动社会生产力的发展。

二、基本介绍：核动力装置以原子核裂变能作为产生推进动力的能源。

它包括核反应堆、为产生功率推动船舶前进所必需的有关设备以及为提供装置正常运行，保证对人员健康和安全不会造成特别危害的那些结构、系统和部件。

船舶核动力装置是以反应堆代替普通燃料来产生蒸汽的汽轮机装置。

它可以作为船舶的一种主动力装置。

核动力装置功率大，一次装填核燃料可以用上好几年。

装备核动力装置的舰船，几乎有无限的续航力。

所以核动力装置主要用于大型军舰和潜艇。

三、基本原理：核燃料在核动力装置的反应堆中产生裂变反应，释放巨大能量，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。

基于中子引起这种反应后又产生更多的新中子，在一定的条件下，新中子又可能去轰击另一个可裂变的原子核，使之又分裂为两个次级裂变产物的部分，又再放出大量的能量和两到三个新中子；同样条件下，新中子又可能去轰击另外的又一个可裂变的原子核而连续不断地把这种裂变反应持续下去，连续不断地释放出能量。

《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
ONE
KEEP VIEW
《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

船舶核动力装置PPT

冷却系统的性能对船舶核动力装置的运行效率和安全性具有重要影响。
辅助系统
辅助系统包括化学处理系统、净化系统、给水系统、润滑油系统、压缩空气系统等，用于支持船舶核动力装置的正常运行和保障安全。
辅助系统的正常运行对船舶核动力装置的整体性能和安全性具有重要影响。
03 船舶核动力装置的安全与防护
船舶核动力装置
目录
CONTENTS
• 船舶核动力装置概述 • 船舶核动力装置的组成 • 船舶核动力装置的安全与防护 • 船舶核动力装置的应用与前景 • 船舶核动力装置的挑战与解决方案
01 船舶核动力装置概述
定义与特点
定义
船舶核动力装置是一种利用核能作为能源，通过核反应产生热能，再转换为机械能以驱动船舶航行的装置。
历史与发展
早期研究
技术进步
20世纪50年代，美国和苏联开始研究核动力装置在船舶上的应用。
随着科技的发展，船舶核动力装置在安全性、可靠性和经济性等方面不断取得进步，未来有望在更多类型船舶上得到应用。
实际应用
1954年，苏联建成世界上第一艘核动力潜艇“K-3”号；1961年，美国建成世界上第一艘核动力航空母舰“企业”号。
公众接受度问题
安全担忧
部分公众对核能的安全性存在疑虑，对核动力船舶可能产生抵触心理，影响项目的社会接受度。
环境影响
核动力装置产生的放射性物质可能对环境产生影响，引发公众关注和担忧。
社会舆论压力
在环保意识日益增强的背景下，核动力船舶可能面临较大的社会舆论压力和抵制。
国际合作与法规
国际核能监管差异
民用船舶
破冰船
核动力破冰船能够在极地地区进行破冰作业，为极地科考、资源开发和航道开辟提供支持。

知识点2船舶动力装置的类型.

项目一船舶动力装置(marine power equipment)概述任务一船舶动力装置的组成、类型和发展 1 船舶动力装置的组成 2 船舶动力装置的类型 3 船舶动力装置的发展趋势
二、船舶动力装置的类型
1 2 3
蒸汽动力装置
燃气动力装置
核动力装置
1、蒸汽动力装置

往复式蒸汽机优点；结构简单、运转可靠、管理方便及噪声小缺点：经济性差、体积和重量大

燃气轮机动力装置优点：单位功率的重量尺寸较小、机组功率也较大、良好的机动性、启动时间短缺点：自身不能反转须设置专门的变向设备、必须借助其它启动机械启动、叶片材料价格昂贵、甲板上有较大的管道通过切口，影响船体强度、燃油消耗率较高
3、核动力装置

优点；少量的核燃料释放出巨大的能量故航行距离很远、可在有限的舱室空间内发出巨大的能量、不需要进排气装置缺点：重量尺寸较大、操纵管理检查系统比较复杂、造价昂贵

汽轮机优点：单机功率大、振动小、噪声低、工作可靠、可使用劣质燃油，滑油消耗率低。缺点：装置的总重量和尺寸大、燃油消耗大、装置效率低、机动性差、备车时间和变工况时间较长。
2、燃气动力装置

柴油机动力装置优点；具有较高的经济性、重量轻、具有良好的机动性缺点：单机组功率受到限制、噪声和振动较大、中、高速柴油机的运转部件磨损较严重、低转速时稳定性差、过载能力也较差

