Алгоритм выполнения проекта по сэу

1. Определение потребной мощности главного двигателя;

2. Определение автономности плавания и запасов горюче смазочных материалов;

3. Выбор типа главного двигателя и способа передачи мощности;

4. Уточнение расчетов по двигателю и движителю, определение скорости хода, уточнение частоты вращения двигателя и движителя;

5. Выбор вспомогательных механизмов машинного отделения;

6. Определение загрузки электростанции на основных режимах работы.

7. Подбор и комплектация оборудования электростанции;

8. Определение потребности судна в горячей воде и паре;

9. Выбор теплоносителя, подбор и комплектация котельной установки;

10. Составление пояснительной записки по механической установке, составление весовой нагрузки.

Испытания сэу

Цель: проверка указаний и требований, содержащихся в рабочей записке документации, в правилах постройки и других нормативных актах, а также количественная и качественная оценка характеристик, определяющих эффективность эксплуатации судна.

Применительно к СЭУ проводят следующие испытания:

1. Испытание материалов и заготовок;

2. Испытание отдельных узлов и элементов;

3. Стендовые испытания механизмов и другого комплектующего оборудования;

4. Испытание сборочно-монтажных единиц;

5. Испытание систем;

6. Швартовые испытания;

7. Ходовые испытания;

8. Эксплутационные испытания (в присутствии эксплуатирующей организации).

Исходные данные:

1. Тип и назначение судна;

2. Скорость хода на основных режимах;

3. Район плавания и автономность, определяется в первом приближении нахождения главных элементов судна;

4. Число и тип двигателей;

5. Требуемая мощность.

Выбор типа установки: выбор типа установки производится на основе ряда возможных вариантов удовлетворяющих поставленным требованиям. В качестве критерия оптимальности чаще применяют критерии экономной эффективности.

Тип движителя и количество установок: на большинстве судов применяется погружной винт. На судах с малым водоизмещением применяется крыльчатый движитель. Выбор типа движителя влияет на тип двигателя.

Тип главных двигателей и установки

На выбор главного двигателя и установки влияет:

1. Мощность установки;

2. Автономность судна;

3. Продолжительность основных ходовых режимов;

4. Требования к маневренным качествам судна.

Определение потребной мощности судна

Где: G=T – центр тяжести,

R – сопротивление движению судна Н,

,

- площадь смоченной поверхности.

При движении судна на него действует дифферентующий момент:

М_д=Ra+Pb=Td

R_x – буксировочное сопротивление, R_x=P

N_R – буксировочная мощность, кВт

.

На рисунке представлены буксировочные кривые представляющие собой зависимость сопротивления воды и буксировочной мощности от скорости. В интервале «ОА» и «ОА^/» они представляют квадратичные и кубические параболы соответственно для водоизмещения судна.

где: z – тяга на гаке,

x – число движителей

,

- удельная нагрузка на винт,

,

N_у – мощность установки,

k_н – коэффициент запаса мощности, увеличивает мощность на величину возрастания сопротивления в процессе эксплуатации,

k_н = 1,15…1,2 – для дизельных установок.

k_н = 1 – для турбинных установок.

При отсутствии теоретического чертежа:

- одновальная установка

- двувальные суда

- туннельные обводы

- винт в насадке

T_К – осадка кормой

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВАЛОПРОВОДА

1) Определение координат оси валопровода.

- зазор.

- принимается равным: -для речных судов (винт в ДП)

(винт в борту)

-для морских судов

. Если , то сказывается взаимное влияние винтов друг на друга, следовательно, КПД снижается.

не должно быть меньше 0.

- расстояние от лопасти винта до ахтерштевня. Определяется экспериментально при испытаниях модели в бассейне.

устанавливается из условия досмотра фундаментной рамы двигателя.

Меньшие зазоры , , , вызывают сильную вибрацию кормовой оконечности судна.

Обычно выбирают направление движения винтов от ДП к бортам. При этом плавающие предметы отбрасываются к бортам в сторону.

- уклон валовой линии.

- угол верности.

Лучше, когда .

- пересечение осей валовых линий.

зависит от положения центра тяжести (либо в корму, либо в нос).

Положение точки предпочтительнее из условия лучшей манёвренности (при работе винтов “враздрай” появляется крутящий момент).

2) Составление конструктивной схемы валопровода.

1 – гребной винт,

2 – кронштейн,

3 – предохранительная труба,

4 – гребной вал,

5 – дейдвудное устройство,

6 – водонепроницаемая переборка,

7 – сальниковое уплотнение,

8 – соединительные муфты,

9 – промежуточный вал,

10 – опорный подшипник, в который уложен промежуточный вал,

11 – тормоз,

12 – упорно – опорный подшипник,

13 – упорный вал,

14 – вал – проставыш (коротыш, технологический вал),

15 – технологический подшипник,

16 – редуктор или эластичная муфта,

17 – главный двигатель.

3) Определение минимальных диаметров валов.

Из Морского Регистра:

1. расчёт ведётся с определением диаметров промежуточного вала:

, мм,

где - коэффициент, зависящий от типа установки. Он принимается:

- для установок с ДВС, оборудованных гидравлическими и электромагнитными муфтами;

- для установок с ДВС и механической передачей;

- расчётная мощность на промежуточном валу, кВт;

- расчётная частота вращения промежуточного вала, об/мин.

2. расчётный диаметр гребного вала:

, мм,

100 – коэффициент, учитывающий тип установки;

- коэффициент, принимаемый в зависимости от конструкции гребного вала:

- бесшпоночное соединение гребного вала и винта,

- если соединение шпоночное.

Дополнительные условия:

Диаметр вала, изготовленного из стали с МПа:

-

уменьшенный по сравнению с расчётным диаметром.

Во всех случаях временное сопротивление должно приниматься не более 800 МПа для промежуточного и упорного вала, и не более 600 МПа – для гребного вала. Если в валу выполнено осевое отверстие, то его диаметр не должен превышать:

Из Речного Регистра:

1. , мм,

- постоянный коэффициент,

для валов судов класса М и О,

для валов судов класса Р и Л;

- номинальная мощность, передаваемая промежуточным валом, кВт;

- частота вращения вала, об/с;

- коэффициент, который:

- для установок с ротативными двигателями (турбинными двигателями),

- для установок с ДВС,

,

- момент инерции гребного винта, ,

- суммарный момент инерции,

- без редуктора,

- с редуктором.

Если момент инерции отсутствует, то:

- для установок с двухтактными ДВС,

- для установок с четырёхтактными ДВС.

принимается по таблице:

Число цилиндров
	четырёхтактные	двухтактные
1	14	8
2	6.4	3.8
4	2.8	2.2
8	2	1.2
12	1.4	1.05

Диаметр упорного вала в районе упорного гребня должен превосходить принятый диаметр промежуточного вала не менее, чем на 5%.

При контакте воды с валом мы должны поставить облицовку, чаще всего бронзовую. Для предотвращения коррозии вала необходимо исключить прямой контакт материала вала с водой.

Толщина облицовки:

, мм,

- диаметр принятого вала (округлённый до целого числа).

Облицовка может быть выполнена из частей.

Расчётные диаметры валов обычно увеличиваются:

1. на ремонтную обточку,

2. на ледовое усиление.

4) Расчёт на прочность (определение опорных реакций и построение эпюр перерезывающих сил).

- расчёт Сен-Венана на расчётно-статическую прочность,

МПа.

Не допускаются нулевые реакции.

5) Расчёт вала на выносливость.

Ведётся по формуле:

,

,

МПа,

- увеличение момента, связанное с неравномерностью работы двигателя,

- предел выносливости материала вала стандартного образца на изгиб при симметричном цикле нагружения,

- амплитуда касательных напряжений от крутящего момента,

- момент сопротивления.

Недостатки этой формулы:

не учитывает наличие концентраторов напряжения и масштабный эффект.

6) Расчёт вала на поперечные колебания.

Причиной появления поперечных колебаний является несовпадение действия оси вала и оси вращения.

, кол/с,

- длина пролёта,

- распределённая нагрузка.

Данная формула применяется для катеров и быстроходный судов.

Для водоизмещающих судов:

,

- упор винта,

- критическая сила при расчёте на продольную устойчивость. Отрицательна, если происходит сжатие вала (при движении судна вперёд).

7) Расчёт на крутильные колебания.

Они вызваны неравномерностью вращения вала.

, МПа.

Как видно из формулы, допускаемые напряжения зависят от частоты вращения коленчатого вала, и чем меньше частота, тем напряжения меньше.

КОНСТРУКЦИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ВАЛОПРОВОДА

ГРЕБНОЙ ВАЛ

Назначение: передача крутящего момента от двигателя к движителю.

- длина кормовой шейки.

Бывает, что облицовка может выполняться только в районе шеек.

КОНСТРУКЦИЯ ПРОМЕЖУТОЧНОГО ВАЛА

Промежуточный вал размещается между гребным валом и двигателем, он соединяет гребной вал с упорным валом. Эти валы работают в более благоприятных условиях, чем гребной; эти валы не соприкасаются с водой и не требуют антикоррозионной защиты. Их количество зависит от расположения машинного отделения. У танкеров и сухогрузных судов с кормовым расположением машинного отделения эти валы могут отсутствовать, так же как у судов с гидравлическими передачами.

УПОРНЫЙ ВАЛ

Предназначен для передачи упора, создаваемого движителем (винтом), на корпус судна.

Схема упорного вала применительно к подшипникам Митчеля:

Накатка делается для предотвращения протекания масла из корпуса подшипника.

