船舶动力装置概论知识点集锦.doc

第一章1、船舶动力装置定义：将燃料化学能转化为热能、机械能是船舶产生推进力保证船舶航行和提供能量消费的全部机械、设备和系统总和体。2、就打性能指标： 排水量 容积 航速 续航力 自给力 生命力 机动性 隐蔽性 耐波性 3、对动力装置的要求： 功率足够大 质量轻尺寸小 经济性好，耗油率低 机动性好，4、动力装置性能指标： 1 技术指标 功率指标 重量指标 尺寸指标2 经济指标 动力装置燃料消耗率 主机燃料消耗率 动力装置每海里航程燃料消耗率 动力装置有效热效率 动力装置的建造 运转及维修经济性3 运行性能指标 机动性 可靠性 隐蔽性 遥控和机舱自动化 生命力 5动力装置的类型及特点1 柴油机 优 经济性高（耗油率低） 燃大于蒸大于柴 重量轻 机动性好 缺 单机功率低 工作震动 噪声大 大修期限短 低速工作区稳定性差 滑油耗油率高2 汽轮机 优 单机功率大 振动噪声小 大修期限长 可用劣质油 华油耗油率低 本身结构简单维修方便 缺 动力装置复杂 燃油耗油率大 效率低 机动性差 3 燃气轮机 优 单机功率大 机动性好 缺 本身不能反转 进出口噪声大 叶片造价高，可靠性差 耗油高 机舱布置困难4 联合 优 保证足够大功率下尺寸重量小 操纵方便备车迅速 机动性好加速迅速 两机组公用一个减速齿轮 具有多机组并车的可靠性缺 舰上和基地需准备两种不同机型的备件5 核 优 功率大 不消耗空气而获得能量 缺 重量尺寸大 操纵管理监测系统复杂 造价昂贵 第二章1 柴油机的组成 固定机件（机座 机体 主轴承 气缸套 气缸盖） 气缸盖（密封气缸，与活塞和汽缸套一起组成燃烧室） 运动机件（曲柄连杆机构 （活塞组、连杆组、曲轴） 活塞组（活塞销，活塞环，衬套，活塞销盖） 活塞分非冷却式（整体铝）和冷却式（组合式水冷、组合式油冷） 活塞环（密封气缸、导热、调节润滑油量） 配气机构（气阀机构，凸轮轴，传动装置） 燃油系统 辅助机件 还有润滑 冷却 启动和控制等系统2上止点：活塞距离曲轴中心最远的位置称为活塞的上止点3 四冲程 进气 压缩 燃烧膨胀 排气（气阀早开晚关） 4 二冲程 一 活塞从下止点向上止点运动，清除废弃，压缩新鲜空气二 活塞从上止点向下止点运动，燃烧的燃油推动活塞向下运动作功 优 功率大 扭矩的均匀性好 缺 扫气时间短 各部件温度高 5 二冲程柴油机的形式： 气孔式直流换气 横流换气 回流换气 6 提高柴油机功率的有效方法是增加进气缸的空气量和燃料7增压柴油机分 机械传动的增压机（增压器叶轮通过传动齿轮由曲轴带动） 废气涡轮增压机（增压叶轮直接有废气涡轮驱动，与曲轴没有机械联系）8多缸柴油机 四冲程柴油机每个工作循环中，只有燃烧膨胀冲程才作功，其他冲程消耗功，造成转速不均匀，达不到匀速运转的要求，又使各运动零件工作过程受到冲击，造成磨损或损毁，故用曲轴上安装飞轮和采用多缸来增加柴油机运转均匀性（发火间隔 =720/I i为汽缸数）9 柴油机分类 结构特点 筒形活塞柴油机 （结构简单，气缸与缸套磨损较大十字头活塞柴油机（磨损小，不易卡死，寿命长，防止燃油进入曲轴箱 汽缸数气缸布置 单缸机 多缸机 用途 固定式 移动式10 柴油机技术指标 动力性指标 有效功率 标定功率 平均有效压力 转速和活塞平均速度 经济指标 燃油耗油率 华油耗油率 重量和外形尺寸指标（评价柴油机结构紧凑性和金属材料利用率的指标）第三章1、燃气轮机（压气机，燃烧室，燃气涡轮）2、简单开始循环：等熵压缩、等压加热、等熵膨胀、等压放热3、热力性能指标 