船舶动力装置控制技术发展

排放控制技术的应用
随着环保意识的提高，船舶动力装置控制技术正朝着降低排放方向发展，例如采用排放控制技术降低柴油机尾气中的污染物含量。
新能源技术的应用
新能源技术如太阳能、风能等在船舶动力装置控制领域的应用逐渐增多，有助于减少传统能源的消耗和环境污染。
04 船舶动力装置控制技术的发展挑战与对策
技术创新挑战与对策
船舶动力装置控制技术的未来研究方向
智能化控制
01
利用人工智能、机器学习等技术，实现船舶动力装置的自主决
策和优化控制，提高船舶运行的效率和安全性。
新能源应用
02
研究新能源在船舶动力装置中的应用，如燃料电池、太阳能、
风能等，降低船舶对传统能源的依赖，减少环境污染。
健康监测与故障诊断
03
通过实时监测和数据分析，实现对船舶动力装置的故障预测和
03 船舶动力装置控制技术的发展趋势
船舶动力装置控制技术的智能化发展
智能化控制系统的应用
船舶动力装置控制技术正朝着智能化方向发展，通过应用先进的传感器、控制器和算法，实现对船舶动力装置的实时监测、控制和优化。
人工智能技术的应用
人工智能技术在船舶动力装置控制领域的应用逐渐增多，例如利用机器学习算法对船舶运行数据进行学习，实现对动力装置的智能调节和控制。
船舶动力装置控制技术发展
目录
• 船舶动力装置概述 • 船舶动力装置控制技术现状 • 船舶动力装置控制技术的发展趋势 • 船舶动力装置控制技术的发展挑战与对策 • 船舶动力装置控制技术的前沿研究
01 船舶动力装置概述
船舶动力装置的定义
01
船舶动力装置是指为船舶提供推进动力，满足船舶航行、作业、停泊等所需的各种设备与设施的综合体。

[学习]二回路系统D-核动力装置

海水送入海水蒸发器，通过上部喷嘴均匀喷入传热管内。
横管喷淋膜式蒸发器：传热管束为水平布置，海水泵将海水送至管束上面的喷嘴，从上向下喷淋的海水在传热管外表面形成薄膜状态向下流动，加热蒸汽在传热管内冷凝放热，使传热管外侧的海水蒸发产生蒸汽。这种蒸发器的传
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《核动力装置》
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（1）多级闪蒸
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《核动力装置》
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图4-50 多级闪发造水装置的温度分布
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《核动力装置》
造水比＝？
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图4-51 闪发型造水装置
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《核动力装置》
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薄膜蒸发式造水装置
海水在传热管间呈薄膜状流动，传热系数较高，因此传热面积小、造水装置结构紧凑；
立管降膜式海水用泵从上部喷入加热管内，在管内成膜，蒸汽在管外加热。
➢ 为了获得必要的淡化速率，实际操作压力大于5.5MPa，操作压力与海水渗透压力之差，即为过程的推动力
➢ 反渗透过程必须具备两个条件
➢ 高选择性和高渗透性的半透膜； ➢ 运行压力高于海水的渗透压。
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《核动力装置》
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图4-42 反渗透原理
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《核动力装置》
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图4-43 反渗透原理示意图
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复习
循环水系统的功用是什么? 自流式循环水系统有什么特点? 循环水系统的流量调节方式有哪些? 润滑油系统的功用是什么? 润滑油系统的设计要求是什么?
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《核动力装置》
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一、反渗透法
➢ 在压力驱动下，淡水通过半透膜进入膜的低压侧，水中的其他组分被阻挡在膜的高压侧并随浓缩水排出，从而达到有效分离的作用

核动力装置-船舶标准网

、[定义]：装置以原子核的裂变所产生的巨大能量通过工质（蒸汽或燃气）推动汽轮机或燃气轮机工作的一种装置。

其工作原理是：核反应堆将核能转化为热能，再利用冷却剂将热能输出堆芯，冷却剂携带的热量通过蒸汽发生器传递给二回路工质，工质受热形成蒸汽，蒸汽进入透平作功，带动螺旋桨转动。

舰艇核动力装置技术是指在舰艇核动力装置的建造、使用中所应用的技术。

[国外概况] 自1954年第一艘核动力潜艇问世以来，核动力装置技术获得了迅猛的发展。

目前，除核潜艇外，现役的核动力舰艇还有巡洋舰、驱逐舰和航空母舰，这些核动力舰艇主要集中在美国和俄罗斯。

一、舰艇核动力装置的优点1、核动力装置使核潜艇能在水下长期连续航行。

核动力装置以核能为能源，核裂变时不需要空气，因此核潜艇能在水下长期连续航行，其隐蔽性远远超过常规动力潜艇。

2、续航力不受限制。

核反应堆一次装料，可运行几年甚至几十年，如美国正在建造的"弗吉尼亚"级潜艇上使用的S9G反应堆，其寿命可达33年。

从而使核潜艇具有"无限"的续航力。

3、大功率。

现在已运行的舰艇动力反应堆，单堆功率在30~300兆瓦（MW）之间，有的核动力舰艇（如航空母舰）装有多个反应堆，强大的动力使得这些庞然大物能以20~50节的高航速航行。