Упорный подшипник (или вспомогательный подшипник) стараются расположить как можно ближе в нос сразу за промежуточным валом. Если главный упорный подшипник рассчитывается на упор, развиваемый винтом, то вспомогательный подшипник рассчитывается на передачу, составляющую 25 % от упора.

ДЕЙДВУДНОЕ УСТРОЙСТВО

Если винт выступает далеко из корпуса, то в состав гребного вала включают ещё дейдвудный вал.

Назначение дейдвудного устройства:

Обеспечить выход вала из корпуса судна наружу, а также обеспечить уплотнение по гребному валу (предотвратить попадание воды из – за борта в корпус судна)

Состав:

Дейдвудное устройство состоит из дейдвудной трубы, дейдвудных подшипников, уплотнения, а также систем смазки и охлаждения.

Классифицируется:

1. по числу – с двумя подшипниками, с двумя дейдвудными и одним выносным подшипником,

2. по месту расположения,

3. по типу подшипника.

Дейдвудные подшипники выполняют по принципу скольжения.

Дейдвудная труба выполняется цельно – литой или сварной.

По способу крепления к корпусу втулки могут быть приварными или вкладными.

Крепление осуществляется с помощью шпилек.

Дейдвудные подшипники выполняются с водяной или масляной смазкой. Если диаметр вала до 250 мм, то возможно применение подшипника качения.

Подшипники скольжения представляют собой металлическую втулку, внутренняя поверхность которой покрыта антифрикционным материалом.

При водяной смазке втулки выполняют из бронзы или латуни, при масляной – из чугуна.

Материал облицовок:

1) Бакаут – дерево хвойных пород (имеет малую плотность, выдерживает большие ударные нагрузки, малую набухаемость);

2) Древесно-смолистый пластик;

3) Текстолит

и др.

В последнее время стали применять резиново – металлические подшипники с масляной смазкой.

Недостаток:

резина стареет, она трескается при низких температурах.

При водяной смазке уплотнение предусматривается с внутренней стороны дейдвудной трубы и выполняется в виде сальника с просаленной пеньковой набивкой.

При масляной смазке уплотнять трубу необходимо с обоих концов.

Опорные подшипники располагаются таким образом, чтобы их фундаменты опирались на жёсткие узлы корпуса, так как в этом случае местные деформации корпуса будут вызывать наименьшее смещение опор.

Количество подшипников выбирают таким образом, чтоб промежуточный вал опирался на один или два подшипника.

- расстояние между опорами,

- диаметр промежуточного (или любого другого) вала, м;

при частоте вращения об/мин,

при частоте вращения до 500 об/мин.

Опоры по длине размещаются так, чтоб прогиб и поворот консольных концов был минимальным:

Соединение валов:

Соединение валов производится с помощью соединительных муфт. Все соединительные муфты делятся на два вида:

1) жёсткие муфты (вертикально-свертные и горизонтально-свертные)

2) эластичные муфты (пальчиковые муфты, шинопневматические муфты, шинокорные муфты, гидравлические и электромагнитные муфты).

ЖЁСТКИЕ МУФТЫ

Соединение фланца должно быть плотным. Часть соединительных болтов выполняется призонными. Фланцы выполняются или цельнокованые, или в виде насадных муфт.

Недостаток:

Большие диаметры муфт.

Центровка валов:

Пробивка оси валовой линии.

Теоретическую ось можно пробить: 1) с помощью струны, 2) световым лучом (ставится источник света, устанавливаются мишени).

С помощью светового луча или струны устанавливаем положение подшипников и начинаем заводить валы. Проверяется смещение осей с помощью микрометра.

Оценка качества центровки:

1. излом и смещение,

2. рассчитываем реакции (нагрузка на подшипники).

ПАЛЬЧИКОВАЯ МУФТА

ШИНОПНЕВМАТИЧЕСКАЯ МУФТА

Это быстроразъёмная муфта.

ШИНОКОРНАЯ МУФТА

ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ МУФТА

ТОРМОЗ

Служит для остановки вала при проведении ремонтных работ на ходу судна.

Чаще всего тормоз выполняется бугельного типа.

ПЕРЕДАЧА

На судах все судовые передачи подразделяются на главные и вспомогательные. Главные передачи предназначены для передачи крутящего момента от двигателя к движителю. Вспомогательные передачи предназначены для передачи энергии от вспомогательных двигателей к вспомогательным механизмам (компрессор, насосы и т. д. ).

Особенности:

1) Передача крутящего момента с изменением и без изменения величины крутящего момента.

2) Передача, которая может изменять частоту вращения, не изменяя крутящий момент.

3) Передача, которая может изменять и то, и другое одновременно.

Показатели, оценивающие особенности

Возможность изменения крутящего момента оценивается коэффициентом трансформации:

.

Передаточное число:

,

где - частота вращения ведущего вала,

- частота вращения ведомого вала.

- передаточное отношение.

Для редукторов .

- КПД передачи.

- мощность, подводимая к ступице винта.

В зависимости от изменения этих параметров, различают:

а) передачи, обеспечивающие при всех условиях работы пропульсивного комплекса постоянство и .

, .

К ним относятся односкоростные механические передачи (зубчатые редукторы, фрикционные и кулачковые муфты, шинопневматические и шинокорневые муфты).

Наиболее простой случай – прямая передача. Для неё: ,

б) передачи, обеспечивающие на всех режимах работы постоянство коэффициента трансформации и переменное (электромагнитные и гидравлические муфты): и .

в) передачи, обеспечивающие переменные коэффициенты и (гидротрансформаторы, многоступенчатые зубчатые передачи, электропередачи): , .

В гидротрансформаторах и электропередачах и меняются плавно, в многоскоростных зубчатых – ступенчато.

Прямые передачи

Достоинства:

1) конструктивная простота и высокая надёжность;

2) возможность использования относительно дешёвого топлива;

3) высокий ресурс двигателя, высокий КПД передачи;

4) небольшой расход масла из – за применения малооборотных двигателей.

Недостатки:

1) отклонение частоты вращения от номинального снижает пропульсивный КПД. Снижение по отношению к номинальному на 20 об/мин снижает на 5 – 8 % пропульсивный КПД;

2) применение малооборотных двигателей при наличии прямой передачи связано с ухудшением массогабаритных показателей СЭУ;

3) сложность привода вспомогательных механизмов.

Зубчатые передачи

Достоинства:

1) приемлемые массогабаритные характеристики (среднеоборотные дизеля СОД и высокооборотные дизеля ВОД, турбины);

2) высокая надёжность;

Недостатки:

1) меньший ресурс главных двигателей;

2) сложность получения необходимых передаточных чисел в первой ступени.

Основными элементами зубчатой передачи являются зубчатые колёса трёх видов: с внешним зацеплением – переборные редуктора; цилиндрические с внутренним зацеплением – планетарные передачи; конические в составе угловых передач.

Электропередачи

Достоинства:

1) возможность использования только нереверсивных двигателей. Устройство реверса усложняет двигатель. Использование нереверсивных двигателей упрощает конструкцию и повышает надёжность передачи;

2) полная независимость числа первичных двигателей от числа винтов;

3) высокие маневренные качества;

4) отсутствие жёсткой связи между двигателем и движителем;

5) бесшумность передачи.

Гидравлические передачи

Представляют совокупность гидравлических механизмов, с помощью которых энергия ведущего вала передаётся ведомому валу (передача энергии движителю).

В зависимости от принципа работы различают гидростатические и гидродинамические передачи.

В первых случаях используется энергия давления (потенциальная энергия). В гидродинамических передачах используется энергия скоростного напора (кинетическая энергия).

- мощность гидравлического механизма,

- подача,

- напор,

- плотность.

1) Если большие подачи, то при постоянной мощности должны быть малые напоры – это гидродинамические передачи.

2) Если подача малая, а напор большой – это гидростатические передачи.

Когда подача увеличивается, напор уменьшается, то применяются центробежные насосы.

Если подача уменьшается, напор увеличивается, то применяются поршневые насосы, объёмные насосы в целом.

Гидродинамическая передача.

Состоит из центробежного насоса, направляющего аппарата и гидротурбины.

В зависимости от конструкции подразделяется на:

- гидромуфты;

- гидротрансформаторы.

Гидромуфты: предназначены для передачи крутящего момента без изменения его величины и знака.

.

для гидромуфты.

В гидромуфтах отсутствует направляющий аппарат, КПД их низкий ( ).

Достоинства:

1) гибкое соединение главного двигателя с движителем;

2) повышается надёжность и маневренность СЭУ с главным двигателем, работающими на один вал;

3) улучшаются условия пуска двигателя.

Недостатки:

1) повышенная масса СЭУ в случае совместного использования гидромуфты с зубчатой передачей;

2) низкий общий КПД;

3) необходимость в дополнительной системе заполнения гидромуфт рабочей средой.

Гидротрансформатор: предназначен для передачи крутящего момента при изменении его величины и знака на выходном валу (при наличии гидротрансформатора заднего хода).

.

Изменение величины момента и частоты вращения производится двумя способами:

1) количественный;

2) качественный.

Отличие гидротрансформатора от гидромуфты состоит в повышении или понижении момента. В гидротрансформаторах установлен неподвижный направляющий аппарат (иногда два). За счёт профилирования лопаток направляющего аппарата можно изменить момент количества движения рабочей среды, а в итоге – момент, развиваемый турбиной.

Достоинства:

1) редуцирование частоты вращения ( );

2) автоматическое изменение передаточного числа происходит при постоянной частоте вращения главного двигателя;

3) высокие тяговые характеристики.

Недостаток:

сложность заполнения системы рабочей средой.

Характеристики гидротрансформатора:

1) ;

2) в гидротрансформаторах имеет место скольжение;

- скольжение гидротрансформатора.

