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船舶聯合動力裝置怎樣設計

發布時間:2022-07-16 12:56:25

① 船舶動力裝置的含義與組成

顧名思義,船舶動力裝置就是為傳播提供動力的裝置.包括主機,中間軸系,尾軸,螺旋槳.以及為這些設備提供支持的各種輔助裝置和各類泵浦.

② 船舶主機的輔助動力裝置

為全船提復供電力、照明和其制他動力的裝置,如發電機組、副鍋爐等。發電機組是船上最重要的輔助動力裝置。蒸汽機船上的發電機組由蒸汽機驅動(有時用小型汽輪機驅動),但容量較小,以供照明電源為主。在汽輪機船上,發電機組由汽輪機驅動,為全船電氣設備提供電源。這種汽輪發電機組大部已系列化,容量從500千瓦到2500千瓦不等,可以自由選擇。在柴油機船上,有2~3台發電機組,由單獨設置的中速或高速柴油機驅動。容量據全船電動機械設備的數量確定,普遍採用440伏三相交流電,頻率有50赫茲和60赫茲兩種。副鍋爐在蒸汽機船和汽輪機船上是供停泊時使用,在柴油機船上供平時取暖和加熱用。柴油機船上的副鍋爐的燃料可以是燃油,也可以利用柴油機排出的廢氣所產生的蒸汽。除發電機組和副鍋爐外,由於現代船上液壓機械設備的驅動需要,還設有液壓動力裝置,其主要部件為液壓油泵,可以用電動機或單獨的柴油機驅動。

③ 船舶輪機的船舶動力裝置的組成

一般來說,船舶動力裝置主要由推進裝置、輔助動力裝置、管路系統、甲板機械、防污染設備、應急設備和自動化設備七部分組成。
推進裝置即為推動船舶航行的裝置,包括主機、傳動設備、軸系和推進器。輔助裝置是指除推進裝置以外的其他產生能量的裝置,包括船舶電站、輔鍋爐、液壓泵站和空氣壓縮機,分別產生電能、熱能、液壓能和壓縮空氣供船舶生產和生活使用。管路系統由各種發件、管路、泵、濾器和熱交換器等組成,用以輸送各種流體工質,以維持船舶的各種機械正常運轉。
甲板機械是為保證船舶航向、錨泊靠泊、裝卸貨物以及起落自身設備所設置的機械的統稱,包括舵機、錨機、鉸纜機、起貨機、尾門尾跳收放系統、吊艇機及舷梯升降機等。
防污染設備是用來處理船上的含油污水、生活污水、油泥及各種垃圾的設備,包括油水分離裝置(附設有排油監控設備)、生活污水處理裝置及焚燒爐等。
應急設備包括為棄船求生或求助生命設置的設備、為機艙失去電力時設置的設備、為避免「癱船」設置的設備等,包括救生艇、求助艇、應急發電機、應急消防泵、應急舵機和應急空壓機等。
自動化設備是為改善船員的工作條件、減輕船員的勞動強度和維護工作量、提高工作效率以及減少人為操作錯誤所設置的設備,包括主、輔機的遙控單元,溫度、壓力、液位的自動調節單元、機艙各設備的工況監視、報警和列印等設備。

④ 軍用船舶的動力推進系統有哪些不同形式

1柴油機推進裝置:比較省油、,經濟性比較好、有良好的操作性、啟動方便、正倒車迅速, 但是不能做到很大的功率,一般用於低速巡航;2;燃氣輪機:能較好的滿足現代艦艇對動力裝置提出的高速、高機動性和極低單位質量的戰術、技術要求,但主機由於沒有反轉性,必須要設置專門的倒車設備;啟動時必須藉助啟動電機或其他機械啟動,所以燃氣輪機的啟動操作性較差;由於燃氣的高溫,葉片材料的工藝需具備良好的材料,且價格昂貴,工作可靠性差,且壽命短。燃氣燃燒由於需要的空氣流量很大,所以需要的管道尺寸較大,不利於艙內的布置。
3蒸氣輪機:能提供較大的功率,機組振動小、噪音少『工作可靠性大、蒸汽輪機使用的低劣燃油料,對滑油的消耗率較低;但是蒸汽輪機的總質量及尺寸很大。占據了船體許多的排水量及空間;燃油的消耗量也大,裝置效率低下,續航力降低;蒸汽輪機的機動性較差,啟動速度慢,一般在艦艇上為保證立即起錨的要求,一般以暖機狀態停泊(不熄火),從而增加停泊時的燃料消耗。
4聯合動力裝置:即蒸汽輪機與燃氣輪機結合方式、柴油機與燃氣輪機結合方式、燃氣輪機與燃氣輪機結合方式。
5核動力裝置:以極少的燃料獲得巨大的能量,保證艦艇能以較高的航速航行極遠的距離;核動力裝置能發出極大的功率;核動力裝置工作時不需要消耗空氣而獲得能量,這就不需要進、排氣裝置。(所以一般潛艇使用較多);但是由於核反應堆需要加裝多層屏蔽系統,使得裝置質量顯著增加,操作管理檢查系統比較復雜,另外在核動力裝置艦船上還必須設置專門的機器設備,用以裝卸核燃料和排除反應堆中載有的放射性排泄物;核動力裝置使用的高技術含量使得裝置的造昂貴。

