船舶动力装置原理与设计
船舶动力装置的工作原理
船舶动力装置的工作原理
船舶动力装置的工作原理是将能源转化为机械能，使船舶能够行驶。
船舶动力装置由以下部分组成：
1. 主机：主要由柴油机或蒸汽轮机组成，通过提供动力来驱动船舶前进。
2. 船舶螺旋桨：将柴油机或蒸汽轮机输出的能量转化为推进力，使船舶前进。
3. 燃油系统：提供燃油，保障主机正常运行。
4. 冷却系统：使主机的运转温度维持在合适的范围内。
5. 润滑系统：对主机运转的各个部件进行润滑，减少磨损和摩擦力。
船舶动力装置的工作流程如下：
1. 燃油由燃油系统输送到柴油机或蒸汽轮机中，形成能源。
2. 能源被转化为机械能，由主机传递给船舶螺旋桨。
3. 船舶螺旋桨通过浸泡在水中的叶片运转，将机械能转化为推进力，推动船舶前进。
4. 冷却系统和润滑系统不断为主机提供保护，确保主机的正常运转。
总的来说，船舶动力装置的工作原理是将能源转化为机械能，通过船舶螺旋桨将机械能转化为推进力，驱动船舶前进。
同时，燃油系统、冷却系统和润滑系统起到配合作用，确保主机的运转和船舶的安全。
船舶动力装置原理与设计
船舶动力装置原理与设计船舶动力装置是指用于推进和驾驶船舶的装置，一般包括主机、辅机、燃油系统、冷却水系统、润滑系统等多个部分。
船舶动力装置的设计原理，要充分考虑船舶的使用环境、载重量、航线、运输要求等众多因素，以最大限度地提高船舶的性能和安全。
1.主机设计原理（1）机械效率和功率。
主机的机械效率和功率是主机设计的两个最重要的因素，需要根据船舶的工作状态来选择。
（2）操作可靠性和控制系统。
良好的操作可靠性和控制系统是主机设计的重要因素之一，直接影响船舶的安全和性能。
（3）船舶排放标准。
随着国际对环保的要求越来越高，船舶的排放标准也在逐渐提高，设计时必须考虑这一因素，采用低排放和节能技术。
（1）容量和功率。
辅机的容量和功率应根据船舶的需求而设计，以确保船舶的正常运行。
（2）可靠性和安全性。
辅机必须具有适当的可靠性和安全性，确保船舶不会发生故障或事故。
（3）能耗和环保。
辅机设计中要考虑能源效率和环保要求，采用适当的节能技术，降低能源消耗和环境污染。
3.燃油系统设计原理（1）燃料的性质和质量。
燃料的性质和质量直接影响到主机的性能和寿命，因此必须确保燃料的合格。
（2）燃料的存量和供应。
燃料的存量和供应必须符合船舶的使用要求，确保能够长时间航行。
（3）燃料的安全。
燃料的存储和使用必须符合安全标准，避免发生火灾和爆炸等危险情况。
（1）冷却水的来源和质量。
冷却水的来源必须符合船舶的使用要求，冷却水的质量必须满足主机使用标准。
（2）冷却水的流量和温度。
冷却水的流量和温度必须根据主机的需求来设计，达到最佳冷却效果。
（3）冷却水的处理和循环。
冷却水循环必须顺畅和完整，通过适当的处理确保冷却水的质量。
（1）润滑油的质量和特性。
润滑油的质量和特性必须与主机和其他部件要求相适应，保证主机的顺畅运转。
（2）润滑系统的压力和流量。
润滑系统的压力和流量必须根据主机和其它机械部件的要求进行设计。
船舶动力装置还必须符合国际航行和运输规则，以确保船舶的安全和可靠性。
第一章_船舶动力装置系统_第一节_燃油系统
第一章船舶动力装置系统现代船舶动力装置，按推进装置的形式，可分为5大类：（1）·柴油机推进动力装置；（2）·汽油机推进动力装置；（3）·燃气轮机推进动力装置；（4）·核动力推进动力装置；（5）·联合动力推进装置。
现代民用船舶中，所采用的动力装置系统绝大多数是柴油机动力装置，因此，本书主要介绍以柴油机为动力装置的船舶，图1－1为船舶柴油机动力装置系统燃油供应系统原理图。
图1－1 柴油机动力装置系统燃油供应系统原理图柴油机燃油系统包括三大功能系统，分别是输送、日用和净化。
1）油输送系统燃油输送系统是为了实现船上各燃油舱柜间驳运及注入排出而设计的，所以，系统应包括燃油舱柜、输送泵、通岸接头和相应的管子和阀件。
通过管路的正确连接和阀件的正确设置，实现规格书所要求的注入、调拨和溢流等功能。
设计前，要认真阅读规格书和规范的有关章节，落实本系统所涉及的舱柜和设备所要求的输送功能。
设计时，应注意如下几个方面：a.规格书无特殊要求，注入管应直接注入至各储油舱，再通过输送泵送至各日用柜和沉淀柜，各种油类的注入总管应设有安全阀，泄油至溢流舱，泄油管配液流视察器；b.所有用泵注入的燃油舱柜都要有不小于注入管直径的溢流管，溢流至相应的溢流舱或储油舱，具体规定见各船级社规范，溢流管要配液流视察器；c.从日用柜至沉淀柜的溢流，在日用柜哪的管子上都要开透气孔以防止虹吸作用，两柜的连接管处要有液流视察器。
d.装在日用柜和沉淀壁上低于液面的阀，有的船级社规范对其材料有具体的规定，选阀时应予以注意。
e.一般情况下输送系统的介质，温度和压力都是较低的，所以系统的管材选用III级管即可。
f.通岸接头处要配有温度计、压力表和取样考克。
g.燃油输送泵和柴油输送泵互为备用时，两泵进口与出口的连通管中，双联盲板法兰要设在截止阀柴油侧。
2）燃油日用系统燃油日用系统是为主机、辅机、锅炉等烧油设备能正常服务而设计的系统，主要内容是根据设备的要求，配置适当的油柜、油泵、加热器、滤器和阀件、管子等，保证所供给的燃油在数量、质量、温度和压力等各方面都能满足设备正常运行的要求。
电动舷外机设计原理
电动舷外机设计原理
电动舷外机是一种船舶动力装置，通过电动机驱动螺旋桨来推动船只前进。
其设计原理包括电动机、传动装置、螺旋桨等关键部件。
电动机是电动舷外机的核心部件。
它通常采用直流电动机或交流电动机，具有高功率、高转速和高效率的特点。