Скольжение меняется в зависимости от нагрузки.

При полном заполнении гидротрансформатора скольжение составляет 2 – 3 %. Максимального значения скольжение достигает в момент пуска.

3) гидравлический КПД определяется соотношением:

.

При КПД:

.

Общее значение .

При работе гидротрансформатора или гидромуфты часть энергии теряется, она идёт на нагрев рабочей среды.

Мощность потерь:

,

- мощность потерь в полости,

- скольжение,

- мощность насоса.

, кДж/ч, - количество теплоты, отводимое от рабочей среды.

Возникает необходимость создания собственной мощности теплообменника.

Регулирование момента и частоты вращения:

1) количественное. Связано с изменением количества рабочего тела в гидротрансформаторе.

.

1 – внешняя характеристика гидротрансформатора при полном заполнении полости рабочим телом,

2 – расчётная винтовая характеристика,

А – расчётная точка.

Изменить частоту вращения можно изменением подачи рабочей среды в гидротрансформатор. Опыт эксплуатации установок показывает, что при таком способе регулирования передачи работают устойчиво при . КПД при этом меняется незначительно: .

2) качественный способ регулирования:

Качественный способ регулирования менее экономичен, чем количественный способ регулирования, но количественный более приемлем, т. к. у него меньше расход топлива.

Гидростатическая передача.

Использует потенциальную энергию. Она состоит из насоса объёмного типа, преобразующую механическую энергию двигателя в потенциальную энергию рабочего тела, и гидромотора, преобразующего потенциальную энергию в механическую энергию, соединённых между собой трубопроводом.

Особенности:

гидронасос имеет переменную подачу, а гидромотор – постоянный расход. Здесь происходит изменение подачи насоса путём изменения угла наклона блока поршней.

Подача насоса меняется путём изменения наклона блока поршней. Изменение подачи характеризуется параметром :

,

- текущее значение угла наклона,

- максимальный угол наклона люльки.

За счёт изменения угла наклона в противоположную сторону изменяется направление потока рабочей жидкости.

Объёмные гидропередачи характеризуются:

1) расчётное передаточное число:

,

- максимальная подача насоса,

- максимальный расход гидромотора.

2) КПД передачи:

,

, - КПД, учитывающий объёмные потери (перетечки) и механические потери в подшипниках соответственно,

- кинематическое передаточное отношение гидропередачи. Оно изменяется от 0 до .

3) момент на выходном валу:

.

Характеристики гидрообъёмных передач:

1 – швартовная характеристика,

2 – утяжелённая характеристика,

3 – расчётная характеристика,

4 – облегчённая характеристика,

5 – характеристика гребного гидромотора,

6 – характеристика гидромотора.

,

,

.

Для того, чтобы обеспечить режим работы, соответствующей точке Б, необходимо произвести уменьшение подачи и увеличить напор.

Работа в точке В недопустима по ограничению крутящего момента:

.

Ограничение происходит ещё из – за условия прочности трубопроводов.

СУДОВЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ЗАПАСЫ

Под судовыми энергетическими запасами понимаются запасы топлива, масла и технической воды, необходимые для обеспечения заданной автономности судна.

- общая масса СЭЗ, т.

- время автономности.

- часовой расход энергетических запасов в - ом режиме плавания, т/ч,

- продолжительность - го режима, ч.

Основными расчётными режимами обычно являются ходовой и стояночный режимы.

Масса СЭЗ зависит от типа установки и назначения судна. Если судно морское, то масса СЭЗ может быть соразмерима, а иногда и превосходит массу собственно сухой энергетической установки. Исключение составляет АЭУ.

Более точная расчётная зависимость:

, т,

- удельный расход топлива на СЭУ для расчётного режима, ,

- суммарная мощность главных двигателей, кВт,

- дальность плавания, км,

- скорость, км/ч,

- коэффициент, учитывающий запасы масла и технической воды, ,

- коэффициент, учитывающий расходы топлива на стоянках и т.д., .

Если на судне используется двухтопливная СЭУ, то расчёт по расходу топлива надо вести по сортам топлива:

, ,

- часовой расход топлива главными двигателями,

- для двухтопливной системы,

, - расходы тяжёлого и лёгкого топлива соответственно,

- часовой расход топлива на агрегаты СЭЗ,

- часовой расход топлива вспомогательными автономными котлами.

Расчёт спецификационного запаса:

, т,

- коэффициент, учитывающий потери топлива при его очистке, а также уменьшение КПД двигателя в эксплуатационных условиях,

,

- коэффициент эксплуатационного запаса,

,

- коэффициент, учитывающий ввод и вывод установки в действие,

.

Большие значения коэффициентов следует принимать для судов с меньшей дальностью плавания.

, м³ – ёмкость цистерн для хранения СЭЗ,

- вид запаса (топливо, масло, пресная вода),

- запасы - го вида СЭЗ,

- плотность топлива, масла и воды,

- коэффициент “мёртвого” запаса, т.е. то, что нельзя откачать обычными средствами,

,

- коэффициент недолива,

,

- коэффициент, учитывающий объём, занимаемый набором,

,

- коэффициент, учитывающий тепловое расширение. Принимается для топливных цистерн:

.

Спецификационный запас не включает остатки топлива в запасных цистернах.

Расход масла имеет место в процессе эксплуатации. Он вызывается следующими причинами:

1) угар и утечки в циркуляционных системах (утечки через неплотности),

2) старение циркуляционного масла, которое вызывает необходимость замены масла.

Запасы масла на угар:

,

- суммарная мощность главных агрегатов,

- количество равных по мощность главных агрегатов,

- удельный расход циркуляционного масла,

гр.

- количество главных агрегатов, работающих в - ом режиме,

- продолжительность - го режима,

- удельное количество масла в системе циркуляционной смазки, кг/кВт,

кг/кВт,

кг/кВт – для ПТУ,

кг/кВт – для ДВС,

- необходимое количество смен масла.

и те же, что и в предыдущем расчёте

Запасы технической воды рассчитываются из 200 литров на человека в сутки – пассажирские и рыболовные суда.

Для вспомогательных котлов расход воды составляет 5 – 10% от паропроизводительности.

Для ПТУ потери воды в цикле от 0.5 до 1% от расхода пара.

АВТОМАТИЗАЦИЯ И УПРАВЛЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ УСТАНОВКАМИ

Процесс управления и регулирования работы СЭУ должен быть автоматизирован, так как число параметров, определяющих работу СЭУ, очень велико.

В объём комплексной автоматизации входят:

1) дистанционное и автоматизированное управление главных СЭУ;

2) дистанционный запуск основных и вспомогательных механизмов;

3) автоматизированное регулирование рабочих процессов в системах;

4) централизованный и автоматический контроль за работой СЭУ.

Комплексная автоматизация повышает производительность труда, надёжность и долговечность механизмов, позволяет создать оптимальные режимы загрузки для работы механизмов, повышает маневренные качества установки.

Применение комплексной автоматизации даёт сокращение трудоёмкости машинной команды на 40 – 60%.

На морских судах количество контролируемых параметров доходит до 600.

Регистр установил три класса автоматизации: А1, А2 и А3. По этим значениям можно судить об объёмах автоматизации.

А1 – присваивается судну в том случае, если его ЭУ может эксплуатироваться без постоянной вахты на ходу из машинного отделения или в централизованном посту управления.

А2 – присваивается в том случае, если на ходу предусматривается вахта одного механика – оператора в ЦПУ. Непосредственно в МО механики не присутствуют. На стоянке обслуживание безвахтенное.

Суда с классом А1 должны быть оборудованы системами и устройствами в таком объёме, чтобы при потере класса А1 была возможна работа по классу А2.

А3 – присваивается судами с главными двигателями мощностью от 1500 кВт и выше.

Этот знак предусматривает обслуживание ЭУ без несения вахты в МО.

Число контролируемых параметров здесь уменьшено.

Класс А3 допускает кратковременные операции по уходу за установкой, не чаще одного раза в 12 часов.

С мощностью установки для сухогрузных и нефтеналивных судов до 3000 кВт, а также пассажирских судов с продолжительностью рейса до 24ч допускается эксплуатация ЭУ по методу совмещения профессий без постоянной вахты с периодическим осмотром механизмов через каждые 4ч (например, СПК “Спутник”, “Вихрь”).Если мощность установки более 3000 кВт, продолжительность рейса больше 24ч, Регистр допускает обслуживание установок с сокращённой вахтой.

В случае отсутствия постоянной вахты в МО управление механизмами осуществляется из ходовой рубки.

Комплексная автоматизация окупается за 4 – 5 лет (повышается надёжность, маневренность, следовательно, уменьшение расходов топлива, уменьшение сроков ремонта и т. д.).

Автоматизация оценивается показателем экономической эффективности .

Двигатели управляются с постов и пультов управления.

Пост управления объединяет органы управления и связанные с ними задающие устройства.

Пульт управления размещает органы управления установки, на которые непосредственно воздействует оператор. На пульте управления размещаются контрольно – измерительные приборы (КИП) и приборы систем предупредительно – аварийной сигнализации (СПАС).

Различают местное и дистанционное управление. Местное управление осуществляется с местных постов и предназначено для оборудования, расположенного непосредственно в МО.

Дистанционное управление осуществляется из ЦПУ или из рулевой рубки.

Посты управления связаны таким образом, что управление может производиться только с одного поста. Доминирующими будут местные посты по отношению к ЦПУ, и ЦПУ будут доминирующими по отношению к управлению в рубке.

На местных постах размещаются органы управления частотой вращения вала, штурвалы, рукоятки и кнопочные устройства, необходимые для контроля за работой объекта и обслуживающих систем.