⑤ 船舶動力裝置的組成結構

主動力裝置,又稱推進裝置,是為船舶提供推進動力,保證船舶以一定速度巡航的各種機械設備,包括主機及其附屬設備,是全船的心臟。主動力裝置包括主機、傳動設備、軸系、推進器等。當啟動主機,即可驅動傳動設備和軸系,使推進器工作。當推進器,通常是螺旋槳,在水中旋轉時就能使船舶前進或後退。
主動力裝置以主機類型命名,主要有蒸汽機、汽輪機、柴油機、燃氣輪機和核動力裝置等五類。現代運輸船舶的主機以柴油機為主,在數量上占絕對優勢。蒸汽機曾經在船舶發展史上起過重要作用,但已經幾乎全被淘汰。汽輪機在大功率船上長期佔有優勢,但也日益為柴油機所取代。燃氣輪機和核動力裝置僅為少數船舶所試用,尚未得到推廣。 聯合動力
為滿足軍用艦艇的需要,將蒸汽、柴油、燃氣三種動力聯合加以採用,作為船舶的推進裝置成為聯合動力裝置。聯合動力裝置的型式有蒸燃聯合、柴燃聯合、燃燃聯合等。這幾種聯合動力裝置在商船上應用極少。此外還有一種聯合動力裝置型式-----電力推進裝置。這種裝置是船舶柴油機驅動發電機將電力產生並提供給船舶電站。
核動力
以反應堆代替普通燃料來產生蒸汽的汽輪機裝置。反應堆中核裂變產生的大能量,被不斷循環的冷卻水吸收,後者又通過蒸汽發生器將熱量傳給第二個迴路中的水,使之變為蒸汽後到汽輪機中作功。
核動力裝置主要用於大型軍艦和潛艇。1959年美國在客貨船「薩凡那」號上試用功率20000馬力核動力裝置成功;1960年蘇聯在破冰船「列寧」號上採用核動力裝置,功率44000馬力。此後,聯邦德國和日本也分別建造了核動力商船。這些船在試航一段時間後,出於法律和民意上的原因停駛。人們擔心放射性物質污染航道、港口和城市環境,因此很多港口拒絕核動力船進港。對核燃料使用後的核廢料也還缺乏妥善處理辦法。這些民用核動力船都已改裝為常規動力裝置船。 輔助動力裝置是用於提供除推進裝置以外的各種能量,供船舶航行、作業和生活需要的裝置,包括為全船提供電力、照明和其他動力的裝置,如發電機組、副鍋爐等。
發電機組是船上最重要的輔助動力裝置。蒸汽機船上的發電機組由蒸汽機驅動(有時用小型汽輪機驅動),但容量較小,以供照明電源為主。在汽輪機船上,發電機組由汽輪機驅動,為全船電氣設備提供電源。這種汽輪發電機組大部已系列化,容量從500千瓦到2500千瓦不等,可以自由選擇。在柴油機船上,有2~3台發電機組,由單獨設置的中速或高速柴油機驅動。容量據全船電動機械設備的數量確定,普遍採用400伏三相交流電,頻率有50赫茲和60赫茲兩種。副鍋爐在蒸汽機船和汽輪機船上是供停泊時使用,在柴油機船上供平時取暖和加熱用。柴油機船上的副鍋爐的燃料可以是燃油,也可以利用柴油機排出的廢氣所產生的蒸汽。除發電機組和副鍋爐外,由於現代船上液壓機械設備的驅動需要,還設有液壓動力裝置,其主要部件為液壓油泵,可以用電動機或單獨的柴油機驅動。 隨著運輸船舶性能上的不斷完善,船上的輔機和設備也日趨復雜,最基本的有:
船舶甲板機械,有舵機、錨機、起貨機等輔助機械。這些機械在蒸汽機船上用蒸汽作為動力,在柴油機船上先是採用電動,現多數已改用液壓驅動。
各種管路系統,有為全船供應海水和淡水的供水系統;為調節船舶壓載用的壓載水系統;為排除艙底積水用的艙底水排出系統;為全船提供壓縮空氣用的壓縮空氣系統;為滅火用的消防系統等等。這些系統所採用的設備如泵和壓縮機等絕大部分是電動的,並能自動控制。
機艙自動化設備,用於保證實現動力裝置遠距離操縱與集中控制,以改善工作條件,提高工作效率。機艙自動化設備包括有自動控制與調節系統,自動操縱系統,集中監測系統。
全船系統,用於保證船舶生命力和安全,為船員和旅客生活服務的取暖、空調、通風、冷藏等系統。這些系統一般都自動調節和控制。