电动机通过控制电源的开关，调整电动机的转速和方向，从而控制螺旋桨的转动。
电动机的设计需要考虑船只的尺寸和推进力的需求，以确保船只能够稳定前进。
传动装置是将电动机的转动传递给螺旋桨的重要组成部分。
传动装置通常由减速器和传动轴组成。
减速器可以降低电动机的高速转动，提供适当的转速给螺旋桨。
传动轴将电动机的转动传递给螺旋桨，同时具有良好的刚性和承载能力，以确保传动效率和船只的稳定性。
螺旋桨是电动舷外机的推进装置，通过旋转产生推力，将船只推动前进。
螺旋桨通常由叶片和轴组成。
叶片的形状和数量、轴的材料和直径等参数需要根据船只的需求进行设计。
螺旋桨的设计需要考虑船只的速度、推进力和效率，以及与水的相互作用，以确保船只能够顺利前进。
电动舷外机的设计原理包括电动机、传动装置和螺旋桨等关键部件。
通过合理设计这些部件的参数和结构，可以实现船只的稳定前进。
电动舷外机的设计需要考虑船只的尺寸、速度和推进力的需求，以
及与水的相互作用，以确保船只的安全和效率。
随着科技的不断进步，电动舷外机的设计也在不断创新和改进，为船只提供更加高效和可靠的动力装置。
船舶动力装置原理与设计论文
船舶动力装置原理与设计论文摘要：本文主要探讨了船舶动力装置的原理与设计。
首先介绍了船舶动力装置的分类和组成，然后重点分析了柴油机、燃气轮机和蒸汽轮机等不同动力装置的工作原理和特点，最后讨论了船舶动力装置的设计要点和未来发展趋势。
一、引言船舶动力装置是船舶的重要组成部分，它决定了船舶的航行速度、航程和安全性。
随着科技的发展和船舶工业的进步，船舶动力装置也在不断地升级和改进。
本文将重点探讨船舶动力装置的原理与设计。
二、船舶动力装置的分类和组成船舶动力装置可以根据不同的分类方式进行划分。
根据能源类型，可以分为柴油机动力、燃气轮机动力、蒸汽轮机动力等；根据用途，可以分为推进装置和辅助装置。
推进装置是用于驱动船舶航行的装置，主要由主机、传动设备、轴系和推进器组成。
辅助装置则是用于满足船舶日常运营需求的装置，如电力、热力、压缩空气等。
三、柴油机动力装置的工作原理和特点柴油机动力装置是目前应用最广泛的船舶动力装置之一。
其工作原理是利用燃油在气缸内的燃烧产生高温高压气体推动活塞运动，从而输出机械能。
柴油机具有以下特点：1.热效率高：柴油机的热效率可以达到30%以上，是内燃机中效率最高的机型之一。
2.功率范围广：柴油机的功率范围可以从几十千瓦到几兆瓦，可以满足不同类型船舶的需求。
3.可靠性高：柴油机的结构简单、维护方便，具有较高的可靠性。
4.燃油经济性好：柴油机的燃油消耗率较低，具有较好的燃油经济性。
四、燃气轮机动力装置的工作原理和特点燃气轮机动力装置是一种以燃气为燃料产生动力的装置。
其工作原理是利用压气机将空气压缩后送入燃烧室，与燃料混合燃烧产生高温燃气，推动涡轮旋转并输出机械能。
燃气轮机具有以下特点：1.功率密度大：燃气轮机的功率密度较大，可以满足大型船舶的高功率需求。
2.响应速度快：燃气轮机的加速性能较好，响应速度快。
3.燃油经济性较好：燃气轮机的燃油消耗率较低，具有较好的燃油经济性。
4.维护难度较大：燃气轮机的结构较复杂，维护难度较大。
船舶动力系统的研究与设计
船舶动力系统的研究与设计随着全球化的快速发展，海运业的重要性也逐渐凸显。
而作为海运行业的核心，船舶也在不断改进和提高，以适应更加多元化的需求和市场需求。
其中，船舶动力系统的研究与设计是保证船舶运转顺畅、效率高效的关键之一。
一、船舶动力系统的概念和组成船舶动力系统指的是为船舶提供动力的系统，主要包括船舶发动机、引擎室、液压装置、传动装置、推进装置、电气控制系统等。
这些组成部分的集成、配合以及优化，决定了船舶的运行状态和良好程度。
船舶发动机是船舶动力系统中最基础的组成部分。
按照功率不同，船舶发动机主要分为高功率柴油机、低功率柴油机和汽轮机等。
在选择船舶发动机时，需要根据船舶本身的型号和用途、航行路线和所需的航海时间等综合因素进行考虑和设计。
引擎室是船舶动力系统的核心组成部分。
它包括了所有发动机和传动装置，并负责对这些装置进行监控、调节和维护。
引擎室的设计和规划，需要保证船员的安全和操作性，同时也要考虑到设备的运转效率、噪声和振动等问题。
液压装置则负责船舶动力系统中各项液压控制任务。
这个系统通过使液体在封闭管道中流动，把能量转变为力量来驱动大多数运动控制装置。
液压装置包括水面控制、舵控和停泊锚链加力等。
传动装置是将发动机输出的动力传输到推进装置的关键部分。
传动装置一般分为主传动和辅传动两部分。
主传动主要包括离合器和减速器等，这些装置可以让发动机旋转更快，从而达到更高的转矩和效率。
辅传动则是设备的配套维修和保养措施，旨在保护主传动机组。
推进装置则是船舶动力系统中最为关键的组成部分。
推进装置可以将船舶向前或向后推进，同时也可以改变其方向和轨迹。
船舶推进装置的种类繁多，包括螺旋桨、喷气推进装置、水刀推进系统和磁悬浮推进装置等。
最后，电气控制系统则是为船舶中各项设备和部件提供电力支持的同时，也负责监控和调节系统中涉及电气方面的任务。
电气控制系统一般包括电动标数据、电动阀数据以及动态定位监控等。
二、船舶动力系统的发展趋势成熟的船舶动力系统可以让船舶运营更加高效、节能、安全和可持续。
船舶动力装置原理与设计
船舶动力装置原理与设计船舶动力装置是船舶的核心部件之一，负责提供足够的动力以驱动船舶前进。
本文将介绍船舶动力装置的原理与设计，包括主要构成部分、工作原理、设计要点等。
一、主要构成部分1. 发动机：发动机是船舶动力装置的核心部分，可以是柴油发动机、蒸汽涡轮机、气轮机等。
其主要作用是将化学能、热能或气体能转化为机械能，进而驱动船舶运行。