二、国外舰艇核动力装置的应用概况目前，国外有美国、俄罗斯、英国和法国拥有了核动力潜艇，美国和法国拥有核动力航母，美国和俄罗斯拥有核动力巡洋舰。

表一给出了国外舰艇核动力装置的数量。

1、美国核动力装置的情况美国的舰艇核动力，基本上是在西屋公司和通用电气公司两大企业之间的竞争中发展的。

西屋公司设计和建造的是SW系列，包括一座陆上模式堆S1W，及S2W、S3W、S4W、S5W、S5Wa、S5W-Ⅱ、S6W等装艇堆。

通用电气公司设计和建造的是SG系列，包括S1G、S3G（双堆）、S5G、S7G、S8G六座陆上模式堆和S2G、S4G、S5G、S6G、S8G、S9G等装艇堆。

船舶动力装置概述

轴系和推进器的维护和保养对于保证船舶的正常运行至关重要。
辅助机械与设备
辅助机械与设备是指为满足船舶运行、操作和管理需求的各种设备和系统。
辅助机械与设备的性能和维护状况对船舶的安全和运营效率有重要影响。
常见的辅助机械与设备包括发电机、锅炉、泵、舵机等。
合理配置和管理辅助机械与设备是船舶运营管理的关键环节。
VS
自动化操作
船舶动力装置将逐步实现自动化操作，通过自动化控制系统和智能传感器等技术，实现对船舶动力装置的自动控制和智能调节。这将有助于提高船舶动力装置的操作效率和能效，减轻船员的工作负担，提升船舶行业的生产效率和竞争力。
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03 船舶动力装置的主要部件
主机
01
主机是船舶动力装置的核心部分，负责提供推进船舶所需的动力。
02
主机一般为柴油机或蒸汽轮机，根据船舶类型和需求选择。
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主机的功率和转速对船舶的航速和性能有直接影响。
04
主机的维护和保养对于保证船舶的正常运行至关重要。
传动设备
01
02
03
04
传动设备负责将主机的动力传递到推进器，实现船舶的推进
大型船舶和火力发电等领域。
核动力工作原理
核动力是利用核反应释放出的能量转化为机械能或电能的一种动力装置。
核动力具有能量密度高、不依赖化石燃料等优点，但存在放射性污染和核废料处理等问题，因此应用受到一定限制。
核反应堆中的核燃料通过链式反应产生大量热能，通过蒸汽发生器将热能转化为蒸汽，进而驱动汽轮机或发电机工作。
船舶动力装置概述
目录
• 船舶动力装置的定义与分类 • 船舶动力装置的工作原理 • 船舶动力装置的主要部件 • 船舶动力装置的维护与管理 • 船舶动力装置的发展趋势与未来展望

船舶动力装置概论..课件

燃气轮机的主要部件
压气机
压气机是燃气轮机的重要组成部分，它的作用是吸入空气并将其紧缩到高压状态，为燃烧提供足够的氧气。
涡轮
涡轮是燃气轮机的另一个重要部件，它由一系列旋转的叶片组成，能够将高温高压气体的能量转化为机械能。
燃烧室
燃烧室是燃气轮机中用于燃料和空气混合并燃烧的部件，它能够产生高温高压气体。
高。
随着环保要求的提高，船舶动力装置正朝着更加高效、环保的方向发展，如使用LNG燃料、开发
电力推动系统等。
未来船舶动力装置将更加重视智能化、自动化和节能化，以适应日益严格的环保要求和降低运营
成本。
02
船舶柴油机
柴油机工作原理
柴油机工作原理
柴油机是一种热力发动机，通过燃烧柴油产生高温高压气体，推动活塞运动，进而转化为机械能
船舶动力装置概论课件
目录 Contents
• 船舶动力装置概述 • 船舶柴油机 • 船舶蒸汽轮机 • 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
01
船舶动力装置是指为船舶提供推动动力的整套设备，包括发动机、传动设备、推动器等。
02
船舶动力装置是船舶的心脏，为船舶提供航行、作业和发电所需的动力。
曲轴
曲轴是柴油机的输出轴，将活塞的往复运动转化为旋转运动
，输出机械能。
喷油器
喷油器是柴油机的重要部件，用于将柴油喷入气缸，与空气
混合后燃烧。
涡轮增压器
涡轮增压器用于提高进气压力，增加柴油机功率和效率。
柴油机的类型和应用
轻型柴油机
轻型柴油机主要用于船舶辅助机械，如发电机

