船舶联合动力装置设计

『壹』 船舶联合动力装置的介绍

一般联合动力装置是指不同的动力系统联合,用两台柴油机或两台燃气轮机并车的严格地说都不是联合动力装置.
最常见的是柴油机+燃气轮机.这中动力装置在中小型水面舰艇上应用很广泛,因为这种联合动力装置容易实现并车而且并车后的性能非常稳定.从单独由柴油机驱动到单独由燃气轮机驱动也比较容易.
还有就是蒸汽轮机和燃气轮机结合的方式,这在大型水面舰艇上应用很广泛,因为蒸汽轮机单机功率很大,但机动性差,而燃气轮机机动性强,但燃油系统复杂.两者结合起来正好发挥各自的优势.但蒸汽轮机和燃气轮机的动力系统都过于复杂,且两者的燃料完全不能共享.所以现在一般都用大功率的柴油机(常常是低速机)来代替燃气轮机.
还有一种比较常见的就是电动机和柴油机的结合方式,这种方式在潜艇中应用较广泛.但电动机在水下维持时间短,且功率过小导致潜艇机动性能过差,特别是对现代的大型潜艇,这个问题非常严重.随着核动力技术的发展,这种动力系统已经逐步为单一的核动力系统所取代.

值得注意的是核动力联合常规动力从本质上说是蒸汽轮机和柴油机的联合,不是新的联合动力系统.

『贰』 何为“全燃联合动力方式”的船用推动装置

1. 何为“全燃联合动力方式”的船用推动装置？
全燃联合动力方式是指一种船用推动装置，它由两台燃气轮机交替或同时驱动传动轴。
2. 全燃联合动力方式的工作原理是什么？
该系统通过传动轮及离合器，可以选择使用任意一个涡轮，或两者同时驱动。
3. 使用两台燃气轮机的优势是什么？
使用两台燃气轮机可以让船舶同时拥有两种不同配置的输出功率。
4. 全燃联合动力方式为何更有效率？
因为燃气轮机在其进行最大输出时最为高效，一个较小的燃气轮机在满功率运转时比其大一倍的燃气轮机在半功率运转时更有效率。
5. 全燃联合推动系统与柴燃联合和柴燃交替动力方式的比较如何？
与柴燃联合和柴燃交替动力方式相比，全燃联合推动系统具有更小的占地面积，但在同一航速下燃料效率不具优势，最高时速也相对较低。

『叁』 船舶动力装置的组成结构

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。 联合动力
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。人们担心放射性物质污染航道、港口和城市环境，因此很多港口拒绝核动力船进港。对核燃料使用后的核废料也还缺乏妥善处理办法。这些民用核动力船都已改装为常规动力装置船。 辅助动力装置是用于提供除推进装置以外的各种能量，供船舶航行、作业和生活需要的装置，包括为全船提供电力、照明和其他动力的装置，如发电机组、副锅炉等。
发电机组是船上最重要的辅助动力装置。蒸汽机船上的发电机组由蒸汽机驱动（有时用小型汽轮机驱动），但容量较小，以供照明电源为主。在汽轮机船上，发电机组由汽轮机驱动，为全船电气设备提供电源。这种汽轮发电机组大部已系列化，容量从500千瓦到2500千瓦不等,可以自由选择。在柴油机船上，有2～3台发电机组，由单独设置的中速或高速柴油机驱动。容量据全船电动机械设备的数量确定，普遍采用400伏三相交流电,频率有50赫兹和60赫兹两种。副锅炉在蒸汽机船和汽轮机船上是供停泊时使用，在柴油机船上供平时取暖和加热用。柴油机船上的副锅炉的燃料可以是燃油，也可以利用柴油机排出的废气所产生的蒸汽。除发电机组和副锅炉外，由于现代船上液压机械设备的驱动需要，还设有液压动力装置，其主要部件为液压油泵，可以用电动机或单独的柴油机驱动。 随着运输船舶性能上的不断完善，船上的辅机和设备也日趋复杂,最基本的有：
船舶甲板机械，有舵机、锚机、起货机等辅助机械。这些机械在蒸汽机船上用蒸汽作为动力，在柴油机船上先是采用电动，现多数已改用液压驱动。
各种管路系统，有为全船供应海水和淡水的供水系统；为调节船舶压载用的压载水系统；为排除舱底积水用的舱底水排出系统；为全船提供压缩空气用的压缩空气系统；为灭火用的消防系统等等。这些系统所采用的设备如泵和压缩机等绝大部分是电动的，并能自动控制。
机舱自动化设备，用于保证实现动力装置远距离操纵与集中控制，以改善工作条件，提高工作效率。机舱自动化设备包括有自动控制与调节系统，自动操纵系统，集中监测系统。
全船系统，用于保证船舶生命力和安全，为船员和旅客生活服务的取暖、空调、通风、冷藏等系统。这些系统一般都自动调节和控制。