⑥ 船舶動力裝置的類型及特點

船舶動力裝置的分類:
一、蒸汽機動力裝置。
特點:蒸汽機動力裝置結構簡單,造價低廉,管理使用方便,製造工藝要求不高;缺點是熱效率低,本身重量大,特別是大功率蒸汽機的活塞、連桿等運動部件運轉慣性很大,很難平衡,且低壓缸尺寸過大,不能獲得有效的真空度。因此,自從汽輪機動力裝置和柴油機動力裝置在船上試用成功以後,蒸汽機動力裝置即逐漸被淘汰。
二、汽輪機動力裝置。
特點:汽輪機的單機功率大,使用可靠,運轉平穩,無振動和雜訊,檢修工作量小,鍋爐可燃用劣質油。但汽輪機油耗比柴油機高,即使採用再熱循環的汽輪機裝置,每馬力小時的油耗仍達180~190克,比低速柴油機高40%左右。柴油機由於單機功率、燃燒劣質油的能力和可靠性的提高,逐漸取代了汽輪機.
三、柴油機動力裝置。
特點:柴油機動力裝置的最大優點是熱效率高,燃料消耗明顯地低於蒸汽機動力裝置。經過不斷的改進,柴油機動力裝置日臻完善,它的燃料消耗量最低,能使用廉價的渣油,可靠性較高,檢修期間隔長達30000小時以上。熱效率接近50%,因此成為目前應用最廣的船舶動力裝置。
四、燃氣輪機動力裝置。
特點:燃氣輪機動力裝置在50年代開始用於船舶。目前主要用於軍用艦艇。燃氣輪機同柴油機和汽輪機比較單機功率大、體積小、重量輕、加速性能好,能隨時起動並很快發出最大功率。燃氣輪機在高溫、高壓下工作,對燃油質量要求很高,熱效率也比柴油機低得多,因此在民用運輸船舶上應用不多。僅在某些氣墊船上用於驅動空氣螺旋槳。
五、核動力裝置。
特點:以反應堆代替普通燃料來產生蒸汽的汽輪機裝置。反應堆中核裂變產生的大能量,被不斷循環的冷卻水吸收,後者又通過蒸汽發生器將熱量傳給第二個迴路中的水,使之變為蒸汽後到汽輪機中作功。

⑦ 船舶聯合動力裝置的介紹

一般聯合動力裝置是指不同的動力系統聯合,用兩台柴油機或兩台燃氣輪機並車的嚴格地說都不是聯合動力裝置.
最常見的是柴油機+燃氣輪機.這中動力裝置在中小型水面艦艇上應用很廣泛,因為這種聯合動力裝置容易實現並車而且並車後的性能非常穩定.從單獨由柴油機驅動到單獨由燃氣輪機驅動也比較容易.
還有就是蒸汽輪機和燃氣輪機結合的方式,這在大型水面艦艇上應用很廣泛,因為蒸汽輪機單機功率很大,但機動性差,而燃氣輪機機動性強,但燃油系統復雜.兩者結合起來正好發揮各自的優勢.但蒸汽輪機和燃氣輪機的動力系統都過於復雜,且兩者的燃料完全不能共享.所以現在一般都用大功率的柴油機(常常是低速機)來代替燃氣輪機.
還有一種比較常見的就是電動機和柴油機的結合方式,這種方式在潛艇中應用較廣泛.但電動機在水下維持時間短,且功率過小導致潛艇機動性能過差,特別是對現代的大型潛艇,這個問題非常嚴重.隨著核動力技術的發展,這種動力系統已經逐步為單一的核動力系統所取代.

值得注意的是核動力聯合常規動力從本質上說是蒸汽輪機和柴油機的聯合,不是新的聯合動力系統.