船舶动力装置概述

第一节船舶动力装置的组成、类型和发展一、船舶动力装置的组成现在的船舶动力装置主要由推进装置、辅助装置、管路系统、甲板机械、防污染设备和自动化设备等六部分组成;1．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桨,推动船舶并保证一定航速航行的设备;它是船舶动力装置中最重要的组成部分,包括：1主机;主机是指提供推动船舶航行动力的机械;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、反向或减振的目的;其设备包括离合器、减速齿轮箱和联轴器等;3轴系;轴系是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;它包括螺旋桨、喷水推进器、电磁推进器等;2．辅助装置辅助装置是指提供除推进船舶运动所需能量以外,用以保证船舶航行和生活需要的其他各种能量的设备;主要包括：1船舶电站;2辅锅炉装置;3压缩空气系统;3．管路系统管路系统是用来连接各种机械设备,并输送相关流体的管系;由各种阀件、管路、泵、滤器、热交换器等组成,它包括：1动力系统;为推进装置和辅助装置服务的管路系统;主要包括燃油系统、滑油系统、海淡水冷却系统、蒸汽系统和压缩空气系统等;2辅助系统;为船舶平衡、稳性、人员生活和安全服务的管路系统;主要包括压载系统、舱底水系统、消防系统、日用海/淡水系统、通风系统、空调系统和冷藏系统等;4．甲板机械为保证船舶航向、停泊、装卸货物所设置的机械设备;它主要包括：舵机、锚机、绞缆机、起货机、开/管舱盖机械、吊艇机及舷梯升降机等;5．防污染设备用来处理船上的含油污水、生活污水、油泥及各种垃圾的设备;它包括油水分离装置附设有排油监控设备、生活污水处理装置及焚烧炉等;6．自动化设备为改善船员工作条件、减轻劳动强度和维护工作量、提高工作效率以及减少人为操作失误所设置的设备;主要包括：遥控、自动调节、监控、报警和参数自动打印等设备;二、船舶动力装置的类型1．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和汽轮机两种;汽轮机推进装置的优点：1由于汽轮机工作过程的连续性有利于采用高速工质和高转速的工作轮,因此单机功率比活塞式发动机大;2汽轮机叶轮转速稳定,无周期性扰动力,因此机组振动小、噪声低;3磨损部件少,工作可靠性大;4可使用劣质燃油,滑油消耗率也很低;汽轮机推进装置的缺点：1装置的总重量、尺寸大;2燃油消耗大,装置效率较低,额定经济性仅为柴油机装置的1/2-2/3；在相同的燃油储备的情况下续航力降低;3机动性差,备车时间长;2．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,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如下优点：（1）具有较高的经济性;（2）重量轻;（3）具有良好的机动性,操作简单、启动方便、正倒车迅速;柴油机动力装置也存在如下缺点：1由于柴油机的尺寸和重量按功率比例增长快,因此单机组功率受到限制;2工作时噪声和振动较大;3中、高速柴油机的运转部件磨损较严重;4传统的柴油机在低速时稳定性差,因此不能有较低的最低稳定转速,影响船舶的低速航行性能;另外,柴油机的过载能力也较差;2燃气轮机动力装置燃气轮机动力装置有如下优点：（1）单位功率的重量尺寸较小,机组功率也较大;（2）良好的机动性,从冷态起动至全负荷时间仅需几分钟的时间;燃气轮机动力装置也有如下缺点：1燃气轮机自身不能反转,如果作为主机,倒车时必须设置专门的变向设备;2必须借助于电机或其他起动机械起动;3由于燃气的高温作用,使叶片工作可靠性较差,寿命短;4由于燃气轮机工作时空气流量大,因此进、排气管道尺寸较大,舱内布置困难,甲班上有较大的管道通过切口,影响船体强度;5燃油消耗率较高;3．核动力装置核动力装置是以原子核的裂变反应所产生的巨大能量,通过工质蒸汽或燃气推动汽轮机或燃气轮机工作的一种装置;核动力装置有如下优点：1核动力装置以少量的核燃料能释放出巨大的能量,这就可以保证船舶以较高的航速航行很远的距离;2核动力装置在限定的舱室空间内所能供给的能量,比一般其他型式的动力装置要大很多;3核动力装置的最大特点是不消耗空气而获得能量,这就不需要进、排气装置;核动力装置的缺点：1核动力装置的重量、尺寸较大;2核动力装置的操纵管理、检查系统比较复杂;3核动力装置的造价昂贵;三、柴油机动力装置发展趋势及管理重心的变化1．