『肆』 船舶动力装置由那些部分组成啊其中推进装置指的是什么

还有就是蒸汽轮机和燃气轮机结合的方式,这在大型水面舰艇上应用很广泛版,因为蒸汽轮机单机功率很大权,但机动性差,而燃气轮机机动性强,但燃油系统复杂.两者结合起来正好发挥各自的优势.但蒸汽轮机和燃气轮机的动力系统都过于复杂,且两者的燃料完全不能共享.所以现在一般都用大功率的柴油机(常常是低速机)来代替燃气轮机. 还有一种比较常见的就是电动机和柴油机的结合方式,这种方式在潜艇中应用较广泛.但电动机在水下维持时间短,且功率过小导致潜艇机动性能过差,特别是对现代的大型潜艇,这个问题非常严重.随着核动力技术的发展,这种动力系统已经逐步为单一的核动力系统所取代. 值得注意的是核动力联合常规动力从本质上说是蒸汽轮机和柴油机的联合,不是新的联合动力系统.\ 推进装置一般是螺旋桨或是喷水推进装置！

『伍』 军舰使用的各种动力的特点及优劣各是什么

• 燃气轮机动力装置的发展方向是提高单机功率、热效率和使用寿命，改善低负荷性能，使用低质液体燃料、燃气和天然气。
  

• 核动力装置利用原子核的裂变能通过工作介质(蒸汽或燃气)推动汽轮机或燃气轮机以带动螺旋桨的一种动力装置。已获得实用的唯一装置是压水堆-汽轮机推进装置。以铀235为主的核燃料在压水堆内进行裂变并放出大量热能。

• 压力较高的冷却水在反应堆与蒸汽发生器之间进行循环，一方面使反应堆冷却，同时在蒸汽发生器中将热量传给水，产生蒸汽供给汽轮机作功。核动力装置的特点是核燃料的消耗很少，续航力很大，这对远航军舰和破冰船是很有利的。此外，它不需要空气助燃，发动机无需进气和排气，能为潜艇提供在水下长期航行的可能，同时大大提高潜艇的隐蔽性和水下作战能力。

• 它的缺点是必须备有质量和尺寸较大的防护屏装置和一整套安全防护设施，而且造价昂贵，操纵管理技术复杂，换料和核废物处理等都很麻烦，所以主要是在潜艇和大型水面舰上应用，而在民用船舶中尚难以推广。
  

• 性能要求：为推进船舶和供应船上所需的各种能量，要求船舶动力装置可靠性高、机动性和操纵性好、燃料消耗费用低、振动小、噪声低。对于军舰，还要求耐冲击和有核防护。
  

• 可靠性：动力装置应在规定的航行环境(如风浪盐雾、冰区)和航行状态(如规定风浪下的摇摆、纵倾、横倾等)下安全可靠的运行，这是船舶最重要的性能要求。为此，对动力装置的设计、制造、安装和试验均有专门的船舶建造规范和章程予以规定。可靠性还取决于正确的操纵管理和设备的配置。对重要辅助设备的配置需要考虑到有部分损坏时不致影响动力装置的正常运行。|

• 机动性：包括启动、加速、换向、倒车持续能力和低速稳定工作能力等性能。机动性对于军舰和经常变负荷、变工况的船舶(如拖船、破冰船、渔船和救助船等)尤为重要。

• 各种动力装置的机动性各有优缺点。柴油机和燃气轮机的启动性能好，但低速稳定性较差。汽轮机低工况稳定性好，但启动性较差。双机双桨动力装置能提高船舶的转向能力。调距桨在加速、急停、倒航等机动性能方面较定距桨优越。电力传动虽然两次能量损失较大，但由于有较好的操纵性能而在某些船上得到应用。
  