Центральные посты могут быть открытыми, расположенными вблизи главного двигателя в звукоизолирующих перегородках, или закрытые, расположенные на платформах.

Ходовой мостик оснащается приборами связи, средствами судовождения, пультами дистанционного автоматизированного управления (ДАУ) и СПАС.

При наличии ДАУ ходовой мостик оборудован тахометрами, приборами сигнализации, показывающими готовность механизмов к работе, указателями поста, с которых ведётся управление, устройством для экстренной остановки главных механизмов.

ДУ может быть неавтоматизированным (ДУ) и автоматизированным (ДАУ). При мощности до 200 кВт применяют просто ДУ. Если мощность более 200 кВт, то применяют ДАУ.

Просто ДУ может быть основано на механической или гидравлической связи.

ДАУ предполагает применение или пневматических, или гидравлических систем.

СПАС: обслуживающий персонал должен иметь информацию о параметрах, характеризующих состояние ЭУ (для безопасной эксплуатации СЭУ).

В зависимости от цели контроля различают системы оперативного, аварийного и учётного контроля.

Системы оперативного контроля включают в себя КИП и устройства, предназначенные для контроля за текущим состоянием установки (тахометр, барометр и т. д.).

В системы аварийного контроля входят СПАС и защита. Эта система предназначена для обнаружения и предотвращения ситуации превышения контролируемыми параметрами предельных значений.

Системы учётного контроля предназначены для накопления необходимых данных о работе установки за длительный период.

Системы централизованного автоматического контроля освобождают человека (оператора) от непосредственного наблюдения за работой СЭУ.

В систему централизованного контроля входят:

1) датчики контролируемых параметров;

2) ЭВМ контроля, ведущие учёт параметров;

3) средства, представляющие информацию (стрелочные или цифровые индикаторы).

Аварийно – предупредительная сигнализация

Подаёт звуковые и световые сигналы на пульты ПАС, находящиеся в рулевой рубке и машинном помещении.

В ЭУ устанавливают сигнализацию по следующим параметрам:

1) давление и температура масла в смазочной системе;

2) давление и температура в системе охлаждения;

3) по минимальному уровню топлива в расходной цистерне;

4) минимальное давление пусковых и тифонных баллонов;

5) минимальный уровень воды в расширительном баке;

6) максимальный уровень воды в сточной цистерне.

Для главных и вспомогательных двигателей предусматривают сигнализацию по частоте вращения вала и падению температуры и давления в смазочной системе.

Срабатывание сигнализации:

	(1 – 1.05) - сигнал	(1.05 – 1.1) - защита
	(0.9 – 1.0) - сигнал	(0.8 – 0.9) - защита
	-	1.2 - защита

На судах используют главным образом электрические системы сигнализации, которые питаются от батарей напряжением 24В.

ОСОБЕННОСТИ УПРАВЛЕНИЯ ГЛАВНЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ И ИХ РЕГУЛИРОВАНИЕ

Управление ДВС

Изменение режима работы ДВС осуществляется путём воздействия на топливную рейку. Топливная рейка фиксируется в определённом положении.

В установках с ВФШ при неавтоматизированном управлении задание режима работы осуществляется непосредственно механиком. При этом работа пропульсивного комплекса будет нестабильной из-за переменной винтовой характеристики, что приведёт к колебаниям скорости и снижению экономичности работы. Мы должны поставить всережимный регулятор.

Управление ГТУ

1) ГТД имеет малую устойчивость (отсутствуют жёсткие связи между пропульсивными турбинами и компрессором).

2) Высокая тепловая напряжённость ГТД (высокие начальные температуры газов и основных деталей). При повышении температуры на 5° происходит снижение ресурса двигателя на 5%.

3) Сильные зависимости от атмосферных условий. Режим работы установки можно менять по следующей программе:

а) изменение режима работы ГТД осуществляется с помощью топливного насоса;

б) поддержание постоянного режима работы реализуется с помощью регулятора, который поддерживает постоянную максимальную температуру цикла и частоту вращения.

Управление ГТЗА (главным турбозубчатым агрегатом)

Особенность ГТЗА состоит в том, что изменение частоты вращения выходного вала происходит сравнительно медленно при изменении внешних условий.

В то же время, изменение частоты вращения турбины при изменении расхода или параметров пара происходит относительно быстро. Поэтому управление ГТЗА осуществляется вручную. Органами управления являются маневровые устройства и сопловые коробки (маневровые устройства – качественное регулирование, сопловые коробки – количественное регулирование).

- расход пара.

Качественное регулирование – воздействие на маневровые устройства – процесс дросселирования.

,

,

- теплоперепад.

С помощью клапанов мы производим включение или выключение групп сопл. Задний ход получается перекрытием клапана турбины переднего хода на турбину заднего хода.

Прекращение подачи пара на лопатки турбины осуществляется с помощью быстрозапорного клапана (БЗК).

Для перехода с одной частоты вращения на другую оператор переставляет органы управления турбоагрегатом в такое положение. Которое обеспечивает повышение (понижение) расхода пара или давления.

РАЗМЕЩЕНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ В МАШИННОМ ОТДЕЛЕНИИ

Основные требования:

1) сосредоточение по возможности в одном районе оборудования, относящегося к одной какой – либо системе с целью сокращения протяжённости трубопроводов;

2) обеспечение надёжной работы оборудования при кренах, дифферентах и изменяющейся осадке;

3) удобство обслуживания и ремонта;

4) обеспечение требований технической безопасности и охраны труда для обслуживающего персонала;

5) хорошая шумо - виброизоляция.

Главные двигатели и передачи размещают в трюме машинного отделения на фундаментах, связанных с набором корпуса.

Двигатели электроэнергетической установки можно размещать на платформах с целью уменьшения размеров машинного отделения.

Варианты размещения оборудования в машинном отделении:

1) главные двигатели размещаются в одном помещении;

2) эшелонные схемы.

Главные двигатели правого борта располагают в носовом отсеке, а левого борта – в кормовом отсеке.

При расположении главных агрегатов в трюме сточно-циркуляционная цистерна системы смазки выгораживается в двойном дне. Выделяют кофердамами от водяной цистерны и наружной обшивки.

Главные котлы преимущественно располагаются на платформах (характерно для крупнотоннажных морских танкеров). Если из-за высоты борта это невозможно, то котлы располагают в трюме.

Утилизационные котлы размещают в верхней части машинной шахты.

Расстояние между наружной обшивкой котлов и цистернами горюче – смазочных материалов должно быть не менее 600 мм. При хранении топлива в междудонных цистернах расстояние между нижней обшивкой котла и настилом двойного дна должно быть не менее 750 мм.

При размещении вспомогательных автономных котлов в трюме их устанавливают в отдельное помещение. Если это невозможно, то эти котлы должны быть ограждены, по крайней мере, металлической выгородкой высотой не менее 1 м в районе топочного устройства (для предотвращения ожогов в случае выброса пламени из топки котла).

Агрегаты СЭС располагаются обычно в помещении пропульсивной установки. В случае развитой электростанции (3 – 4 дизель - генератора) её располагают в отдельных помещениях.

Аварийная электростанция размещается в отдельном помещении, расположенного выше уровня предельного затопления судна.

Помещение обеспечивается выходом на главную палубу.

Значительное место в объёме, занимаемом в машинном отделении, определяется главным распределительным щитам (ГРЩ). Их предпочтительнее располагать или на платформе, или на ЦПУ.

Условия доступа для обслуживания элементов ГРЩ

1) Если длина ГРЩ менее 1.2 м, его располагают отдельно стоящими с проходом за ним.

2) Если длина ГРЩ менее 3 м, ширина прохода за ГРЩ должна быть не менее 600 мм.

3) Если длина ГРЩ более 3 м, то ширина прохода более 800 мм.

4) При длине ГРЩ более 3 м задняя часть (проходы за ГРЩ) должны быть закрыты дверьми.

Ширина прохода перед щитами не менее 800 мм при длине до 3 м. На малых судах – не менее 600 мм. При длине более 3 м ширина должна быть не менее 1 м.

Насосы, как правило, размещают в нижней части трюма на уровне настила машинного отделения или даже ниже, под настилом. Вентиляторы располагают в верхней части (приточная вентиляция).

Донная арматура размещается в кингстонных ящиках. Обычно их два – скуловой и днищевой. Днищевой ящик – на глубокой воде и во льду, из скулового ящика забор ведётся на мелководье. В условиях ледового плавания оснащается системой подогрева (паровые грелки и т. д.).

Прокладка трубопроводов за щитами и над щитами, над и под двигателями, над трапами не допускается.

Топливная цистерна в машинном отделении располагается с учётом требований пожарной безопасности.

Трапы в машинном отделении должны иметь ширину не менее 600 мм, угол наклона - 60°, длина одного пролёта – не более 6 м, металл гофрированный. Трапы стараются размещать параллельно ДП или вблизи ДП.

В качестве аварийных трапов могут применять скобтрапы.

Из машинного отделения должно быть не менее двух выходов, расположенных в противоположных концах помещения.

Если площадь помещения до 25 м², то разрешается один аварийный выход на главную палубу.

СИСТЕМЫ СЭУ И ИХ ОБОРУДОВАНИЕ

Системы СЭУ – это механизмы, аппараты и другое оборудование со связывающими их трубопроводами и выполняющие определённые функции по обеспечению работы СЭУ.

По функциональному назначению различают системы топливные, масленые, водяного охлаждения, воздушно – газовые, конденсатно-питательные и паровые.

Топливные системы

Основной системой, обслуживающей работу СЭУ, является топливная система.