船舶动力装置发展的趋势1柴油机动力装置继续占主导地位,并在不断发展1大型低速机向两极发展,即开发多缸、大缸径和少缸、小缸径的机型,以适应大型、超大型船舶和小型船舶;2大功率中速柴油机仍然是大型客船、滚装客船、滚装船的推进动力装置的首选;3船舶柴油机的控制技术向电子化、智能化方向发展;4双燃料发动机用于特种船舶推进装置的前景可观;LNG船的动力装置基本上是蒸汽轮机,蒸汽轮机输出功率大、排出废气少、维护量少、可靠性高,但是蒸汽轮机的热效率低、燃油消耗率高;近年来,各种替代方案应运而生,例如天然气—燃油的双燃料二冲程和四冲程发动机的诞生等;与常规动力装置相比,双燃料发动机最大限度地利用了气体燃料,大大降低了燃油消耗节约燃料20％～30％,同时,双燃料发动机的NOX 排放量只相当于普通柴油机的1/10,,CO2的排放也相当低;双燃料发动机是LNG船主机的首选;目前主要机型有瓦锡兰公司生产的Wartsila的DF系列双燃料发动机、MAN B&W公司生产的ME-GI及四冲程双燃料发动机;随着人们对不污染海洋环境和大气的“绿色船舶”的期望,世界上众多的科研部门正在努力,以期减少柴油机动力装置的排放污染;2大型豪华旅游船的建造促进了电力推进系统的发展;电力推进系统是通过电子变频技术,采用简单的交流电动机带动定螺距螺旋桨,根据需要从零到满负荷自由选择转速,以满足机动性和操纵性的要求;电力推进系统的优点：①可省去中间轴及轴承,机舱布置灵活;②可选用中高速柴油机,可使螺旋桨的转速得到均匀、大范围的调节;③倒车功率大,操纵容易,倒航迅速,船舶机动性提高;④主电机对外界负荷变化适应性好,甚至可短时堵转;3高速船的发展为燃气轮机动力装置带来了生机;由于燃气机在单位功率重量和尺寸方面的优势,加上其优良的加速性能、可靠性、振动小和低的NOX排放量等优点,被高速客船等采用;与柴油机相比,燃气轮机的不足之处主要是其较低的经济性;因此在作为推进动力时经常配备柴油机,而利用燃气轮机具有良好的起动性能用于加速工况,配上柴油机组成联合动力装置克服低工况油耗高的缺点,是高速船较合适的动力装置;实践表明燃气轮机机组可靠性达％,热效率已达39％,加上其特有的NOX排放量低的优势,因此特别适合渡轮的使用要求;4推进装置一改以往单一供货方式而成套供货方式发展;5环境保护要求更安全、更低排放的船舶动力装置;1安全要求动力装置的冗裕配置;除将化学品船、液化气体船、油船等设计成双壳船体,还应采用冗裕配置推进装置及舵系,或设置应急动力装置,可保证主推进一旦失效,船舶仍能在恶劣海况下以6kn航速前进;最常见的方式是轴带发电机,当需要时主机与齿轮箱脱开,轴带发电机转为电动机,以发电机的电力带动螺旋桨实现船舶应急推进;更进一步的发展,是双套主推进系统;2低排放的船舶动力装置人类对保护环境质量要求的日益严格,使船用柴油机废气排放对大气污染的影响亦受到了密切的关注;根据MARPOL73/78公约附则Ⅵ对功率大于130KW的柴油机NOX的排放的规定,现今的智能柴油机通过控制燃烧,能够满足低排放和经济性的要求,此外,燃烧良好还可减少颗粒物排放;在低排放方面,电力推进及燃气轮机更具有优势;2．轮机管理重心的变化由于船舶自动化程度大幅度提高,计算机技术迅速发展,与20世纪的船舶相比较,轮机管理工作的重心发生了根本性的改变,因此,对轮机管理人员提出了更高的要求,其重点体现在以下几个方面：1对轮机设备的检修方面;由于对船舶设备的工况检测仪器、仪表、故障诊断方法的日益完善,设备的维护、检修将从定时、定期模式向视情模式发展;2对船机设备的使用方面;由于船机设备的自动控制、自动故障监测的广泛使用,设备的使用管理已由传统的“管机为主”、“管电为辅”向“机电综合管理”方向发展;3对轮机人员的业务要求方面;要求轮机人员不但有精湛的船机方面的知识,还要加强掌握船电方面专业知识和自动化方面的知识,这对于在现代化船舶上担任轮机管理工作的轮机人员显得尤为重要;4对轮机人员的业务培训方面;要加强轮机人员的业务培训工作,使轮机人员尽快掌握和更新机电一体化方面的新技术和相关知识;5对机电设备故障远程诊断方面;要加强专家故障诊断系统的建设和完善;6对机舱的资源更要加强管理;包括人力资源和设备等,使得机舱的资源能够充分发挥各自应有的作用;第二节船舶动力装置的要求及性能指标一、对动力装置的要求对船舶动力装置的要求,主要包括可靠性、经济性、机动性、重量和尺度、续航力、生命力等相关指标;1．