• 燃烧消耗费用：燃料消耗费用与燃料的种类、价格和消耗率等有关。柴油机的燃料消耗率最低，低速柴油机已达163克/(千瓦??时)以下。蒸汽动力装置可使用包括煤在内的各种燃料，而其他装置尚只能使用液体和气体燃料。

• 低速柴油机已能普遍燃用较高粘度的燃料油(即重油)，甚至已有试用高粘度劣质燃料油的。某些中速柴油机也能使用燃料油，因此可降低燃料费用。高速柴油机和航空派生型燃气轮机用轻柴油，而工业型燃气轮机和大部分中速柴油机则使用重柴油。进一步降低燃料消耗率和采用劣质燃料是动力装置的一个发展方向。军舰因长时间低负荷运行，还应考虑低负荷时的经济性。
  

• 建造成本：建造成本往往与热经济性有矛盾。例如利用废热可以节约燃料，但要增加设备而使造价相应增加。因此在采用新型动力装置和某种节能措施时必须考虑建造成本。采用标准化、系列化产品，简化施工过程等都能降低建造成本。
  

• 重量和尺寸：安置动力装置的机舱是船的非生产性容积,应尽量减小,因而对动力装置的重量和尺寸大小就有一定的限制。军舰航速高、功率大，对动力装置的重量和尺寸有更高的要求。例如，高速驱逐舰汽轮机动力装置的比重量通常只有13.5～20千克/千瓦,但动力装置的重量却占去军舰标准排水量(指军舰空载排水量加上额定人员、淡水、粮食、弹药、供应品、给水、锅炉和凝汽器内常用水位的水、机器内的润滑油，但不包括燃料、备用润滑油和备用锅炉水时的排水量)的1/6～1/4。在各种动力装置中，航空派生型燃气轮机装置重量最小，而低速柴油机和蒸汽机装置重量最大。低速柴油机装置重量虽大，但耗油少，故燃料储量也少，对总重量仍然有利。
  

• 振动：振动影响船员和旅客的舒适性，对于军舰还影响其隐蔽性。严重的振动会导致设备、仪表和船体局部结构损环。振动主要来源于往复式机器和螺旋桨。柴油机运转时,其动力是不平衡的,因此在设计和制造时应采取适当的平衡措施，如装设平衡质量、平衡装置。在发动机与机座之间安放弹性隔振器可以减少和隔离机器振动向船体传递。螺旋桨因机械不平衡和工作在不均匀流场中而引起的船舶振动，在制造时可通过精细的平衡和采用合适的桨叶叶梢与船体之间的间隙来解决。
  

• 发动机与螺旋桨的激励力会使推进轴系发生振动，包括扭转振动、回旋振动和纵向振动。推进轴系的扭转振动是由发动机和螺旋桨的不均匀扭矩引起的，它会导致轴系断裂和传动齿轮损坏。划定转速禁区、改变推进系统的自振频率(如加大轴径、采用弹性联轴节)、降低干扰力矩和采用减振器等，可减少以至消除扭转振动。回旋振动又称横向振动，是由轴系设备的制造和安装误差、材质不均匀、螺旋桨的干扰力引起的，它会导致艉管密封漏水或漏油、轴承磨损、轴承座松动，甚至破裂。调整中间轴承位置和数目和改变螺旋桨叶数，可减少回旋振动。纵向振动是由螺旋桨推力不均匀引起的，它严重时会使推力轴承严重磨损和烧坏、曲柄箱破裂、传动齿轮损坏。改变桨叶数、加强推力轴刚度、对轴系进行中校核等，可减少纵向振动。
  

• 噪声：中速柴油机、高速柴油机、燃气轮机、减速齿轮箱、通风机、增压器、空压机和齿轮泵等设备是最强的噪声源。为降低机舱噪声级、改善工作环境，一般采取下列措施：①减少噪声的传出，如装设消声器和隔声罩；②吸收噪声的能量，如装设吸声屏板和敷设吸声材料；③设置隔声效果好的集中控制室，使轮机员和机器设备分开