Она предназначена для транспортировки топлива по судну, хранения, перекачки, кроме этого подготовки топлива, которая предполагает предварительный подогрев и очистку, подача топлива к двигателю.

При использовании тяжёлых топлив судно обеспечивается системой лёгкого топлива.

Состав топливных систем:

1) приёмные палубные втулки;

2) распределительные коробки;

3) цистерны основного запаса;

4) расходные топливные цистерны.

Между цистернами основного запаса и расходными топливными цистернами размещают топливоперекачивающие насосы, подогреватели топлива, блок топливоподготовки (фильтры, греющие элементы, ультракавитационная обработка топлива).

Предпочтение имеют насосы объёмного типа (шестерёнчатые или винтовые). Подача топлива к двигателю осуществляется с помощью

5) топливоподкачивающих насосы;

6) фильтры грубой и тонкой очистки;

7) топливные насосы высокого давления;

8) форсунки.

В установках, использующих два сорта топлива, за топливоподкачивающими насосами устанавливают подогреватели. Топливо подогревается до температуры 80 – 90 °. Подогрев топлива производится и перед фильтрами.

Объём расходных цистерн:

, м³,

- коэффициент запаса, ,

- время работы двигателей, обеспечиваемое расходной цистерной,

ч – для установок, работающих на лёгком (дизельном) топливе,

ч – для установок, работающих на тяжёлом топливе,

- вид рассматриваемого топлива,

- плотность топлива.

Подача топлива производится насосами, она должна быть в 2 – 3 раза больше расхода топлива.

Напор, развиваемый этими насосами, должен быть 0.2 – 0.4 МПа. В некоторых случаях при подаче топлива топливным насосом самотёком требуется обеспечить напор 0.03 – 0.04 МПа.

Перед подачей топлива в расходную цистерну вязкость его должна быть уменьшена до 45 сСт.

Светлые сорта топлива не требуют подогрева.

Подогретое топливо подвергается сепарации (отделение твёрдых механических частиц и капель воды от топлива). Сепарация производится в центробежных сепараторах. Количество сепараторов зависит от сорта применяемого топлива. Если используется лёгкое топливо, то количество сепараторов принимают равным двум. Один из них резервный. Если топливо тяжёлое, то сепараторов четыре.

Производительность сепараторов оценивается из условия очистки суточного расхода за 8 – 12ч. Один из вариантов очистки топлива – отстаивание. Оно производится от 8 до 24ч, в зависимости от сорта топлива, с постоянным подогревом до температуры 70 – 80°. Недогрев должен составлять не менее 10° до температуры вспышки паров топлива.

Периодический отстой топлива удаляется в цистерны грязного топлива. Ёмкость этих цистерн определяется из мощности двигателя (от 70 до 200л на 1000кВт суммарной мощности). Основные запасы топлива хранятся в цистернах двойного дна. Разрешается суточный запас топлива хранить вне двойного дна.

Количество топливоперекачивающих насосов должно быть не менее двух.

Требование: хорошая всасывающая способность.

Этому требованию отвечают насосы объёмного типа.

Производительность топливоперекачивающего насоса оценивается по формуле:

, м³/ч.

Если ёмкость цистерны известна, то ч – время опустошения рабочей среды из цистерны наибольшей ёмкости.

- объём наибольшей цистерны.

Масленые системы

Назначение:

Предназначены для приёма, хранения, перекачки, очистки и охлаждения масла, а также для подачи масла на смазку трущихся деталей.

Основные элементы:

1) приёмные масленые втулки;

2) запорно-распределительная арматура (клапаны, задвижки, распределительные коробки);

3) маслоперекачивающие насосы;

4) фильтры грубой и тонкой очистки;

5) масленые насосы, навешанные на двигатель (привод от коленчатого вала двигателя);

6) насосы с ручным приводом;

7) холодильники (масло постоянно прокачивается через холодильник).

На судах предусматриваются системы смазки главных и вспомогательных двигателей. В современных двигателях система смазки называется форсированной. В этом случае масло под давлением подаётся к трущимся деталям, обеспечивается циркуляция масла по замкнутому контуру.

Системы смазки главных двигателей подразделяется на:

1) система, в которой используется смазка с мокрым картером (всё масло хранится в поддоне);

2) система смазки с сухим картером (масло хранится в отдельной цистерне с сухим поддоном);

3) система смазки с полусухим картером (частично масло хранится в запасной цистерне и частично на поддоне).

На судах находят применение также гравитационные системы смазки для смазки турбонагнетателей и редукторов.

Системы циркуляционной смазки

Насосы этой системы навешиваются на двигатель или имеют автономный электропривод. Насосы могут быть или шестерёнчатыми, или винтовыми.

Подача масленого насоса:

, м³/ч,

где - коэффициент запаса по производительности, ,

- доля теплоты, отводимой с маслом, - для тихоходных двигателей,

общее значение ,

- для среднеоборотных двигателей,

до 9% - для высокооборотных ДВС,

- удельный расход топлива,

- мощность двигателя,

- низшая теплота сгорания топлива,

- часовой расход топлива,

- теплоёмкость масла (1.7 – 2 ),

- плотность (830 – 850кг/м³),

- разность температур на входе и выходе из холодильника (8 – 10°).

Некоторые двигатели имеют дополнительную систему масленого охлаждения поршней. Производительность масленых насосов для охлаждения поршней:

, м³/ч.

Напор масленого насоса (0.18 – 0.8)МПа.

Количество масленых насосов в системе – не менее двух.

Количество масла определяется кратностью циркуляции:

,

где - подача насоса,

- количество масла, находящегося в системе, включая масло, находящееся в цистерне.

Двигатели
Малооборотные	10 – 20
Среднеоборотные	20 – 40
Высооборотные	40 – 50

Очистка масла производится в фильтрах грубой и тонкой очистки. Они различаются размерами ячеек сетки и сопротивлением.

Через фильтр тонкой очистки проходит 10 – 15% всего расхода масла.

85 – 90% идёт через фильтр грубой очистки.

Постоянная очистка масла производится в сепараторах. Температура сепарируемого масла 40 – 75°.

Гравитационная система

Предназначена для подачи масла к малонагреваемым элементам энергетической установки. Она включает в себя запасные цистерны и трубопроводы. Эта система может иметь холодильники, а может и не иметь их.

Вместимость цистерн определяется, исходя из необходимости пополнения запасов масла на угар, на старение и т. д. Подача маслоперекачивающих насосов определяется из условия необходимости заполнения циркуляционной цистерны в течение 0.5 – 1ч.

, м³/ч.

Напор 0.3МПа.

Системы охлаждения

Она предназначена для поддержания нормального температурного режима различных элементов СЭУ (главных двигателей, вспомогательных двигателей, компрессоров, упорных подшипников, осуществляется прокачка дейдвудных подшипников). Систему охлаждения главных и вспомогательных двигателей принято выполнять двухконтурной. Она предполагает наличие двух раздельных систем: системы внутреннего контура и системы наружного контура.

Во внутреннем контуре циркулирует пресная вода, а охлаждение пресной воды производится забортной водой, которая является непресной.

Температура охлаждаемой детали двигателя достаточно высока, горение происходит при температуре 2000°, поэтому забортная вода, в которой содержатся соли и примеси, выкипает, и происходит отложение солей на стенках деталей (накипь), что недопустимо, т. к. нарушается температурный режим работы двигателя (происходит уменьшение проходного сечения, следовательно, уменьшается расход топлива, возрастает гидравлическое сопротивление). Из этого всего следует, что во внутреннем контуре двигателя необходимо применять только пресную воду.

На случай аварии предусматривается возможность переключения с двухконтурной системы охлаждения на одноконтурную (например, вышел из строя насос внутреннего контура).

Состав систем:

Системы включают в себя

1) насосы (наружного и внутреннего контура);

2) приёмные сетчатые фильтры, предотвращающие попадание посторонних предметов в систему;

3) водомасляные холодильники;

4) глушители-искрогасители;

5) трубопроводы.

В качестве насосов забортной воды в системах используют центробежные самовсасывающие насосы, навешанные на двигатель (реже с индивидуальным приводом).

Насосы внутреннего контура также навешиваются на двигатель и по конструктивному исполнению чаще всего соответствуют насосам забортного контура.

Насосы должны обеспечивать давление 0.2 – 0.3 МПа (20 – 30 мм рт. ст.). Подача насоса забортной воды:

,

где - доля теплоты, переданной охлаждающей воде.

Для дизелей без наддува , для дизелей без наддува .

Если двигатель без наддува, то предполагается охлаждение выпускного тракта, поэтому для этого двигателя больше, чем для двигателей с наддувом.

- удельный расход топлива, ,

- мощность двигателей, кВт,

- низшая теплота сгорания топлива,

- доля теплоты, отводимой с маслом.

Для тихоходных дизелей , для быстроходных дизелей .

- плотность, кг/м³,

- теплоёмкость воды, ,

- температура охлаждающей воды после холодильника при замкнутой системе, или на выходе из двигателя при открытой системе,

- температура забортной воды при входе в холодильник.

Перепад температуры .

Система сжатия воздуха предназначена для обеспечения пуска главных и вспомогательных двигателей, кроме того, сжатый воздух используется для подачи звуковых сигналов, работы пневматических инструментов, для подпитки пневмоцистерн.

Система сжатого воздуха состоит из баллонов, компрессоров, влагомаслоотделителей, трубопроводов и арматуры. Воздух забирается из МО.

Для пуска дизелей применяется сжатый воздух под давлением 3 МПа (тихоходные и среднеоборотные двигатели).

Для быстроходных двигателей давление воздуха составляет 6 – 7 МПа.