可靠性影响可靠性的因素主要有三个方面：设计制造包括修复的质量、安装工艺的水平、使用管理技术能力;使用管理技术能力对可靠性的影响表现在：严格按照造船规范建造是取得可靠性的先决条件；备件的数量和保管是提高可靠性的有力保障；管理人员的业务能力是影响可靠性的重要因素;2．经济性船舶在营运中,船舶动力装置的维护费用占船舶总费用的比例很大,现在已超过50％;为了提高船舶的营运效益,必须尽量提高动力装置的经济性;3．机动性机动性是指改变船舶运行状态的灵敏性,它是船舶安全航行的重要保证;船舶起动、变速、倒航和回转性能是船舶机动性能的主要体现,而机动性取决于动力装置的机动性,动力装置的机动性由以下几个指标来体现;1起航时间从接到起航命令开始,经过暖机、备车和冲试车,使发动机达到随时可用状态的时间;这段时间越短的船舶其机动性越好;2发动机由起动开始至达到全功率的时间这是加速性能的指标,这段时间的长短主要取决于发动机的型式、船体形状、螺旋桨形式、吃水及外界阻力大小等因素;影响发动机加速的因素是它的运动部件的质量惯性和受热部件的热惯性,热惯性更为突出,中速机优于低速机;船舶本身的阻力大小对发动机的加速性能也有很大的影响,由于调距桨对外界条件有很好的适应性,它的加速性能明显好于定距桨;3发动机换向时间和可能的换向次数发动机换向所需的时间是指主机在最低稳定转速时,由发出换向指令到主机以相反方向开始工作所需的时间;换向时间越短,发动机的机动性越好;主机换向时间不得大于15s;4船舶由全速前进变为倒航所需时间滑行距离这是体现主机紧急倒车性能的指标;由于船舶惯性大,由全速前进变为后退所需的时间,总是大大超过发动机换向所需的时间;船舶开始倒航前滑行的距离主要取决于船舶的装载量、航速、主机的起动换向性能、空气瓶空气压力和主机倒车功率;5发动机的最低稳定转速和转速禁区在多缸柴油机中,由于各缸喷油泵柱塞偶件、喷油器针阀偶件的间隙和喷孔孔径间的差别,以及一般油量调节杆安装间隙的不同,使得船用主柴油机在低转速低负荷运转时,各缸供油量显着不均;严重时个别缸不能发火而使转速不稳,甚至自动停车;因而船用主柴油机都有一个使各缸都能够均匀发火的最低转速,称最低工作稳定转速;船用主柴油机尤其是直接驱动螺旋桨的主柴油机的最低稳定转速直接影响船舶微速航行性能;一般低速柴油机的最低稳定转速不高于标定转速的30%,中速机不高于40%,高速机不高于45%;在主机使用转速范围内如果存在引起船舶或轴系共振的临界转速,则应规定为转速禁区,并以红色在主机转速表上标示;在主机使用转速范围内,转速禁区越窄越好;4．重量和尺度5．续航力续航力是指船舶在加足航行所需物资燃油、滑油、淡水等,主要指燃油后所能航行的最大距离或最长时间;它是根据船舶的用途和航区确定的;续航力不但和动力装置的经济性、物资储备量有关,也和航速有很大关系;6．生命力生命力是指船舶在船机发生故障的情况下最大限度地维持工作的能力;二、船舶动力装置的基本性能指标动力装置的基本特性指标是指技术指标、经济指标和性能指标;这些指标是我们对船舶进行选型、设计和判断性能优劣的重要依据;1．船舶动力装置的技术指标技术指标指标识动装置的技术性能和结构特性的参数;它主要指下列几个指标：1功率指标功率指标表示船舶做功的能力;为了保证船舶具有一定的航速,就要求推进装置提供足够的功率;动力装置的功率是按船舶的最大航速确定的;在船舶以一定的航速前进时,螺旋桨产生的推力,必须克服船体对水和风的阻力,这些阻力取决于船舶线型、尺寸、航行速度,以及风浪大小和航道深浅等;1船舶有效功率PR船舶有效功率PR 指推进船舶航行所需功率;运行阻力RN,船舶的航行速度vsm/s,则有效功率P R = R×vs×1/1000 KWP R 常称为拖曳功率,可以从船模或实船的静水试验中得出;阻力R,相当于速度vs拖动船模或实船时绳索上的拖曳力;2主机的输出功率主机的输出功率即主机的制动功率或主机的有效功率;如果考虑了推进轴系的传动损失,主机的供给功率实际上就是主机的额定功率;新船设计时,估算船舶的有效功率PR可用“海军常数法”进行估算;3相对功率相对功率就是对应于船舶每吨排水量所需的主机有效功率;Pr = Pe/ D kW/t