循环比功 1kg工质流量完成一个热力循环后向外界输出的功4、温比相同时，压比由小增大循环热效率和循环比功都有一个极大值 温比增大 效率和比功都显著提高5、改善循环途径 提高循环热效率 回热循环 （利用动力涡轮的排气去加热流出压气机的高压气体，使空气进入燃烧室之前从排气中回收一部分热量）利用排气余热的燃气 蒸汽联合循环 提高循环比功 中间冷却循环 再热循环6压气机 基元级：视级内的流动为一元流动，就可以用压气机级通流部分平均半径rm,高度为dr的级流动工作过程来代替整个级的工作过程 基元级反动度：动叶栅中增压占整个基元级中增压的比率=动叶栅实际耗功Wb/输入级机械功Wip 喘振：当流量减少而轮周转速不变时，出现正冲角，i0，当气流正冲角大于某个临界值时，就会迫使气流在叶栅中产生强烈的旋转失速，当再增大气流正攻角时，旋转时速加剧，造成前面级和中间级怎呀能力下降，而造成后面几的堵塞，而后面级的堵塞又会造成前面级的分离更加严重，从而导致喘振， 现象：压气机的流量和压力产生大幅度，低频率，周期性波动，并伴随有空气倒流回大气和风啸般的喘吼声，甚至叶片断裂。 预防：中间级放气法 可转导叶法 双转子压气机法 合理选择运行工况线7燃烧室 组成：火焰管，涡流器，喷油嘴，混合器 从压气机出来经涡流器进入火焰管的为一次空气，为燃料燃烧所必须的空气，25，进入火焰管与燃烧室外壳之间的环形空间的冷却用空气为二次空气 燃烧室要求：:燃料要完全燃烧，燃烧过程要稳定，流动阻力小 提高燃烧热强度，以减少燃烧室尺寸和重量 高温元件较好冷却 工艺简单 运行维修方便 结构形式：圆筒行燃烧室，管式燃烧室，环形燃烧室，8火焰管的冷却：火焰管工作条件恶劣，承受高温负荷和机械振动，常常发生变形，甚至发生损毁，二次空气流经外壳，是使外壳额冷却，采用冷却膜冷却内壁9 涡轮：将来自燃烧室的高温高压燃气中的能量尽可能多的转变为机械功分类： 轴流式，径流式轴流式特点： 工质流量大，对燃气涡轮不见效率要求高，燃气轮机结构轻巧基本结构：燃气发生器燃气涡轮：驱动压气机和传动附件动力燃气涡轮：带动螺旋桨组成：转子结构（叶轮，轮盘在内的所有转动零件） 静子结构（静叶，机匣在内的所有静止零件）第四章1锅炉组成：锅炉本体，过热器，经济起，空气预热器，燃烧装置，通风系统和其他辅助装置2参数：蒸汽量，蒸汽温度，蒸汽压力3分类：按蒸汽压力分低压、中压，高压 按烟气流动途径：水管，火管 按水循环：自然循环水管锅炉与强制循环水管锅炉 按炉膛压力：普通锅炉与增压燃烧锅炉4锅炉燃料：煤和重油5燃烧设备：喷油器（机械式，蒸汽式，空气式，超声波雾化式） 机械式：直射式，离心式 旋杯式 船舶多采用简单离心式和回油式喷油器6自然水循环原理： 左管呗高温烟气加热，密度减小，右管仍为液态密度大，故左管流体上升，右管（下降管）下降，使水自行循环流动7强制循环：压力越高，气水密度差越小，自然水循环月不可靠，只能依靠水泵驱动循环式流动8蒸汽过热器：将汽包送出的蒸汽进一步加热使其温度升高为过热蒸汽以提高循环效率9蒸汽过热器温度调节：在过热器出口调节， 在过热器中间进行调节 烟气调节法10 尾部受热面：经济器：预热锅炉给水，后送入汽包， 优：代替了蒸发受热面，温差大、强迫流动故可用较细的管子，结构简单、造价小 降低汽包承受热应力，改善工作条件 要求：可靠性高，重量尺寸小，保证给水的预热温度，便于维修 空气预热器：利用锅炉排烟的热量加热送入锅膛的空气，以进一步降低排烟温度，提高锅炉效率 铸铁式空气预热器，管式空气预热器，管式蒸汽空气预热器 