Сжатый воздух получают в компрессорных установках. Компрессоры могут иметь автономный привод, на некоторых двигателях(мощностью до 5000 – 6000 кВт) компрессоры могут быть навешаны на двигатель. При относительно невысокой мощности компрессоры и пусковые баллоны входят в объём поставки дизелей. Сжатый воздух для пуска двигателей хранится в пусковых баллонах, количество которых не менее двух.

Объём пусковых баллонов должен обеспечивать 12 последних пусков (для реверсивных двигателей) и 6 – для нереверсивных из холодного состояния без пополнения пусковых баллонов.

Влагомаслоотделители применяют для того, чтобы отделять пары воды и масла от воздуха.

Воздух из баллонов сжатого воздуха может использоваться для главных и вспомогательных двигателей.

Суммарная ёмкость пусковых баллонов:

, л,

, - удельный расход пускового воздуха на литр объёма цилиндра холодного и горячего двигателя.

По опытным данным: л/л,

л/л.

- число последних пусков (12 для реверсивных, 6 – для нереверсивных двигателей),

- рабочий объём цилиндра двигателя,

- число двигателей,

- число цилиндров,

- атмосферное давление, МПа,

- номинальное давление воздуха,

- минимальное пусковое давление воздуха (давление, при котором возможен последний пуск двигателя), МПа.

Для подачи звуковых сигналов применяются тифонные баллоны. Их ёмкость:

, л.

Принимается в зависимости от класса судов и продолжительности звукового сигнала.

На морских и озёрных судах продолжительность звукового сигнала 5 мин., на речных – 3 мин.

- продолжительность подачи звукового сигнала,

- расход свободного воздуха, л/мин. Он выбирается из условного прохода и тональности (бас – 7000 л/мин, альт – 1000 л/мин).

- номинальное давление в баллонах, МПа,

- минимальное давление в баллоне, МПа,

- атмосферное давление, МПа.

Для заполнения баллонов устанавливается не менее двух компрессоров равной подачи, но один из них должен быть независим от главного двигателя.

Подача компрессора:

, м³/ч.

ч.

Газовыпускная система

Система предназначена для отвода отработавших газов от главных, вспомогательных двигателей и автономных котельных установок.

Состав системы:

В состав системы входят

1) газовыпускные коллекторы,

2) компенсаторы,

3) глушители,

4) искрогасители,

5) утилизационные котлы,

6) соединительные трубопроводы,

7) теплоизоляция.

Объединение газовыпускных трубопроводов допускается только после утилизационных котлов.

Существуют мокрые искрогасители.

ПАРАТУРБИННЫЕ УСТАНОВКИ

Принципиальная схема и цикл ПТУ

КН – конденсаторный насос,

ТЯ – тёплый ящик,

ПН – питательный насос,

- степень сухости,

Кр – конденсатор.

1–2 – процесс расширения пара в паровой турбине,

2–3 – конденсация пара в конденсаторе при постоянном давлении и постоянной температуре,

3–4 – изоэнтропийное сжатие питательной воды в питательном насосе ( , ),

4–5 – нагрев воды в парогенераторе до температуре кипения,

5–6 – процесс парообразования,

6–1 – процесс перегрева в пароперегревателе.

Эффективность идеального цикла оценивается термическим КПД:

,

- термический КПД цикла Карно.

Подведённая теплота цикла соответствует площади под кривой 4 – 5 – 6 – 1 (нагрев, испарение, перегрев).

Отведённая теплота эквивалентной площади под кривой процесса 2 – 3.

- полезно использованная теплота.

Принцип действия паровых турбин

1 – сопло,

2 – рабочие лопатки,

3 – диск,

4 – вал,

5 – корпус,

6 – шпонка (шпоночный паз).

Принцип действия паровых турбин

Пар, полученный в котле, поступает в сопло, где он расширяется, скорость возрастает, давление падает (в сопловом аппарате потенциальная энергия пара преобразуется в кинетическую энергию).

С большой скоростью пар поступает в каналы между рабочими лопатками.

Рабочие лопатки устанавливаются на диске с небольшим шагом.

При криволинейном обтекании паром лопатки возникает суммарная сила .

.

Первый закон термодинамики, применительно к нашему потоку, записывается:

,

,

- скорость потока.

Будем считать, что скорость на входе очень мала, следовательно, ей можно пренебречь.

- выходная скорость,

- энтальпия пара на входе и выходе из сопла,

- коэффициент скорости для сопла данной конфигурации.

Пар со скоростью поступает на рабочие лопатки, изменяет при этом направление движения в соответствии с формой лопатки, оказывая давление на лопатку. Т.к. лопатка перемещается, при этом совершается работа (пар оказывает давление на лопатку, и лопатка вращается).

Сочетание неподвижного сопла и вращающегося диска с лопатками называют ступенью турбины.

Такую одноступенчатую турбину используют для привода вспомогательных механизмов.

Главные приводы делаются многоступенчатыми, с двумя и более ступенями.

По принципу расширения рабочего тела (пара), или по принципу преобразования энергии в ступени, турбины разделяются на активные и реактивные.

Если весь теплоперепад срабатывается в сопловом аппарате, т.е. в каналах рабочих лопаток расширения нет, то такие ступени называются турбинами активного типа.

.

В турбинах активного типа

.

В турбинах реактивного типа

.

Вводится степень реактивности:

,

.

График изменения скорости и давления в турбине активного типа:

- начальное давление пара,

- давление на выходе из турбины,

- скорость пара на входе в сопло.

График изменения давления и скорости применительно к турбине реактивного типа:

Ступень реактивной турбины представлена на рисунке 2.

Давление в реактивной ступени снижается на сопловом аппарате от величины до . Затем давление падает от величины до на рабочих лопатках.

Скорость на направляющих лопатках возрастает до величины (в меньшей степени, чем в турбинах активного типа).

На рабочих лопатках реактивной ступени всегда возникает осевое усилие, которое создаётся из – за разности давлений по обе стороны лопатки.

- площадь входа и площадь выхода.

Лопатки симметричные.

- для активных турбин,

- для реактивных турбин.

Появляется реактивная сила, т.к. на рабочих лопатках создаётся разность давлений по обе стороны лопаток. Кроме этого, при истечении рабочего потока из соплового аппарата появляется дополнительное осевое усилие (реактивное), направленное в сторону движения потока.

Для того, чтобы повысить экономичность турбины, весь теплоперепад разделяют на несколько ступеней.

Главные судовые турбины выполняются исключительно многоступенчатыми. Это объясняется тем, что одноступенчатые турбины не могут эффективно срабатывать весь теплоперепад. В одноступенчатых турбинах скорость на выходе из сопла может достигать 1000 м/с в то время, как допустимая скорость (частота вращения) составляет порядка 600 – 700 м/с.

Применение многоступенчатых турбин вызвано также требованиями экономичности, т.к. с ростом скорости возрастают и потери.

Многоступенчатые реактивные турбины выполняются со ступенями давления и ступенями скорости. Турбины со ступенями скорости менее экономична, но более компактны по сравнению со ступенями давления.

Турбины со ступенями скорости применяются для привода вспомогательных механизмов.

Для уравновешивания осевых усилий реактивные турбины выполняются двухпроточными, т.е. сверху подаётся пар, и он разделяется на два потока.

Достоинства турбины реактивного типа:

1 – возможность изготовления рабочих и направляющих лопаток одинакового профиля,

2 – сравнительно простая конструкция,

3 – малая скорость пара,

4 – повышающий КПД.

Недостатки:

1 – значительные пропуски пара через радиальные зазоры в ступенях высокого давления,

2 – большая масса из-за большого числа ступеней.

В области высоких давлений выгоден активный принцип движения.

,

,

,

,

- термический КПД,

он в основном зависит от параметров пара перед соплами турбины ( ).

У транспортных судов степень влажности составляет (10 – 14)%.

- степень сухости.

Большая влажность недопустима по причине возрастания степени эрозии.

Относительно внутренний КПД:

- давление конденсации.

.

- относительно внутренний КПД,

.

- отношение мощности действительной к мощности идеальной паровой турбины (теоретической мощности).

Внутренний КПД:

.

Мощность на валу турбины оценивается относительно эффективным КПД:

,

- механический КПД ( ), который учитывает потери в подшипниках.

- КПД передачи ( ), или КПД редуктора.

- КПД ПТУ.

,

.

- внутренний КПД,

- механический КПД турбины,

- КПД, учитывающий потери от вращения неработающих ступеней турбин заднего хода, ,

- КПД, учитывающий потери на дросселирование пара, ,

- КПД, учитывающий непроизводительные утечки пара через неплотности,

- КПД котельной установки, ,

- КПД, учитывающий потери в конденсато – питательной системе, ,

- коэффициент, учитывающие потери на вспомогательные нужды и общесудовые потребители, .

.

Пути повышения экономичности ПТУ:

1) повышение энтальпии ,

2) снижение знаменателя, т.е. , т.е. уменьшение давления в конденсаторе (увеличение вакуума),

3) возврат части теплоты отработанного пара для подогрева питательной воды в регенераторе,

4) применение промежуточного перегрева

ГАЗОТУРБИННЫЕ УСТАНОВКИ

Применяются на СПК и СВП.

Основные преимущества:

1) относительно малая масса и габариты,

2) хорошая приёмистость (по мощности и по оборотам, время приготовления к действию сокращается),

3) простота автоматизации и лёгкость обслуживания.

Недостатки:

Относительно низкая экономичность и относительно малый ресурс.

В состав ГТУ входят следующие элементы:

1) компрессоры для сжатия воздуха,

2) теплообменные аппараты,

3) обслуживающие механизмы,

4) устройства и системы.