2. 传动系统：传动系统将发动机产生的动力传递给船舶的推进装置，主要包括传动轴、传动齿轮、传动带等。
传动系统需具备高效率、可靠性和平稳性，以确保动力的传递不受阻碍。
3. 推进装置：推进装置是将发动机提供的能量转化为推进力的装置，包括螺旋桨、喷水推进器等。
推进装置的设计要兼顾高效率、稳定性和适航性，以实现船舶的高速、低噪音和低燃油消耗。
二、工作原理船舶动力装置的工作原理是将发动机产生的动力通过传动系统传递给推进装置，进而产生推进力推动船舶前进。
当发动机启动后，其燃料燃烧产生的高温高压气体通过活塞的上下运动转化为机械能。
该机械能由发动机的曲轴转化为旋转运动，并通过传动轴传递给传动系统。
传动系统根据船舶的需要，经过齿轮传动或皮带传动，将发动机的转速适应到推进装置所需的转速。
传动系统需要根据实际情况进行调整和优化，以提高能量传递效率。
推进装置将传动系统传递过来的动力转化为推进力，推动船舶前进。
最常见的推进装置是螺旋桨，其通过细致设计的螺旋桨叶片在水中产生推进力。
而喷水推进器通过喷射来产生反作用力，从而推动船舶前进。
三、设计要点1. 动力匹配：船舶动力装置的设计要根据船舶的尺寸和用途来确定合适的发动机功率和推进装置类型。
过大或过小的动力装置都会影响船舶的性能和燃油消耗。
2. 效率优化：在设计船舶动力装置时，应考虑传动系统和推进装置的优化，以提高整个系统的能量传递效率。
例如采用高效率的齿轮传动和气动外形优化的螺旋桨设计，可以减少能量损失。
3. 环保节能：随着环保意识的增强，船舶动力装置的设计也要考虑节能减排。
船舶动力装置原理与设计复习思考题及答案
船舶动力装置原理与设计复习思考题及答案2016(总11页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除船舶动力装置原理与设计复习思考题第1章1、如何理解船舶动力装置的含义它有哪些部分组成答：船舶动力装置的含义：保证船舶正常航行、作业、停泊以及船员、旅客正常工作和生活所必需的机械设备的综合体。
组成部分：推进装置：包括主机、推进器、轴系、传动设备。
辅助装置：发电机组、辅助锅炉、压缩空气系统。
甲板机械船舶管路系统机舱自动化设备。
特种设备2、简述柴油机动力装置的特点。
优点：a)有较高的经济性，耗油率比蒸汽、燃气动力装置低得多；b)重量轻(单位重量的指标小)；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。
缺点：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；c)中、高速柴油机的运动部件磨损较厉害；d)柴油机低速稳定性差；e)柴油机的过载能力相当差3、船舶动力装置的技术特征包括哪些技术指标a)技术指标标志动力装置的技术性能和结构特征的参数。
包括功率指标﹑质量指标和尺寸指标。
b)经济指标代表燃料在该动力装置中的热能转换率。
有燃料消耗率﹑装置总效率﹑推进装置热效率﹑每海里航程燃料耗量及动力装置的运转-维修经济性。
c)性能指标代表动力装置在接受命令，执行任务中的服从性﹑坚固性和对外界条件、工作人员的依赖性。
因此它包括机动性﹑可靠性﹑自动远操作性能﹑牵曳性能以及噪声振动的控制等指标4、说明推进装置功率传递过程，并解释各个效率的含义。
BHP、主机输出有效功率； DHP、螺旋桨收到功率； EHP、螺旋桨发出功指示功率→主机额定功率→最大持续功率→轴功率→收到功率→推力功率→船舶有效功率指示功率：表示柴油机气缸中气体作功的能力；最大持续功率（额定功率）MCR：在规定的环境状况（不同航区有不同的规定，如无限航区环境条件：绝对大气压为;环境温度为45℃；相对湿度为60%；海水温度“中冷器进口处”为32 ℃和转速下），柴油机可以安全持续运转的最大有效功率；轴功率：指在扣除传动设备、推力轴承和中间轴承等传动设备后的输出功率；螺旋桨收到功率：扣除尾轴承及密封填料损失后所输出的功率。
海运船舶的船舶动力与推进系统
海运船舶的船舶动力与推进系统船舶动力和推进系统是海运船舶的核心组成部分，它们直接决定了船舶的运行效率和能源利用率。
本文将探讨海运船舶的船舶动力与推进系统，介绍其基本原理、常见类型及其发展趋势。
一、船舶动力系统的基本原理与组成船舶动力系统主要由发动机、传动装置和船舶的推进装置组成。
发动机是船舶动力系统的核心，其作用是将能源（如燃油、天然气等）转化为机械能，进而驱动船舶前进。
传动装置负责将发动机输出的动力传输至推进装置，常用的传动装置包括液力传动和机械传动。
推进装置是船舶的“动力发射器”，它将能源转化为推进力，驱动船舶在水中运行。
二、海运船舶常见的动力与推进系统1. 内燃机与传统推进系统内燃机是目前海运船舶中最常见的动力设备之一，其主要包括柴油机和涡轮机两种类型。
柴油机具有功率大、效率高的特点，常用于大型远洋船舶；而涡轮机则适用于小型船舶和高速船舶。
传统推进系统主要包括螺旋桨和水喷推进器两种形式，螺旋桨是目前最常用的推进装置，通过调整桨叶的转速和角度来实现推进力的调控。
2. 涡轮电力推进系统涡轮电力推进系统是一种较新的船舶动力与推进系统，它将柴油发电机和电动机相结合，通过电力传输实现船舶的推进。
涡轮电力推进系统具有能源利用率高、噪音低、污染少等优点，在环保节能方面具有较大的潜力。
3. 涡轮帆船推进系统涡轮帆船推进系统是将风能与动力系统相结合的一种创新推进方式。
它采用了先进的涡轮技术，将风能转化为动力，并通过转子驱动船舶前进。
涡轮帆船推进系统减少了对化石燃料的依赖，具有环保节能的特点，是未来船舶发展的一种趋势。
