
- •Проектирование судовых энергетических установок (сэу)
- •Введение
- •1. Цель и методы проектирования
- •1.1 Принципиальные схемы судовых энергетических установок.
- •1.2 Проектирование принципиальных схем сэу
- •2. Методы обеспечения надежности систем без учета восстановления отказавших элементов.
- •2.1 Методы расчета надежности системы
- •2.2 Метод структурных схем.
- •2.3 Метод логических схем.
- •2.4 Метод статистических испытаний.
- •3. Выбор главного и вспомогательного оборудования сэу.
- •3.1 Выбор главного двигателя судна
- •3.2 Методика выбора насосов энергетических систем сэу.
- •3.3 Резервирование насосов судовых энергетических систем.
- •3.4 Методика выбора теплообменных аппаратов
- •3.5 Типовые принципиальные схемы энергетических систем сэу.
- •3.6 Проектирование судовых валопроводов.
- •4. Системы утилизации и регенерации теплоты в сэу.
- •4.1 Системы утилизации теплоты в сэу
- •4.2 Системы регенерации теплоты в спту.
- •4.3 Результаты исследования. Вариантов принципиальных схем термодинамических циклов яэу.
- •Энергетические показатели яэу
- •4.4 Анализ результатов исследования принципиальных схем термодинамических циклов яэу.
- •5. Вспомогательные энергетические установки.
- •5.1 Судовая электростанция
- •5.2 Вспомогательная парогенерирующая установка
- •6.1 Расположение сэу в корпусе судна
- •6.2 Проектирование расположения оборудования сэу в машинном отделении
- •6 3 Расчет массовой ( весовой ) нагрузки по сэу
- •6.4 Определение центра массы сэу.
- •Приложение 1
- •Исследование влияния диаметра трубок охладителя н величину поверхности теплообмена
- •Вариант системы охлаждения двигателей сэу непосредственно с передачей теплоты через борт судна.
- •Оглавление
Исследование влияния диаметра трубок охладителя н величину поверхности теплообмена
Расчеты проводились применительно к величине теплового потока а охладителе 1500 кВт. Результаты представлены в таблице 2 и на рис.1.
Таблица 2.
№ |
Диаметр трубок м. |
Коэффициент
тепло отдачи
Вт./
|
Поверхность теплообмена . |
1 |
0.013 |
999.6 |
21.2 |
2 |
0.015 |
969 |
21.5 |
3 |
0.017 |
942 |
22.7 |
4 |
0.019 |
912 |
24 |
Рис 1 Зависимость поверхности теплообмена килевого охладителя от диаметра трубок.
Исследованиями установлена зависимость поверхности теплообмена от диаметра трубок, согласно которой с уменьшением диаметра величина поверхности теплообмена сокращается. Отсюда при проектировании килевых охладителей следует принимать по возможности трубки меньшего диаметра ограничивая его технологическими соображениями.
Вариант системы охлаждения двигателей сэу непосредственно с передачей теплоты через борт судна.
Расчеты выполнены с использованием условий, принятых в первом варианте. Суммарная длина борта судна для передачи теплоты принималась равная 10, 20, 30, 40 метрам Результаты расчетов приведены в таблице 3 и на рис 2.
Таблица 3
№ |
Длина поверхности м. |
Коэффициент
теплоотдачи Вт/ |
Поверхность теплоотдачи |
Высота поверхности теплоотдачи м. |
1 |
10 |
80 |
268 |
26.8 |
2 |
20 |
79.8 |
268 |
13.4 |
3 |
30 |
79.5 |
268.5 |
8.95 |
4 |
40 |
79.2 |
270 |
6.75 |
Рис 2 Зависимость поверхности теплообмена от ее длины.
Выводы.