⑧ 船舶主機配置及匹配的相關問題

1何為軸線?理論軸線是如何確定的?為什麼有些船舶的軸線具有傾斜角和偏斜角?
答:(1)、軸線是指主機(或齒輪箱)輸出法蘭端面中心至螺旋槳槳轂端面中心間的連線。
(2)、先確定首尾基準,然後用下述方法確定:
拉線法:在規定的位置安裝拉線架,並拉一根直徑0.5—1.0mm的鋼絲調整鋼絲位置使其通過首尾基準點,此時鋼絲就代表理論軸線。
光學法:利用光在均勻介質中直線傳播的原理測定。先將光學儀器按兩個基準光靶調好位置,使光軸同時通過光靶上的十字線中心,此時主光軸就代表理論軸線位置。
(3)、有時為保證螺旋槳浸入水中有一定的深度,而主機位置又不能放低,只能使軸線向尾部有一傾斜角,軸線與基線的夾角α,一般限制在0一5°之間。雙軸線時除α角外,其與船舶縱中垂面偏角β,一般限制在0-3 °。從而保證軸系有較高的推力,不會因α、β角太大而使推力損失過多。
2中間軸軸承跨距的確定受哪些因素的影響?
答:不宜過小:對軸的彎曲變形、柔性和應力影響大(牽制多,附加負荷大);
不宜過大:(1)、軸系迴旋振動和橫向振動限制,若過大,易共振;
(2)、軸系間距過大,會使相應軸段的撓度因其重量的增加而增大,造成軸承負荷分配的不均勻性;(3)、軸承間距太大,受製造與安裝工藝的限制。
2 賽龍軸承的特點
賽龍軸承具有耐磨性高、低摩擦、抗沖擊性能好、加工性好安裝簡便的優點。
3 簡述冷卻管路的功用和形式。
答: 功用:冷卻管路的功用是對船舶上需要散熱的機械設備供以足夠的液體(淡水、海水、江水和冷卻油)進行冷卻,以保證其正常工作。
形式:a.開式冷卻管路:冷卻液體為舷外水(海水、江水),舷外水由船外吸進,冷卻機械設備後,仍排出船外,進行開式循環,又叫直接冷卻。
b. 閉式冷卻管路:由淡水泵吸入淡水對主輔機進行冷卻,舷外水則通過淡水冷卻器帶走淡水的熱量,又叫間接冷卻。
c. 集中式冷卻管路:用一個中央冷卻器取代管路中服務於不同冷卻對象的各分冷卻器,進行海水和淡水的熱量交換。
d. 舷外冷卻管路:將淡水冷卻器裝在船舶水線以下船殼的外板上,利用舷外水進行自然冷卻。
6 溫度調節器的作用
答當溫度調節器和淡水冷卻器並連在柴油機的冷卻水出口管路上時,就能夠使柴油機出來的熱水有一部分不經過冷卻器,而直接排到淡水泵的進口。冷卻水在某一溫度時,波紋管內的蒸汽壓力與彈簧壓力平衡,調節閥處於一定位置。當水溫升高時,波紋管內液體汽化蒸汽壓力增高,推動調節閥上升,使流經冷卻器的水量增加,旁通水量相應減少。反之,旁通水量增加。這樣,通過溫度調節器即可控制此旁通水量,從而控製冷卻水在一定的溫度范圍內
8 船舶設計一般分為哪幾階段?畫出其流程圖。
答:報價設計→方案設計→技術設計→施工設計;
初步設計→詳細設計→生產設計→完工文件編制。
7、船用鍋爐的作用。
答:在一般干貨船(散貨船、雜貨船、集裝箱船)的蒸汽用途
寒冷季節的艙室取暖; 2)加熱生活用熱水;3)廚房各種需要;4)粘性油的加熱;5)蒸汽滅火系統;6)製造淡水;7)特殊用途及雜用。
客船的蒸汽用途與干貨船大致相同,只是生活用蒸汽量比重大。
油船的蒸汽用途
貨油加熱;2)蒸汽驅動的貨油泵;3) 洗艙;4)錨機、絞盤等規范規定使用蒸汽動力機;5)貨艙的蒸汽滅火系統
77 終結匹配設計 :已知主機的功率與轉速、船舶的有效功率曲線、傳動設備與軸系的傳送效率ηs,、槳的收到功率Pd、船身效率ηh等,計算船舶所能達到的航速、螺旋槳的最佳要素(螺旋槳直徑、螺距比及螺旋槳效率)
12.為什麼柴油機要設最低穩定轉速線? 答 a.調速器與柴油機的配合 隨著曲軸轉速的降低,調速器與柴油機在配合中可能出現較大的波動,最終導致柴油機不能穩定運行,或因不均勻度過大而不能正常工作。B.熱力循環的正常運行 曲軸轉速過低時,各缸供油的不均勻度加劇;供油壓力下降,導致柴油霧化不良、混合質量較差;缸內溫度偏低,柴油不能完全燃燒,且各缸燃燒情況差別很大,使轉速波動加劇;缸壁溫度偏低還會加速燃氣對燃燒室組件特別是缸套的銹蝕
C.建立油膜的需要 在軸與軸承及活塞與缸套等有相對運動的機件之間建立保護油膜,相對運動速度是個決定因素。曲軸轉速過低,就不能保證建立連續的油膜。通常,最低穩定轉速nmin=(30%~50%)neb。
20.畫出系泊工況的配合特性圖,並加以說明。
在船舶系泊(不動)的情況下運轉主機和螺旋槳的工況。
船速進速系數均為零,故推進特性較陡,即在同一n時將吸收較大的功率。I是設計狀態下的推進曲線;II為系泊時的,OA為主機額定外部特性;A額定設計工況配合點;B為系泊工況的機槳配合點,在系泊時配合點B處的功率要不額定值Pmc小很多,其轉速也比額定n低,故作系泊實驗時不能把主機n開到額定值,否則將使主機超負荷運行
21.畫簡圖說明船舶減速時的特性。
曲線I 為槳在某一等速航行工況時的推進特性曲線;II、 III 為加、減速時槳的推進曲線,曲線1、2為主機不同供油量時的外特性線;欲使船減速,要求減小槳推力,主機減油,假定以外特性2的b點為起始點,主機供油量減小後,外特性從2變為1,住機遇將的n都減小,而此瞬間,船速由於慣性尚未減小,使得Vp/n增大,故在b點以下的減速線III低於I,平衡點從b轉向b』,在b』點出主機求大於供(供油少了,實際船速高),故使工作點沿曲線1到達a點才穩定下來。(加速情況反過來,從a-a』-b)
22.畫簡圖說明推進裝置附帶負荷的配合特性。
推進裝置附帶負荷是指主機的功率除了用於帶動螺旋槳外,還通過齒輪箱的功率分支軸或傳動軸帶動其它負荷(如發電機、泵等)。
這時主機的供給功率必須等於或大於螺旋槳和附帶負荷的功率之和。
按標定轉速選配時,OA』為主機額定外特性,OB』A為槳推進曲線,n(min)是主機最低運轉轉速。在配合點A』出,主機供給功率=槳吸收功率+附帶負荷所需功率,面積A』ABB』為主機相對槳剩餘功率,按這種方案設計時,在一般常用n內,均可帶動附帶負荷,且仍有剩餘功率(ACB』);
按常用轉速配合時,n0為常用轉速,Ps為n=n0時主機剩餘功率,好處是剩餘功率應用好,但如果按額定航速運行時,主機功率不能附帶負荷了,需要採取彌補措施。