三、船舶动力与推进系统的发展趋势随着科技的不断进步和环保意识的不断提升，船舶动力与推进系统也在不断创新和发展。
首先，船舶动力系统将更加注重能源的利用效率，提高动力装置的效率，减少能源的浪费和环境污染。
其次，船舶推进系统将继续向着高效、低噪音和低振动的方向发展，以提升船舶的航行性能和舒适性。
此外，随着新能源技术的不断成熟和应用，如太阳能、风能等，未来船舶动力系统可能会采用更多的清洁能源，并实现多能源混合驱动。
高性能船水动力原理与设计
高性能船水动力原理与设计
高性能船是指速度远高于传统船只的船只。
水动力原理是高性能船能够实现高速航行的关键。
高性能船的设计要求船体具备较小的水阻、较高的推进效率、较大的稳定性和控制性能。
水动力原理主要包括船体阻力和推进力。
船体阻力包括摩擦阻力和波浪阻力，推进力则由船舶引进装置提供。
高性能船的设计需要在降低船体阻力方面下足功夫。
船首处应设计成船头尖锐的形状，以使水流被分离，从而减少阻力。
船底和舵应当设计成光滑的曲面，以减少流体摩擦力。
另外，为了减少波浪阻力，应采用船体外形对称的设计。
推进力对高性能船的性能至关重要。
传统的轮式船舶引进装置效率较低，不能满足高性能船快速航行的要求。
因此，水动力推进装置的出现是提升高性能船性能的必然选择。
常见的水动力推进装置包括泵喷推进器、轴流泵、螺旋桨等。
其中，泵喷推进器效率高、推力大、噪音小，已经成为高性能船的主流引进装置。
高性能船的稳定性和控制性能也是设计中需要考虑的因素。
一般来说，高速船船体的纵向稳定性不如传统船只，因此需要采用船体减震、降低船体重心等措施来提升稳定性。
另外，高性能船舵和推进器的控制机构也要设计成高精度、高灵敏度的，为船员提供更快的控制响应，提高控制性能。
综上所述，水动力原理对高性能船的设计具有重要影响，优化船体形状、采用高效的水动力推进装置以及提升稳定性和控制性能等措施将为高性能船的实现提供有力的支持。
船舶柴油机的工作原理
船舶柴油机的工作原理船舶柴油机是船舶主要的动力装置，其工作原理是将燃料燃烧产生的能量转化为机械能，推动船舶前进。
下面将详细介绍船舶柴油机的工作原理。
1. 引入空气和燃料混合船舶柴油机的工作原理开始于引入空气和燃料的混合物。
空气通过进气道进入柴油机的气缸内，而燃料则通过喷油器喷入气缸内。
在柴油机中，采用的是压燃式燃烧，即燃料在高压下自燃。
2. 压缩混合物一旦空气和燃料混合物进入气缸内，活塞开始向上移动，将混合物压缩。
在这个过程中，气缸内的空气被压缩，使其温度升高，同时增加了混合物的压力。
3. 燃烧当混合物被压缩到一定程度时，柴油机的喷油器会喷射一小量的燃料进入气缸内。
由于混合物的高温和高压，燃料会迅速自燃，产生爆炸。
这个爆炸会推动活塞向下运动，产生机械能。
4. 排气在燃烧完成后，活塞再次向上移动，将燃烧产生的废气排出气缸。
这个过程被称为排气。
废气通过排气阀门排出柴油机，然后进入船舶的排气系统。
5. 循环上述的工作过程会不断循环进行，每个气缸都会依次完成这些步骤。
通常，船舶柴油机有多个气缸，以提供足够的动力来推动船舶前进。
船舶柴油机的工作原理可以简单总结为：引入空气和燃料混合物，压缩混合物，燃烧产生能量，排出废气，循环进行。
这个过程将燃料的化学能转化为机械能，推动船舶前进。
需要注意的是，船舶柴油机的工作原理可能会因不同的柴油机类型和设计而有所不同。
此外，柴油机的性能和效率还受到多种因素的影响，如燃料质量、燃烧室设计和喷油系统的效率等。
总结：船舶柴油机的工作原理是将燃料燃烧产生的能量转化为机械能，推动船舶前进。
它通过引入空气和燃料混合物，压缩混合物，燃烧产生能量，排出废气，循环进行的方式实现。
了解船舶柴油机的工作原理对于航海人员和船舶工程师来说是非常重要的，因为它有助于他们理解和维护柴油机的运行。
船舶动力装置原理与设计_第1章
Tips:汽轮机推进装置主要采用的是汽轮机+减速齿轮箱+定距桨的形式；少数采 用汽轮机电力传动形式。
2019年3月30日星期六
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燃气轮机推进动力装置
• • • • • 优点: a. 重量尺寸小； b. 操纵方便，备车迅速； c. 自巡航到全速工况加速迅速； d. 具有多机组并车的可靠性； • 缺点: • a. 必须配备不同燃料及相应的 管路及贮存设备； • b. 主减速器的小齿轮数目多， 结构复杂； • c. 在减速器周围布置有难度。
• e. 管理与检修费较低。
• 潜艇蓄电池也是一种电力推进装置
2019年3月30日星期六
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目前舰艇电力推进装置的发展动向
• 以交流（交流发电机和交流电动机）电力推进装置取代 直流（直流发电机和直流电动机）电力推进和交直流 （交流整流发电机和直流电动机）电力推进装置
– 交流电力推进装置具有极限功率大，效率高和可靠性好的优点， 根据推进电机的类型，可分为异步电动机和同步电动机交流推 进装置；而根据电流交换器的结构形式不同分为晶闸管变频交 流电力推进装置、电力晶体管和可关断晶闸管交流电力推进装 置. – 是以超导电机（超导发电机和超导电动机）为功率元件的电力 推进装置，与普通电力推进相比，具有重量轻、体积小、效率 高、噪声低的特点。由于超导材料必须工作在相应的临界温度 以下，要有一套复杂的液氮设备，所以在一定程度上制约了它 的广泛应用。近年来，随着低温技术的迅速发展，特别是低温 技术的小型化，为超导电力推进在舰艇上的应用提供了良好的 条件。。
2019年3月30日星期六
