核动力装置概述A_核动力装置资料

23 March 2019
《核动力装置》
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1.动力装置分类
内燃机 动力装置 新能源 动力装置 船舶 动力装置 联合 动力装置 蒸汽轮机 动力装置 燃气轮机 动力装置
核动力装置
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海军国家水面舰艇动力装置

燃气轮机动力装置：45.5% 柴油机动力装置：20.1% 联合动力装置：16.8% 蒸汽动力装置：14% 核动力装置：3.6% 蒸汽动力装置
112舰使用的燃机→
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燃气轮机特点

优点

启动加速快； 全负荷时燃油消耗低； 振动噪声小； 结构紧凑、重量轻； 辅机及系统简单； 操纵方便、维修性好。
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燃气轮机特点

缺点

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柴油机特点

缺点

按功率比例重量和尺寸增加快，单机功率受限制； 运行时振动、噪声大； 中、高速柴油机的运动部件磨损较严重； 低转速时稳定性差，影响低速航行性能。
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燃气轮机

以连续流动的气体为工质，带动叶轮高速 旋转，将燃料的能量转变为有用功
MNPP-L01
核动力装置
Nuclear Power Plant
核科学与技术学院
（V2009.03.02）
［

教学内容
］
核动力装置概论 反应堆主冷却剂系统 一回路辅助系统 二回路系统 水质监督和水处理


核动力装置热力循环分析
核动力装置运行与控制 核动力装置动力学基础 核安全基础


汽轮机单机功率大，1200MW； 汽轮机叶轮转速稳定，没有 周期性作用力，机组振动、 噪声小； 磨损部件少，可靠性高； 油质要求低，滑油消耗小； 汽轮机结构简单、紧凑管理 使用方便。
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不足




系统复杂； 重量尺寸大； 附属设备多； 热效率低； 初投资大； 机动性差。
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［

教学要求
］
教学方式：课堂讲授＋课堂讨论＋作业
考核方式：闭卷考试 最终成绩：考试成绩60%＋课堂讨论20%＋作业20%

课堂讨论方式：互问互答
（1）教师提出问题，同学回答 （2）同学提出问题，其他同学回答

作业内容：
（1）系统设计 （2）热力分析
14.0%
核动力装置 3.6% 燃气轮机动力装置 45.5%
联合动力装置 16.8% 柴油机动力装置 20.1%
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蒸汽动力装置

由锅炉提供蒸汽 汽轮机将蒸汽的能量转换为机械功
▲凝汽式汽轮机
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蒸汽动力装置特点

优点
世界上第一艘核潜艇“鹦鹉螺”号 →

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船舶核动力装置的应用
攻击型核潜艇 潜艇核动力装置 弹道导弹核潜艇 船舶核动力装置
航空母舰 水面舰船 核动力装置
巡洋舰 驱逐舰 核商船
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装备核动力舰船的国家
国家
美国
俄罗斯
/苏联


1kg铀-235完全裂变
1kg标准煤完全燃烧 1L重油完全燃烧 1m3天然气完全燃烧
19,600,000,000kcal
7,000kcal 9,900kcal 9,800kcal
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［
1 系统的功用或作用

学习要点
］
为什么设置该系统？ 该系统在核动力装置中承担什么任务？ 系统中包括哪些主要设备？ 各设备如何组成一个完整系统？ 系统是如何实现其功能的？ 系统基本运行与控制原理
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2 系统的基本组成

3 系统的运行原理
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潜艇核动力装置示意图
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船用核动力装置发展历程

1954年1月，世界上第一艘核潜艇，也是美国海军第一艘 核动力舰艇 “鹦鹉螺”号下水
美国、苏联 / 俄罗斯、英国、 法国、中国已经建造了 470 多 艘核动力舰船，至2002年，世 界上仍然在役的核潜艇有 150 多艘
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柴油机

通过使燃料在机器内部燃烧，并将其放出的 热能直接转换为动力
船用大功率低速柴油机→
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柴油机特点

优点




热效率高、燃油消耗率低于蒸汽动力装置和燃气轮 机； 辅助设备和机械较少，布置简单，结构紧凑，装置 整体重量和尺寸较小； 具有良好的机动性，操作简单启动方便，正倒车转 换迅速； 易实现远距离操纵和自动控制。
英国
法国
中国
核潜艇
核Biblioteka Baidu艇
核潜艇
核潜艇
核潜艇
巡洋舰
巡洋舰
航空母舰
航空母舰 23 March 2019
破冰船 《核动力装置》 22
3.核能的特点
（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）核裂变过程伴随着大量放射性物质的产生
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（1）核燃料具有极高的能量密度
低负荷时燃料消耗高； 高温热源大、对环境温度敏感； 进排气尺寸大； 自身不能反转倒车； 造价高。
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2.船用核动力装置含义

将核燃料裂变产生的能量传输、分配并转换成推进船舶的 动力
核能
热能
热能
机械能
推进系统
电能 一回路
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动力设备
二回路
1.1 船舶动力装置主要类型及其特点
1.2 核动力装置的原理及组成
1.3 船舶核动力装置的技术经济指标 1.4 船舶核动力装置的发展趋势
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1.1 船舶动力装置主要类型及其特点
1. 船舶动力装置分类
2. 船用核动力装置含义
3. 核能的特点 4. 核能用作船舶动力的优越性

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［

教材以参考书
］
原子能出版社，
教材

《船舶核动力装置》 彭敏俊编著 2009

参考书


《船舶核动力装置原理与设计》 王兆祥等编 国防工业出版社，1980 《核能动力装置》 薛汉俊主编 原子能出版社， 1992
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1 核动力装置概述