• 重型燃气轮机为工业型燃机，如GT26和PG6561B等燃气 轮机，其优势为运行可靠、排烟温度高、联合循环组合 效率高，主要用于联合循环发电、热电联产。
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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
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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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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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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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日本福岛核电-沸水堆
能动热能工程系
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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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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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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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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