船舶动力装置原理与设计
船舶动力装置是指船舶上通过动力设备产生动力，驱动船舶前进、制动、转弯和进行其他动作所使用的系统。
本文将详细介绍船舶动力装置的基本原理和设计要点。
一、船舶动力装置的基本原理船舶动力装置基本包括船舶的动力系统和传动系统。
1.动力系统：船舶动力系统一般由主机、辅机和相应控制系统组成。
主机是船舶动力装置的核心部分，一般由柴油机、蒸汽机或涡轮机组成。
辅机包括发电机、水泵等。
控制系统用于控制和监测主机和辅机的运行，包括控制柜、传感器、显示器等设备。
2.传动系统：船舶传动系统将主机的动力传递给螺旋桨，使船舶能够前进、转向等。
传动系统通常包括轴线、联轴器、变速器、减速器和螺旋桨。
二、船舶动力装置的设计要点船舶动力装置的设计要点涉及到船舶的动力匹配、传动系统的设计和安全性等方面。
1.动力匹配：船舶的动力匹配要求船舶能够满足航行速度的需求，并考虑到船舶的尺寸、船型、载重量、航行条件等因素。
在动力匹配时，需要考虑选取适当的主机和辅机，以及相应的控制系统。
2.传动系统设计：传动系统设计要考虑到传动效率、稳定性和可靠性。
在传动系统设计中，需要确定传动轴线的布置和传动比，选取合适的联轴器和减速器，以及设计螺旋桨的参数。
3.安全性设计：船舶动力装置的安全性设计非常重要，主要涉及到消防、污水处理、废热回收等方面。
安全性设计还应考虑船舶动力装置的可靠性和防故障能力。
4.节能环保设计：在船舶动力装置的设计中，应考虑节能和环保因素。
通过采用先进的动力装置和传动系统，优化设计，可以降低燃油消耗和排放污染物。
5.维护和检修：船舶动力装置的设计还应考虑到维护和检修的便利性。
合理的布置和设计可以提高维修效率和降低维修成本。
三、船舶动力装置的发展趋势随着技术的不断进步，船舶动力装置也在不断发展和创新。
以下是船舶动力装置的发展趋势：1.高效节能：船舶动力装置的发展趋势是朝着高效节能的方向发展。
通过采用先进的燃烧技术、废热回收技术和涡轮增压技术，提高动力装置的热效率和燃油利用率。
船舶动力装置原理与设计_第2章2012主推进装置设计
低速柴油机直接连接传动调距桨（LDC）
特点
使用调距桨能提高船舶操纵性，适用于工况复杂的船舶； 造价比定距桨高
2012年3月18日星期日
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低速柴油机推进装置
低速柴油机经减速齿轮箱传动调距桨（LGC）
特点
使用调距桨能提高船舶操纵性； 减速后螺旋桨直径增大，能提高推进效率； 增加齿轮箱系统，装置较复杂； 适用于小型低速柴油机，使用较少
燃气轮机—燃气轮机单桨齿轮减速联合传 动，调距桨，主机不反转
1—柴油机；2—定距桨；3—调距桨；4—齿轮减速器；5—离合器； 6—燃气轮机；
2012年3月18日星期日
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推进装置的形式
双机单桨电传动，定距螺旋桨，主机不 反转
单桨
双桨
三桨
四桨
1—柴油机；2—定距桨； 7—发电机；8—电动机
2012年3月18日星期日
不可逆转中速柴油机经减速齿轮箱传动 定距桨(MGF)
装置较简单； 螺旋桨转速可降低、能提高推进效率； 齿轮箱须具有倒车功能； 国外已改用调距桨，国内尚有使用
2012年3月18日星期日
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中速柴油机推进装置
不可逆转中速柴油机经减速齿轮箱传动 调距桨(MGC、MGC/PTO)
典型的中速柴油机动力装置，应用最广； 按船的吃水可选最大的桨径，使推进效率尽可能高； 齿轮箱不必具有倒车功能； 采用调距桨，能提高船舶操纵性； 轴系不必装制动装置； 典型设计可在齿轮箱上接出PTO（Power Take Off），驱动轴
2012年3月18日星期日
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滚装船 (roll on/roll off ship)
上甲板平整，无舷弧和梁拱，没有起货设备，无货舱口 要求甲板面积大，甲板层数多，一般有2～4层，装载小
船舶主机的工作原理
船舶主机的工作原理
船舶主机是船舶上的主要动力装置，其工作原理如下：
1. 燃油供应：船舶主机通常使用柴油作为燃料。
燃料通过燃料系统进入燃料喷油器，经过喷油器喷射到气缸内。
2. 压缩空气：主机的工作开始于压缩冲程。
进气活塞下行，将进气道中的新鲜空气压缩到气缸中。
3. 燃油喷射和点火：当进气活塞上行时，喷油器喷射燃料到气缸中。
同时，点火塞发出火花点燃燃油混合物。
4. 燃烧运行：点火后，混合物会燃烧产生高温高压气体，推动活塞下行，转动连杆，带动曲柄轴旋转。
5. 曲轴运动：曲柄轴的旋转使活塞上行，将废气排出。
同时，曲柄轴的旋转转动传递给船舶的推进装置，驱动船舶前进。
6. 循环工作：曲柄轴与活塞的来回运动循环不断，持续产生动力，保持船舶主机的工作。
船舶主机的工作原理基于内燃机的概念，通过不断的燃烧和循环运动，将燃料的化学能转化为动能，从而提供船舶的推进力。
这种工作原理使得船舶能够高效、稳定地航行。
船舶动力装置原理与设计_第3章2
减速比
2.0 2.5454 3.0244 3.5788
4.0 4.4706
5.0 5.60 5.9310
传递能力 (kW/r·min-1)
3.147 2.471 2.081 1.757 1.537 1.397 1.243 1.103 1.044
20
船用齿轮箱GWC45.49 GWL45.49
额定输入转速 (r/min)