I группа: генераторы газа (генераторы рабочего тела) – компрессор, камера сгорания.

II группа: исполнительная часть представлена газовой турбиной. На газовой турбине мы превращаем тепловую энергию в механическую.

Классификация:

1) По характеру исполнения рабочего тела в цикле:

1. установки, работающие по открытому циклу,

2. установки, работающие по закрытому циклу.

2) По способу повышения термодинамической эффективности:

1. без регенерационной теплоты – установка простого типа (авиационного типа),

2. с регенерацией теплоты,

3. с промежуточным охлаждением воздуха,

4. с промежуточным подводом теплоты.

3) По способу получения полезной мощности:

1. с блокировочным аппаратом,

2. с разделённым перепадом теплоты – турбины с несколькими степенями (высокого и низкого давления),

3. с разделённым потоком газов.

4) По типу установки:

1. транспортного (тяжёлого) типа,

2. авиационного (лёгкого) типа.

Принципиальные схемы и циклы ГТУ

ГТУ открытого типа:

К – компрессор, который забирает воздух из атмосферы, воздух сжимается и подаётся в КГ.

КГ – камера горения, куда подаётся топливо. Оно сгорает, образуются газы.

П – потребитель (генератор, винт, вентилятор).

Т – турбина.

Большая часть мощности затрачивается на сжатие воздуха в компрессоре.

Установка, работающая по замкнутому типу:

Рабочее тело постоянно одно и то же.

П, Т, К – потребитель, турбина, компрессор.

ВО – воздухоохладитель.

ВП – воздухоподогреватель.

ГТУ закрытого типа включает в себя вместо КГ поверхностный ВП. В установках, работающих на органическом топливе, воздушным подогревателем является “воздушный” котёл.

Для повышения температуры рабочего тела перед компрессором (для уменьшения рабочего сжатия) устанавливается воздухоохладитель.

В ГТУ закрытого цикла можно использовать более высокое давление рабочего тела.

,

где - массовый расход топлива через турбину,

- теплоперепад.

Однако, наличие ВО и ВП делает установку более сложной. КПД ВП меньше, чем КПД КГ. В итоге, КПД ГТУ закрытого цикла будет меньше КПД ГТУ открытого цикла.

Цикл ГТУ:

1 – 2 – процесс сжатия рабочего тела в компрессоре,

2 – 3 – процесс подвода теплоты в КГ,

3 – 4 – адиабатное расширение газа в турбине без потерь,

4 – 1 – отвод газов атмосферу,

1 - 2´, 3 - 4´ - действительные процессы сжатия и расширения.

- степень повышения давления.

Термический КПД:

,

где - показатель адиабаты.

Внутренний КПД:

,

,

- внутренний КПД турбины,

- степень повышения температуры,

,

,

.

Из приведённого выражения для внутреннего КПД следует, что внутренний КПД увеличится с ростом . При повышении КПД сначала растёт, затем падает.

,

где - КПД КГ, ,

- механический КПД, учитывающий потери в подшипниках, ,

- КПД передачи, - для зубчатой передачи.

Пути повышения экономичности ГТУ

1) Основные потери связаны с потерей теплоты с уходящими газами.

1. Регенеративный цикл.

Схема установки регенерации теплоты отработавших газов:

В регенераторе происходит, с одной стороны, охлаждение уходящих газов, с другой стороны, дополнительно подогревается воздух.

При более высокой температуре газы поступают в КГ. В регенеративном цикле происходит возврат некоторого количества теплоты в цикл. В результате температура воздуха на входе в КГ повышается, а температура уходящих газов понижается.

.

Процесс нагрева соответствует линии 2 – 5. точка 5 характеризует состояние воздуха перед КГ. Параметры газов, уходящих из регенератора, определяются точкой 6. при этом часть теплоты возвращается в цикл. Эффективность применения регенерации оценивается степенью регенерации:

,

.

Внутренний КПД зависит от регенерации. Чем выше , тем выше эффективность установки.

. Большее увеличение приводит к увеличению массогабаритных показателей.

2. Циклы с применением промежуточного охлаждения воздуха при сжатии и промежуточного подогрева.

Полезная работа, развиваемая турбиной:

.

Работу расширения газа можно произвести путём промежуточного подогрева газа. Это осуществляется в КГ2. промежуточный подогрев газа производится до начальной температуры.

КГ2 устанавливается между ТНД и ТВД.

Уменьшение работы сжатия достигается за счёт промежуточного охлаждения воздуха в охладителе.

Применение этих двух способов повышения экономичности особенно эффективно в сочетании с применением регенерации.

Это происходит в результате:

1) повышения температурного напора в регенераторе,

2) уменьшения ударного расхода воздуха,

3) уменьшения габаритов и массы генераторов газопроводов и воздуховодов.

, (кг/кВт·ч),

, (кг/кВт·ч).

Усложнение установки приводит к увеличению массы и габаритов. В настоящее время в ГТУ используется однокомпрессорная схема с регенерацией теплоты.

Схема ГТУ:

Рассмотрим циклы и механические связи между элементами установки. Они могут осуществляться самыми различным способами, следовательно число и форма связей определяют схему ГТУ, способ распределения мощности между компрессором и потребителем.

1) Блокированная схема. Она предполагает наличие одного вала, на котором размещаются ступени компрессора, турбины и потребителя. Мощность, развиваемая турбиной, делится на компрессор и потребитель: ⅔ мощности турбины идёт на компрессор, ⅓ - на привод (на потребитель).

Достоинства: простота конструкции, число ступеней турбины минимально.

Недостатки: жёсткие связи разнохарактерных элементов, отрицательно сказывающиеся на режимах пуска, остановки и частичной разгрузки. По этой причине блокированная схема для главных судовых ГТУ непригодна.

2) Схема с разделённым теплоперепадом. Она предполагает разделение теплоперепада на две турбины: турбину высокого давления и турбину низкого давления. Турбина высокого давления работает на компрессор, а турбина низкого давления работает на потребитель.

Расходы газа через ТВД и ТНД примерно одинаковы, а теплоперепад делится пропорционально разделению мощности на привод компрессора и привод потребителя. Эта схема может быть названа двухвальной. Запуск турбины никакой сложности не вызывает. Здесь газодинамическая связь между турбиной и компрессором.

Большая часть ГТД морских судов выполнена именно по этой схеме.

3) Схема с разделённым потоком газа.

В этой схеме весь воздух сжимается в одном компрессоре, после чего разделяется на два потока. В каждом потоке имеется своя камера горения и своя турбина.

ПТ – пропульсивная турбина,

ТК – турбина компрессора.

Особенности:

Турбокомпрессорная часть ГТУ и пропульсивная турбина могут быть размещены по площади машинного отделения на некотором отдалении друг от друга. Однако, усложняется управление и регулирование ГТД, увеличивается число ступеней, возрастает масса установки за счёт увеличения протяжённости трубопроводов, возрастают гидравлические потери. Несмотря на указанные недостатки, данная схема была реализована на некоторых СПК и ГТУ судов большой мощности.

.

Применение авиационных ГТД в судостроении.

Авиационные ГТД имеют преимущества в массе и габаритах.

Для скоростей км/ч мы должны иметь установку с энерговооружённостью кВт/т.

При км/ч кВт/т.

Указанным требованиям более всего соответствуют авиационные ГТД. Они относятся к классу прямоточных двигателей: газы последовательно проходят через компрессор, через КГ и через проточные части турбины, не изменяя направления своего движения.

Достоинства прямоточной компоновки: отсутствие воздухо- и газопроводов, что сводит практически к нулю потери давления по тракту.

Недостаток: практически отсутствует возможность регенерации теплоты, промежуточного охлаждения воздуха. Эти двигатели обычно имеют низкую экономичность.

Полезная мощность может быть получена двумя способами:

1) блокированная схема (блок - агрегат). Для обеспечения запуска такого двигателя в судовых условиях применяют гидродинамическую передачу.

Одним из лучших вариантов движителей для случая блокированной схемы будет винт регулируемого шага. На СВП применяют воздушные винты.

2) двухвальная схема (с разделённым перепадом), т.е. ГТД со свободной пропульсивной турбиной. Привод винта осуществляется от отдельной пропульсивной турбины, а привод компрессора осуществляется от ТВД.

Недостатки: сложность, более высокая стоимость такой установки, относительно высокая удельная масса.

Достоинства: лучшие эксплуатационные качества (благодаря отсутствию жёстких связей между компрессором и потребителем - винтом).

Такие установки лучше преодолевают горб сопротивления.

Применение авиационных ГТД в судостроении требует проведения конвертационных работ. При конвертации должно быть произведено переоборудование топливных систем (перевод двигателя на работу на дизельном топливе), доработка системы очистки воздуха (от промышленных аэрозолей, от брызг воды, от механической пыли) для предотвращения загрязнения проточной части компрессора, доработка системы газовыпуска.

Степень конвертации во многом определяется способом передачи энергии потребителю (это реверс-редуктор, или это может быть связано с разработкой турбины заднего хода). Наиболее сложна схема конвертации на СВП.

Механическая раздача мощности:

Это схема на СВП “Сормович”.

Газодинамическая раздача:

- мощность энергетической установки.

- подача, м³/с,

- напор, создаваемый вентилятором, Па,

- КПД вентиляторной установки.

ТВВ – турбина привода воздушного винта.

1) Газодинамический способ раздачи мощности более эффективен и надёжен, т.к. отсутствует жёсткая связь между валовой турбиной и валами вентиляторов.

2) Такие установки имеют меньшую удельную массу примерно на 20%.

3) Такие передачи более надёжны.

Недостаток: меньший КПД. Это всё приводит к увеличению расхода топлива (на 10 – 15%).