D—船舶排水量,t2重量指标1主机的单位重量gm主机的单位重量g m 是指主机单位有效功率的重量,即g m = G m / P e kg/kW式中,G m —主机重量,kg ；P e ——主机有效功率,kW2动力装置的单位重量g z动力装置的单位重量g z 是指主机单位有效功率所需动力装置的重量,即g z = G z / P e kg/kW式中,G z —主机重量,kg ；P e ——主机有效功率,kW3主机的相对重量a m主机的相对重量a m 是指主机重量G m 与船舶排水量D 之比,即a m = G m / D kg/t式中,G m —主机重量,kg ； D —船舶满载排水量,t4动力装置的相对重量a z动力装置的相对重量a z 是指动力装置重量G z 与船舶满载排水量D 之比,即a z = G z / D kg/t式中,G z —主机重量,kg ； D —船舶满载排水量,t3尺寸指标对于不同船舶,机舱尺寸要求也不统一,为了表征机舱的面积和容积利用率,特引用面积饱和度和容积饱和度两个指标;（1）面积饱和度K s ：面积饱和度是指每平方米机舱面积所分配的主机有效功率,即K s = P e / S kW/㎡式中,P e —主机有效功率,kW ； S —机舱所占的面积,㎡2容积饱和度K v ：容积饱和度是指每立方米机舱容积所分配的主机有效功率,即K v = P e / V kW/m3式中,P e —主机有效功率,kW ； V —机舱所占的容积,m32．船舶动力装置的经济性指标船舶动力装置的经济指标常用六个指标表示;1动力装置的总效率动力装置的总效率主要由推进装置的热效率、柴油发电机组的热效率和燃油锅炉的热效率组成;1推进装置的热效率推进装置的热效率是指推进装置所产生的有效功的热当量与主机所消耗热量之比; 2柴油发电机组的热效率柴油发电机组的热效率是指柴油发电机组电功率的热当量与其所消耗热量之比; 3燃油辅助锅炉的热效率燃油辅助锅炉的热效率是指燃油辅助功率有效利用的热量与其所消耗热量之比;2柴油机的燃油消耗率g e柴油机的燃油消耗率是指在单位时间内柴油机额定功率所消耗的燃油量,即g e =G e /P e kg/式中,G e ——柴油机每小时燃油消耗量,kg/h; P e ——主机有效功率,kW3船舶主机日耗油量G e船舶主机日耗油量是指主机在24h 内的燃油消耗量4船舶日耗油量G D船舶日耗油量是指每24h全船主机、辅机、辅助锅炉的所消耗的燃油总量; 5船舶每海里燃油消耗率gn船舶每海里燃油消耗量指船舶航行每海里所消耗的燃油总量,即g n = GT/ vs= GTe+ GTg+ GTb+ GTo/ vst/n mileGT ——船舶每小时燃油消耗量,t/h；vs——航速；GTe、GTg、GTb、GTo——分别表示主机、发电柴油机、燃油辅助锅炉及焚烧炉等其他耗油设备每小时的耗油量,Kg/h一般情况下GTg 、GTb、GTo与航速无关;主机每海里燃油消耗gTe = Pe. ge/ vskg/n mileg Te 既与ge有关又与vs有关;这项经济指标与船舶营运管理水平和轮机管理水平密切相关;图1-2为主机燃料消耗率和每海里航程船舶燃料消耗量随船速变化的关系图;当船舶处于慢速航行时,虽然主机燃油消耗率ge 较高,但船舶每海里燃油消耗率gn较低；随着船速的增加,虽然ge 有所降低,但gn却明显增加;图中gn的最小值所对应的航速称为节能航速;图1-2 燃料消耗随航速变化关系图g e——燃油消耗率红线；g n——每海里燃油消耗率蓝线6船舶经济航速经济航速是指船舶营运时取得某种经济效果的航速,常用的经济航速有以下几种：节能航速、最低营运费用航速和最大盈利航速;1节能航速节能航速是指每小时燃油消耗量最低时的静水航速,它常由主机按推进特性运行时能维持正常工作的最低稳定转速所决定;营运船舶在实现减速航行时,主机所输出的功率大大减少,其每海里燃油消耗率大幅度降低;但航速降低后,营运时间被延长,运输的周转量也少了,故当船舶须实现减速航行时,尚应结合企业的货源、运力及完成运输周转量的情况综合考虑后再决策;2最低营运费用航速船舶航行1天的费用,主要由其固定费用折旧费、修理费、船员工资、港口驶费、管理费、利息、税金以及船舶停泊期间燃、润油费等和船舶航行时燃、润油费用构成;最低营运费用航速是指船舶每航行1n mile上述固定费用及航行费用最低时的航速,可供船舶及其动力装置的性能评价及选型用;在满足完成运输周转量的前提下,船舶按最低营运费用航行,其成本费最省,但它并未考虑停港时间及营运收入的影响,故不够全面;3最大盈利航速最大盈利航速是指指每天或船舶在营运期间能获得最大利益的航速;此航速的大小,往往与每海里或公里运费收入、停港天数及船舶每天付出的固定费用有关;一般在运费收入低、停港时间长、运距短、油价高的情况下,其最大盈利航速相对较小;第三节船舶动力装置的可靠性一．