• 减速及变速传动 • 用以并车和分车组合或分配推
进功率 • 离合与倒顺 • 抗振与抗冲击 • 布置中的调节作用
下午3时15分48秒
3
船用齿轮箱
多片式摩擦离合、倒顺、减速箱工作原理
1-输入轴法兰； 2-输入轴； 3-返回油缸； 4-活塞； 5-顺车离合器外壳； 6、18-倒车齿轮； 7-从动摩擦片组； 8-主动摩擦片组； 9-空心套轴； 10、16-顺倒车小齿轮； 11-滚动轴承； 12、13-油孔； 14-输出轴法兰； 15-输出轴大齿轮； 17-倒车离合器外壳
• 5.该齿轮箱具有倒、顺、离合及承受螺旋桨推力 的功能。
• 可接受以下情况特殊订货： 1.特殊速比； 2.不同 的主机匹配； 3.电流控制； 4.温度、压力报警装 置。订货时注明配套主机型号或飞轮尺寸，并提 供H尺寸以便选用万向轴。
减速比
1.49 1.94 2.44 2.96 3.33
传递能 力
(kW/r pm)
传递能力 (kW/r·min-1)
0.98
0.66
28
GWD30.32Q
型号 ： GWD30.32Q 规格 ： 外形配套图： 额定转速(r/min) ： 400-1800 减速比 ： 2.0 传递能力(kW/r.min-1) ： 0.499
船舶主推进动力装置课件
船舶主推进动力装置的工作流程
启动
船舶主推进动力装置在启动时， 需要完成预热、润滑和点火等准 备工作，以确保装置的正常运行 。
运行
船舶主推进动力装置在运行过程 中，需要持续监测各种参数，如 温度、压力、转速等，以确保装 置在最佳状态下工作。
停止
船舶主推进动力装置在停止工作 时，需要进行冷却、清洗和排污 等操作，以延长装置的使用寿命 。
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。
序。
定期维护
03
按照维护计划定期对主推进动力装置进行维护和保养，确保设
备正常运行。
船舶主推进动力装置的安全防护措施
安全防护装置
确保主推进动力装置配备完善的安全防护装置，如防护罩、安全 阀等。
警示标识
在危险区域或设备上设置明显的警示标识，提醒人员注意安全。
人员培训
对操作人员进行专业培训，提高他们的安全意识和应对突发事件的 能力。
随着不同应用领域的需求，船舶主推进动 力装置将呈现多样化的发展趋势。
船舶主推进动力装置的技术创新与改进
新材料的应用
新技术的应用
引入新技术，如电力推进、燃料电池等，以实现船 舶主推进动力装置的节能减排和智能化。
采用新型材料，如高强度轻质材料，以提高 船舶主推进动力装置的效率和性能。
维护和检修技术的改进
船舶动力装置原理
船舶动力装置原理船舶动力装置是指用来提供船舶动力的设备和系统，是船舶正常运行所必需的关键部件。
船舶动力装置原理涉及到多个方面的知识，包括能源转换、动力传输和控制等。
本文将从能源转换、动力传输和控制三个方面介绍船舶动力装置的原理。
一、能源转换船舶动力装置的能源转换主要涉及燃料的燃烧和能量释放过程。
在燃料燃烧过程中，燃料与氧气反应产生高温高压燃烧气体，释放出巨大的化学能。
这些燃烧气体经过冷却、过滤等处理后，进入发动机进行工作。
燃料的选择对船舶动力装置的性能和效率有着重要影响。
常见的船舶燃料包括重油、轻柴油和天然气等。
根据船舶的不同需求和环境因素，选择合适的燃料种类和燃烧方式，既可以提高动力装置的效率，也可以降低对环境的影响。
二、动力传输动力传输是指将能源转换后的动力传递到船舶的推进装置上，使船舶得以移动。
常见的动力传输方式包括传统的机械传动和现代的电力传动。
在机械传动方式下，船舶动力装置通过曲轴、连杆和传动系统等将旋转的动力传递给船舶的螺旋桨或者水喷射推进器，从而产生推力。
这种传动方式具有结构简单、可靠性高的特点。
而在电力传动方式下，船舶动力装置通过发电机将燃料燃烧产生的能量转化为电能，再通过电动机将电能转化为机械能，驱动船舶的螺旋桨工作。
电力传动方式具有高效、环保的优点，逐渐被一些船舶采用。
三、控制船舶动力装置的控制方式对于船舶的安全和性能有着至关重要的影响。
在船舶动力装置的控制系统中，需要实时监测和控制燃料供应、动力传输和推进装置等各个环节。
船舶动力装置的控制系统通常包括传感器、执行器和控制器等组成部分。
传感器用于感知各种物理量变化，如温度、压力和转速等，将其转化为电信号。
执行器通过接收控制信号，控制燃料供应和动力传输等。
控制器作为系统的大脑，根据传感器的反馈信息和预设的控制策略，发出相应的控制信号。
为了确保船舶动力装置的安全和稳定运行，控制系统需要具备故障检测和容错能力。
当发现故障时，系统应能及时发出警报，并自动切换到备份设备，保证船舶的正常运行。
第一章-船舶动力装置概述
Kv
Pe V
kW/m3
经济指标
经济 指标
动力装置的 总效率
由推进装置、柴油发电机组、燃油辅 锅炉的热效率组成。
柴油机的燃料 消耗率
指在单位时间内柴油机单位 有效功率所消耗的燃料量
ge
Ge Pe
kg/(kW h)
船舶主机日耗油量 主机在24小时的燃油消耗量 GDe PDs ge 24 10 3 t/d
功率已达75000kW以上 ⑵汽轮机叶轮转速稳定，无周期性扰动力，因此机组振动小，
噪声小。 ⑶磨损部件少，工作可靠性大，使用期限长，10万小时以上。 ⑷可使用低质燃油，滑油消耗率也很低。 缺点： ⑴装置总重量、尺寸大。 ⑵燃油消耗大，装置效率差，经济性较柴油机动力装置差。 ⑶备车时间长，机动性差。另外，从一个工况变换到另一个
kW
式中: D -- 排水量,t；D ：排水体积
VCsB
---
航速,kn； 海军系数，与船型有关。
若已知母型船的航速 V0 、排水量 D0 和功率 Peo ，则有：