Массо-габаритные показатели систем охлаждения, полученные исходя из условия работы СЭУ на полной мощности при стоянке, могут оказаться завышенными, с учетом требования РМРС для одновальных судов иметь один резервный охладитель
Возможные решения:
- распределения суммарной поверхности охлаждения на 4 охладителя по 2 на борт;
- проектирование охладителя следует выполнять при работе установки на мощности, обеспечивающей только потребности судна в электроэнергии без хода;
-
проектирование охладителей только на
ходовых режимах, при самопроточной
циркуляции забортной воды в охладителях.
В этом случае, определение коэффициента
теплопередачи следует осуществлять по
уравнениям для вынужденной циркуляции
забортной воды. При этом необходимо
знать скорость движения воды в пучке
трубок охладителя в режиме самопротока,
возникающего в результате разности
гидродинамических сил в зоне приемных
и отливных отверстий охладителя для
забортной воды .Для приближенной оценки
можно полагать, что в этом случае, общий
коэффициент теплопередачи может
достигать 2000 Вт/м
.и тогда потребная поверхность теплообмена
сократится примерно в 6 раз. Размещение
таких охладителей в корпусе судна
возможно.
- очевидно что окончательное решение о применении подобной системы может быть принято после исследования условий плавания судна в южных широтах где потребуется система охлаждения с принудительной циркуляцией действующей совместно с самопротоком на малых ходах судна.
Учет
термического сопротивления со стороны
пресной воды к трубкам вносит несущественную
поправку. Так, при скорости пресной воды
в трубках К.О. равной 3 м/с коэффициент
теплопередачи сократится с 309вт/м
.до
303вт/м
.Температурный
градиент в стенке трубки толщиной 2 мм
составляет 0.47
Учитывая приближенность исследования,
полученными изменениями в расчете
теплопередачи можно пренебречь
Приложение 2
Параметры ПАЭС.
Параметры плавучей атомной электростанции приводятся в качестве справочной информации для выполнения аналогичных проектов.
Таблица 1
№ |
Наименование параметров. |
Размерность |
Величина. |
1 |
Мощность электрическая |
МВт |
60 |
2 |
Мощность тепловая |
МВт |
40 |
3 |
Давление пара перед ПТУ |
МПа |
3.5 |
4 |
Температура пара перед ПТУ |
|
285 |
5 |
Частота вращения ГТ. |
Об/мин. |
3000 |
6 |
Давление пара в отборе № 1 |
МПа |
0.083 |
7 |
Давление пара в отборе № 2 |
МПа |
0.36 |
8 |
Давление пара в отборе № 3. |
МПа |
0.95
|
№ |
Наименование параметров. |
Размерность |
Величина. |
9 |
Давление пара за ГТ |
МПа |
0.005. |
10 |
Давление питательной воды. |
МПа |
7.0 |
11 |
Перепад давления пит. воды на фильтрах |
МПа |
1.05 |
12 |
Давление масла в системе смазки. |
МПа. |
0.95. |
13 |
Температура пит.воды в теплофикационном отборе |
|
139 |
14 |
Температура пара за ГТ |
|
33 |
15 |
Температура пара в отборе № 1 |
|
94 |
16 |
Температура пара в отборе № 3 |
|
177 |
17 |
Температура пит. воды за ППВ № 1 |
|
70 |
18 |
Температура пит. воды за ППВ № 2 |
|
130 |
19 |
Температура пит. воды за ППВ № 3 |
|
170 |
№ |
Наименование параметров. |
Размерность |
Величина. |
20 |
Температура пит. воды за деаэрат. |
|
104 |
|
|
|
|
21 |
Температура заб. воды |
|
10 |
22 |
Температура заб. воды за главным конденсатором |
|
22 |
23 |
Поверхность нагрева ПВД |
|
110 |
24 |
Поверхность нагрева ПНД |
|
90 |
25 |
Масса ПТУ в рабочем состоянии |
т |
486 |
26 |
Габарит ПТУ L*B*H |
м |
13.4*7.6*8.4 |