⑨ 軍艦使用的各種動力的特點及優劣各是什麼

⑩ 聯合動力裝置的形式

目前主要有三種形式的聯合動力裝置:即汽輪機+加速燃氣輪機(COSOG或COSAG), 柴油機+加速燃氣輪機(CODOG或CODAG), 燃氣輪機+加速燃氣輪機(COGAG或COGOG).
由不同機種或相同機種的推進主機、並車齒掄傳動裝置構成的動力裝置。艦船推進動力的選擇一般是以滿足艦船最大航速要求為前提條件的,然而艦船的絕大部分時間是在巡航航速以下工況運行。巡航工況所需的主機功率只佔全速航行時總功率的20 %左右。因此,採用單機單槳滿足艦艇全速航行的主機,其絕大部分時間將處於低工況運行狀態,運行性能差,耗油率高,難以滿足艦船續航力的要求。聯合動力裝置是利用不同功率等級的不同型號或不同種類的主機分別作巡航機和加速機使用,使它們在各自的工況范圍內都處於較理想的運行狀態,以獲得較好的經濟性。對於用相同型號主機組成的聯合動力裝置,當部分主機投入運行時可滿足艦船巡航工況的需求,當全部主機同時投人運行時可滿足艦船最大航速的要求。現已應用的聯合動力裝置主要有全柴聯合型、柴燃聯合型、全燃聯合型、燃蒸聯合型、柴電燃聯合型等。由異型機組成的聯合動力裝置,主機及控制系統比較復雜,給使用、訓練、維護、備品備件供應帶來不便。隨著燃氣輪機和柴油機自身性能的提高,有可能採用由單一機型構成的模式。大功率聯合動力中後傳動裝置趨於復雜,大型化的問題值得重視。

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