2
CB
D03 v03 PEO
推进装置功率传递过程
船舶有 效功率
推力 功率
收到 功率
轴功率
最大 持续 功率Pmc
主机最大 输出功率
优点： ⑴具有极大的能量贮备，在限定舱室空间所能提供的
能量比其它型式的动力装置大得多； (2)以极少的核燃料释放出巨大的能量； ⑶不需要消耗空气而获得热能。 缺点： ⑴重量尺寸较大； ⑵操纵管理检查系统比较复杂； ⑶造价昂贵。
核能推进系统的简单原理
乏
核能推进系统的简单原理
三、柴油机动力装置发展趋势及管理重心的变化
kW/t
2
Pr
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
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深圳号导弹驱逐舰
能动热能工程系
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燃气轮机推进动力装置的特点
能动热能工程系
• a. 单位功率的重量尺寸小；• a. 主机不能反转；
3）功率大： 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。
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核动力装置的应用概况
能动热能工程系
• 美国舰艇核动力生产公司主要是西屋公司和通用电气公 司。
汽轮机。主要结构有三部分：
– 1、燃气轮机（透平或动力涡轮）；
– 2、压气机（空气压缩机）；
– 3、燃烧室。
• 其工作原理为：叶轮式压缩机从外部吸收空气，压缩后 送入燃烧室，同时燃料（气体或液体燃料）也喷入燃烧 室与高温压缩空气混合，在定压下进行燃烧。生成的高 温高压烟气进入燃气轮机膨胀作工，推动动力叶片高速 旋转，乏气排入大气中或再加利用。
能动热能工程系
052级驱逐舰首舰“青岛”号
０９３型攻击核动力潜艇
053H3级导弹护卫舰
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发展历史
能动热能工程系
• 火药机的尝试拉开了动力装置的序幕 • 瓦特蒸汽机的发明 • Diesel1895年发明柴油机 • 1807年，美国人富尔顿将蒸汽机安装在木船上 • 1887年，汽油机驱动的轮船航行在江河上 • 1900年英国制成了舰用柴油机 • 1902年德国首先把柴油机用做商船动力，1904年用于潜艇 • 1905年瑞士Sulzer厂建成第一台可倒转式二冲程柴油机 • 1908年俄国制成缸径1m的预燃室式柴油机 • 1912年丹麦B&W公司制成缸径520mm、转速140r/min、功
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复习提问(一）
1. 动力装置的组成； 2. 柴油机 动力装置的优缺点； 3. 汽轮机动力装置的优缺点； 4. 汽轮机 的 应用场合
能动热能工程系
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燃气轮机推进动力装置
能动热能工程系
1-螺旋桨 2-减速齿轮 3-压气机 4-燃烧室 5-燃气轮机 6-联轴器 7-起动电动机
• 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、S5WⅡ、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。
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汽轮机推进动力装置
3 5
4
1 2
8
12 11 9 10
能动热能工程系
1—锅炉 2—过热器 3—主蒸汽管路 4—高压汽轮机 5—低压汽轮机 6—减速齿轮 7—螺旋桨 8—冷凝器 9—冷却水循环泵 10—凝水泵 11—给水泵 12—给水预热器
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重
机械能
油
柴油
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余 热
热能
电能
燃油加热 滑油加热 制淡装置 舱室取暖 厨房加热
驳动辅机 船舶照明 船舶通讯 机舱自动化
6
能动热能工程系
1.2 船舶动力装置的基本类型及特点
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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
含
常工作和生活所必需的机械设备的综合体。
义
船舶电站 辅助锅炉装置
组 成 ：
推进装置
主发动机 主锅炉 推进器
传动设备
辅助装置
动力管系 船舶管系
机舱自动化 船舶系统 甲板机械
锚泊机械 操舵机械 起重机械
Tips:船舶动力装置是一个很复杂能量综合体
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典型的柴油机动力装置能量转换系统 能动热能工程系
z 船用中速柴油机技术
国外大功率中速柴油机绝大部分是四冲程机。缸径为 160~640mm,转速375~1150r/min。平均有效压力为 2.4~3.0MPa,最高燃烧压力16~21MPa,最高喷油压力 160~180MPa,燃油耗率170~180g/kWh,单缸功率2010kW, 大修期为18000~24000h。