В качестве главного двигателя используется ТВД.

Первая схема выполняется с применением ТВД. Полезная тяга таких двигателей создаётся с помощью воздушного или гидравлического винта (водомётные движители), небольшая часть тяги создаётся за счёт истекающей струи газа.

⅔ мощности тратится на привод компрессора, а ⅓ - на движители.

Для ТВД:

- эквивалентная мощность,

- мощность, которая подводится к винтам,

- сила тяги при ,

- величина, которая определяется отношением тяги винта при скорости к подведённой мощности.

Для ТВД АИ – 20: на испытательном стенде реактивная тяга Н, кВт на месте. Когда этот двигатель поставили на “Буревестник”, эта тяга оказалась значительно меньшей из-за больших потерь в газовоздушных трактах.

При км/ч эта тяга составляет всего лишь 500Н.

Н/кВт.

Отсюда кВт.

Отличительная особенность ТРД в том, что полезная тяга полностью развивается струёй газов, истекающих из двигателя (вся мощность турбины идёт на сжатие воздуха в компрессоре).

,

- массовый расход газа через сопло, кг/с,

- скорость газов в выходном сечении двигателя (в сопле),

- количество воздуха, поступившего в двигатель,

- скорость движения судна (самолёта).

Эффективность ТРД как двигателя оценивается пропульсивным КПД:

работает, когда .

Достаточно высокий КПД ТРД может быть достигнут лишь при больших скоростях движения, начиная примерно с 200км/ч.

Применение авиационных ГТД на судах ограничивается их низкой эффективностью (экономичностью).

Прямоточные ГТД имеют КПД , возрастает расход топлива.

Для авиационных ГТД путём повышения экономичности является применение высокотемпературных охлаждаемых лопаток. Лопатки делаются пористыми, по порам движется охлаждающий воздух. Получается поднять температуру Т₃ до 1100°С. При этом удельный расход топлива может составлять порядка 240 г/кВт·ч, что соразмеримо с экономичностью высокооборотных дизелей.

Авиационные ГТД имеют относительно низкий ресурс, т.к. там применяют самую низкую температуру Т₃.

Ресурс в 2 – 3 раза меньше, чем у тяжёлых транспортных двигателей.

ЯДЕРНЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ (ЯЭУ)

Возможность применения ЯЭУ на судах определяется следующими их эксплуатационными достоинствами:

1) почти полностью не зависят от дальности плавания (практически неограниченная автономность),

2) возможность максимального использования водоизмещения,

3) возможность получения оптимальных значений скорости.

Из вновь строящихся судов с ЯЭУ могут считаться подводные танкеры и водовозы.

Классификация ЯЭУ:

1) По типу теплоносителя в первом контуре:

1. с водяным теплоносителем,

2. с газовым теплоносителем,

3. жидкометаллические,

4. органические смеси.

2) По числу контуров, в которых происходит передача энергии деления ядер тяжёлых химических элементов к рабочему телу пропульсивной установки (пар или газ):

1. одноконтурные – рабочее тело образуется в первом контуре,

2. многоконтурные.

Первый контур – установки, в которых рабочее тело контактирует непосредственно с ядерным топливом.

3) По циклу, реализуемому в ЯЭУ:

1. с паротурбинным циклом,

2. с газотурбинным циклом.

4) По изменению агрегатного состояния теплоносителя в первом контуре:

1. с кипящим реактором (если речь идёт о воде) – обычно одноконтурные установки,

2. с некипящим реактором.

Существуют следующие варианты установок:

ВВРД – водоводяной реактор под давлением – установки с некипящим реактором.

РБМК – реактор большой мощности канальный (одноконтурная установка).

ГОХР – газоохлаждаемые реакторы (могут быть одноконтурные и двухконтурные).

Наибольшее распространение на судах получили установки с ВВРД.

5) По типу реактора:

1. расщепление тяжёлых ядер,

2. синтез тяжёлых ядер из лёгких ядер.

Принципиальная схема двухконтурной ЯЭУ:

1 – реактор,

2 – стержни СУЗ (стержни управления и защиты реактора) – графитовые стержни,

3 – компенсатор объёма (паровая подушка, которая обеспечивает постоянное давление),

4 – ЦНПК – циркуляционный насос первого контура,

5 – парогенератор,

6 – питательный насос,

7 – паровая (пропульсивная) турбина,

8 – винт,

9 – конденсатор.

Схема одноконтурной ЯЭУ:

1 – реактор,

2 – турбина,

3 – потребитель (винт),

4 – конденсатор,

5 – циркуляционный насос.

Цикл:

МПа, С – параметры в первом контуре двухконтурной установки.

Дальнейшее повышение параметров в первом контуре невозможно.

МПа ( ), С.

Должно быть .

- удельный объём.

,

.

- движущий напор циркуляции.

Экономичность ЯЭУ:

,

- КПД паропроизводящей установки.

,

- коэффициент теплового использования энергии деления ядер горючего,

.

Часть энергии передаётся теплоносителю, а другая часть энергии идёт на нагрев оболочки.

- затрата энергии на нагрев конструкционных материалов реактора, биологической защиты, механизмов привода и т.д. (непроизводительные потери).

- тепловая мощность реактора,

- КПД, учитывающий затраты энергии на обслуживающие механизмы (насосы и т.д.),

,

- коэффициент использования теплоты в парогенераторе,

,

весьма высок.

- КПД паротурбинной части,

,

- КПД, учитывающий затраты на вспомогательные механизмы второго контура.

Здесь низкий, т.к. он зависит от начальных параметров пара.

Современные ядерные установки с ВВРД работают на насыщенном и слабонасыщенном паре. Поэтому давление во втором контуре составляет 3 – 4МПа. Высоких значений достичь не получается.

В итоге общий КПД ЯЭУ , что ниже КПД ПТУ на органическом топливе.

.

Системы ЯЭУ:

1) Система компенсации объёма.

1. паровая,

2. газовая.

Система предназначена для создания и поддержания заданного давления в первом контуре и компенсации температурных расширений теплоносителя при повышении или понижении его температуры.

Схема паровой системы:

1 – реактор,

2 – баллоны с жидкостью (с рабочим телом).

Схема газовой системы:

1 – реактор,

2 – баллоны,

3 – газовые баллоны.

В первом случае в компенсаторе объёма над уровнем жидкости поддерживается постоянное давление пара путём периодического включения нагревательных элементов или путём впрыскивания воды в зависимости от понижения или возрастания давления в первом контуре.

В состав системы к первому контуру подключаются баллоны с газом давлением, которое поддерживается постоянным.

2) Система очистки теплоносителя. Она предназначена для удаления из воды примесей и продуктов коррозии, таким образом способствует снижению радиоактивности теплоносителя.

Часть воды отбирается от первого контура.

1 – ректор,

2 – парогенератор,

3 – циркуляционный насос первого контура,

4 – высокотемпературный охладитель ( С),

5 – дроссельное устройство,

6 – доохладители,

7 – механические фильтры,

8 – ионообменные фильтры,

9 – деаэратор,

10 – насос подпиточный. Им мы подаём воду в первый контур,

11 – подпитка водородом.

Для очистки теплоносителя из первого контура забирается примерно 10% теплоносителя, после чего он охлаждается, проходит через редукционный клапан, через фильтры и возвращается в первый контур. Для связывания свободного кислорода осуществляется подпитка водородом.

3) Система подпитки и дренирования. Система предназначена для пополнения теплоносителя в первом контуре (периодически отбирается часть теплоносителя на анализ). Эта система предназначена для удаления теплоносителя из первого контура (для частичного или полного дренирования при эксплуатации).

4) Система охлаждения активного оборудования. Она предназначена для отвода теплоты от биологической защиты в циркуляционных насосах первого контура (ЦНПК) для охлаждения фильтров, стержней СУЗ и другого оборудования.

1 – насосы системы охлаждения,

2 – расширительная ёмкость,

3 – холодильники,

4 – охлаждение биологической защиты,

5 – змеевик биологической защиты,

6 – теплообменники охлаждения ионообменных фильтров,

7 – статоры ЦНПК,

8 – кондиционирование воздуха контейнера.

Змеевики на охлаждение примерно перерабатывают количество теплоты до 10%.

,

В кондиционере .

5) Система охлаждения неактивного оборудования. Система предназначена для отвода теплоты от неактивного оборудования (холодильники и неактивные элементы установки). Оборудование этой системы располагается вне биологической защиты. Рабочей средой является вода.

6) Система вакуумирования. Она предназначена для разряжения в помещении, где располагается активное оборудование. Система включает в себя вакуум-насосы и баллоны, в которые откачивается воздух.

7) Система расхолаживания. Она предназначена для снятия остаточных тепловыделений реактора. Отвод теплоты может осуществляться путём прокачивания через активную зону.

8) Система управления и защиты. Она предназначена для регулирования мощности реактора и автоматического прекращения цепной реакции в аварийных случаях.

Особенности судовых ЯЭУ:

Проектирование, постройка и эксплуатация судов с ЯЭУ оговаривается:

1. Правилами ядерной безопасности атомных СЭУ,

2. Регистром.

В соответствии с Правилами существуют четыре класса безопасности:

1) самые опасные. Это реакторы, опорные конструкции, парогенераторы и циркуляционные насосы.

Особенности:

1) особые условия эксплуатации (крен, дифферент, качка, вибрация),

2) затеснённость энергетических отсеков судна,

3) автономность судна (оторванность от баз обслуживания). Необходимость наличия собственной электростанции,

4) необходимость обеспечения различных скоростей хода судна (переменные режимы),

5) повышенные требования к вероятности радиоактивного заражения окружающей среды.

120