回转式空气预热器11锅炉工作过程： 主要靠各种传热方式（辐射，传导，对流）吧燃烧火焰和高温烟气的热量传递给工质12影响循环特性的因素：（自然循环） 锅炉工作压力 受热强度 回路高度 上升管和下降管阻力尽量小13自然循环故障 循环停滞和倒流 汽水分层 下降管带汽14蒸汽的净化： 污染原因 选择性携带和水滴携带15锅炉内汽水分离装置 重力分离 惯性分离 离心力分离 水墨分离16锅炉的通风：自然通风和机械通风（压力通风，诱导通风，平衡通风）17汽轮机：利用蒸汽热能来作功的热力发动机18汽轮机件结构组成：汽轮机，冷凝器，齿轮减速器19分类： 按工作原理：冲动式和反动式】按功用：主汽轮机和辅汽轮机】按工作转速：变转速与定转速20汽轮机基本结构：喷嘴与隔板 汽缸 工作叶片 转子与主轴 轴承 密封盒汽封抽气系统 滑油及安保系统21安保系统：汽轮机超速保护 滑油低压保护 转子轴向位移保护 冷凝器低真空保护 汽轮机振动保护22汽轮机功率调节： 气质调节法（滑参数运行，节流调节） 气量调节法 混合调节23机组运行：汽轮机组的启动（启动前准备 ，滑油加热，冷凝器抽真空，暖机，启动）汽轮机的运行，停机工作24冷凝器：接收主汽轮机排气，密闭的表面式热交换器，热力循环中的冷源 功用：回收工质 建立真空，低压课提高循环效率 使冷凝水接近饱和，除去含氧，减少对设备的腐蚀 第五章1核动力装置有点：能量密度高，续航能力强， 不依赖氧气 功率大 运行稳定 2裂变结果： 产生裂变碎片 释放出新中子 释放出能量3裂变类型：自持型 发散型 收敛型4反应堆组成：堆芯、反射层、对内支撑构件、压力壳、控制棒驱动机构和放射性防护措施5反应堆形式：按用途：动力堆，生产堆，研究实验用堆 按中子慢化剂：轻水堆，重水堆，有机堆，石墨堆 按中子能量：快中子堆，热中子堆，中能中子堆5一回路组成：一回路主冷却剂系统，压力安全系统，净化系统，余热危急冷却系统 一回路系统的布置： 【分散式布置】【各主要设备在安全壳内呈分散状态，依靠较长的主管道相连接】 【紧凑式布置】【蒸汽发生器，主冷却剂泵和稳压器均紧靠反应堆四周布置，主管道非常短】 【一体化布置】【省去了主管道，压力容器顶盖和和蒸汽发生器入口封顶，减少了一回路冷却剂的流动阻力，提高的反应堆冷却剂自然循环能力】6二回路系统组成：蒸汽系统， 蒸汽排放系统 ，密封抽气系统，滑油系统，冷凝给水系统，高低压疏水及泄放水系统，冷却水系统，造水系统7多道屏障：【1】燃料元件包壳 【2】包容冷却剂的一回路承压边界【3】堆仓（安全壳）8纵深防御：一 主要考虑四事故的预防，要求核动力装置必须按照严格的质量标准和质量保证措施进行设计制造和运行 二 防止运行中出现的偏差发展成事故 三 控制假象事故引起的后果第六章1五种类型： 蒸燃COSAG COSOG，柴然CODAG CODOG，燃燃COGAG COGOG，柴柴CODAD，燃蒸COGAS2电力推进组成：螺旋桨，电动机，发电机，原动机，调节控制设备3电力推进特点：操纵灵活，机动性好 易于获得理想的拖动特性，提高船舶的战术技术性能 推经装置可以由好几个机组承担，增加灵活性 原动机同螺旋桨无硬性连接，有利于减低振动，降低噪声 装置重量大，中间损耗大，初投资大,需要维修运行的人员技术水平高4船舶齿轮箱：【功能】减速和变速 采用分车或并车以组合或分配功率 礼盒与倒顺车，船舶齿轮箱中离合器是主要设备 自动同步切换工作主机 抵抗冲击和震动 满足主机布置要求5船舶齿轮箱组成：传递功率 减速 润滑冷却 倒顺车 并车 功率输出端 6船舶离合器：便于主