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。1千克铀235全部裂变放出的能量相当于2700吨标准煤燃烧放出的能量
率1486kW的八缸四冲程柴油机，以双机双轴方式装在7500 吨的“雪兰地亚”号远航曼谷成功
• 随着科学技术的进步，高集成、模块化、数据总线、网络结 构、人工智能技术在船舶上的应用
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柴油机推进动力装置的特点
能动热能ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ程系
• A. 有较高的经济性，耗 • A. 柴油机尺寸和重量按功率
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关于燃机
能动热能工程系
• 燃气轮机具有
– 效率高 – 功率大 – 体积小 – 投资省
• 主要用于发电、交通和工业动力。
• 燃气轮机分为轻型燃气轮机和重型燃气轮机，
• 轻型燃气轮机为航空发动机的转型，如LM6000PC和FT8 燃气轮机，其优势在于装机快、体积小、启动快、简单 循环效率高，主要用于电力调峰、船舶动力。
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我国船舶大功率柴油机现状
能动热能工程系
z 船用低速柴油机技术 大功率低速柴油机的机型大都是二冲程、单气门直流
扫气、定压增压、长行程、高压缩比的十字头式机。
当前,低速二冲程柴油机的平均有效压力为1.90~1.95MPa, 最高燃烧压力15~15.5MPa,燃油耗率165~171g/kWh, 主机功 率达到100000kW,大修期达28000h以上。
轮机0.5kg/kW.h）
技术发展趋势是：对现有机型进行技术改造，降低排放 和信号特征，不断改善其可靠性和可用性；在简单循环 燃气轮机基础上，发展回热或中冷回热船用燃气轮机， 从而提高单机的功率和效率。
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核动力装置（nuclear power plant）
能动热能工程系
• 核动力的装置定义
– 利用原子核反应堆内核燃料的裂变反应产生热能并 转变为动力的装置。
• 核动力装置结构
– 核反应堆、产生动力的系统和设备（如核蒸汽供应系 统和核电站汽轮机）， 以及为保证设备正常运行、 人员健康和安全所需要的系 统和设备。
• 核动力装置的主要推进方式
– 核反应堆-蒸汽轮机 – 核反应堆-电机
–蒸发的天然气可用作双燃料主锅炉的燃料，生产主 涡轮机用的蒸汽，提供几乎全部需要的推进功率。 重燃油则用作辅助燃料和船舶的压载货物。
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14
汽轮机推进动力装置的特点
能动热能工程系
1. 单机功率大； 2. 转速稳定，无周期性扰动
力，机组振动噪声小；
3. 工作可靠性高；
1. 总重量大，尺寸大； 2. 燃油消耗率高； 3. 机动性差。
油率比蒸汽、燃气动力装
比例增长快；
置低得多；
• B. 柴油机工作中的噪声、振
• B. 重量轻(单位重量的指 标小)；
• C. 具有良好的机动性， 操作简单，启动方便，正
动较大； • C. 中、高速柴油机的运动部
件磨损较厉害； • D. 柴油机低速稳定性差；
倒车迅速； • D. 功率范围广。
• E. 柴油机的过载能力相当 差。
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23
核能推进系统的简单原理
能动热能工程系
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乏 24
产生动力的系统和设备
能动热能工程系
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25
日本福岛核电-沸水堆
能动热能工程系
2011年3月23日星期三
26
船舶核动力装置的优点
能动热能工程系
1）核动力装置使核潜艇能在水下长期连续航行：核动力装
能动热能工程系
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3
第1章 船舶动力装置概论
能动热能工程系
• 船舶动力装置的含义及组成 ？ • 船舶动力装置的类型及特点 • 船舶动力装置技术经济性能指标 • 船舶动力装置的设计原则要求及主要内容
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4
1.1 船舶动力装置的含义及组成
能动热能工程系
保证船舶正常航行、作业、停泊以及船员、旅客正
• 美国舰艇核反应堆，无论是SW系列还是SG系列都采用
板状燃料元件。
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28
核动力装置的应用概况
能动热能工程系
俄罗斯/前苏联舰艇核反应堆的发展按时间大致可分为四代 :
¾ 第一代为20世纪50年代至60年代中期，研制船用压水堆核动力装 置，建造了BM-A型陆上模式堆，反应堆为双流程，热功率为 75MW，轴功率1.75万马力，采用盘管式管外直流蒸汽发生器
¾ 第二代为20世纪60年代至70年代末研制，为紧凑式分散布置，热功 率为177MW，轴功率4万马力，反应堆改为单流程