船舶的特殊性船舶动力装置的可靠性与船舶的特殊性密切相关;船舶的特殊性主要表现在：1船舶大部分时间在海上航行;2设备发生故障时,往往处于复杂的航区和严酷的气象条件,局部故障可能影响全局,甚至导致严重后果;3船舶动力装置的使用环境苛刻多变、运行时工作参数变化范围较大,随时能要船员进行操纵,有时还要求采取应急措施,因此对船员要求较高;4船用机械特别是主机制造台数少,而且母型机的试验难以在陆地上充分进行;5主机型式更新换代速度较快;6机器部件和元件以及它们的质量和功能各异,所需知识面较广;7现场数据主要由船员整理和提供;二、可靠性在船舶动力装置中的应用船舶的特殊性,不仅体现出动力装置可靠性的重要性,而且也说明动力装置的可靠性是个复杂的课题;它既与各组成设备的可靠性、维修性有关,也涉及到参与管理的人的因素,因此它和人机工程学、劳动管理学、心理学等领域交错在一起,使问题难以解决;三、船舶各种机械的故障统计1．动力装置中各种机械发生故障的比例在世界四大柴油机制造公司近几年的统计资料表明,在柴油机船上,主机故障占总故障数的比例达到四成,主机是动力装置中最重要的,但也是可靠性最薄弱的环节;在主机发生故障的原因中,约一半是由于材料质量不良和机件污损,前者是制造阶段的原因,后者是使用阶段的原因;所以从设计者到管理者,对主机可靠性都要给予足够的重视;2．柴油机部件的故障统计根据劳氏船级社、中国远洋运输总公司、日本相关机构等相关机构对船舶主机故障统计表明,低速柴油机发生故障最多的部件是活塞、气缸盖和十字头轴承;中速柴油机包括柴油发电机中曲轴及其轴承故障比较突出;这些部件应作为可靠性技术中的重点问题给予研究,在运行管理中也应格外注意;第四节提高船舶动力装置可靠性的措施要保证和提高船舶动力装置的可靠性,首先在设计时就应满足可靠性要求,然后,在制造和工艺方面尽可能达到设计时规定的可靠度;只有这样在使用中才能体现出转子是否可靠;显然船舶动力装置的可靠性问题贯穿于整个设计、制造和工艺阶段以及全部运转期间;因此,我们可以把影响动力装置可靠性的因素分为设计、制造工艺和管理三个方面;下面我们将着重从管理与维修保养方面探讨如何提高动力装置的可靠性;一、提高管理水平一个产品工作是否可靠,除决定于出厂质量外,使用管理维护的好坏对其可靠性也有决定性影响;因此,管理人员的业务水平,对于保证船舶的可靠性具有头等重要的意义;统计表明,许多故障是由于船员采取了不正确的措施和违反技术操作规程所导致的;随着船舶的设备日趋复杂,对船员业务水平、熟练程度、操作技能、发现和排除故障等的能力要求越来越高,其完成任务的职责也在加强;业务水平高的船员,可以保证船舶技术设备的使用和维护的质量始终处于较好状态；能正确执行操作规程,充分做好设备起动前的准备工作,正确判断设备的技术状态和正确地确定负荷高低；还可以迅速发现和排除故障,用较短的时间完成维修工作;在拆装机械、更换零部件时,如果船员水平不高,则可能使部件遭受异常负荷和额外应力,从而导致故障次数增加;国内外的故障统计资料表明,人为故障所占比例越来越大;在人为原因造成的故障中,属于责任心不强工作不仔细、检查不及时和违章操作与属于管理水平低保养维护不良、指挥命令不当、判断错误、操作错误等所引发的几乎各占一半,而且低职船员的人为事故所占比例高于高职船员;这些事实说明了提高船员管理水平的重要性和迫切性,并应从职业道德教育和业务水平提高两方面去努力;二、提高维修质量维修是恢复和保证产品可靠性的一个重要措施;为了使产品发生故障后能很快修好,除了要求有先进的维修手段、熟练的维修人员之外,产品本身也应该有良好的可维修性;可维修性包括易拆卸性、可达性、可还原性、通用性、互换性、适检性等,因此维修时应着重考虑以下几个方面;1．对设备的维修要及时2．在有条件的情况下,鼓励船员对设备进行自修3．在厂修时要做好监修工作。

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