книги из ГПНТБ / Плаксионов Н.П. Судовые турбинные установки учебник

Набивку смазывают с помощью тавотницы 3. Для удобства монта­ жа корпус сальника составляют из двух половин, скрепленных между

На головку 1 винта при затяжке тормоза или при его отдаче надевают рычаг.

§ 28. ДВИЖИТЕЛИ

Движителем называют судовое устройство, которое, используя работу двигателя, создает в воде упор — силу, способную двигать судно в заданном направлении. Движители с механическим двигателем делятся на лопастные' и водометные.

К числу л о п а с т н ы х движителей относятся гребные винты и крыльчатые движители, создающие силу упора за счет отбрасывания лопастями струи воды в сторону, противоположную движению судна.

В о д о м е т н ы е движители создают упор при отбрасывании воды специальным насосом. Так как и лопастные, и водометные движители создают движущую силу за счет реакции отбрасываемой назад массы воды, их называют реактивными.

Среди судовых движителей наиболее распространены гребные вин­ ты (рис. 92).

Гребной винт состоит из лопастей 1, установленных радиально на ступице 2 на одинаковом угловом расстоянии друг от друга. Винт имеет от 2 до 6 лопастей (чаще 3—5). Поверхности лопастей, обращен­ ные в нос судна, называют засасывающими; обращенные в корму — нагнетающими. Нагнетающая поверхность лопасти является обычно винтовой.

100

Взависимости от направления вращения гребного вала винты могут быть правого или левого вращения. В одновальных установках обычно винт правого вращения, в двухвальных — один винт правого враще­ ния, а другой — левого.

Взависимости от конструкции винты можно подразделить на два

типа:

ствия винта называется отношение полезной мощности, развиваемой

ко за счет формы кормовых обводов, но и за счет специальных направ­ ляющих устройств — насадок, контрпропеллеров.

В настоящее время винты изготавливают из латуни и бронзы. Эти материалы имеют высокую механическую прочность, хорошо обрабаты­ ваются и мало подвержены коррозии. На судах, плавающих во льдах,

Небольшое распространение получили гребные винты из пластиче­ ских (капрона, стоунметалла) и других материалов.

На рис. 93 показано крепление гребного винта 1 к гребному валу 7. Своей ступицей винт насажен на конус и зажат глухой гайкой 3, от

101

Для защиты от попадания с торца вала морской воды и для соз­ дания обтекаемой формы винта служит обтекатель 4, зажимающий резиновое кольцо 2.

Впоследнее время стали применять бесшпоночное соединение вин­ та и гребного вала, что снижает трудоемкость их изготовления, умень­ шает толщину стенки ступицы и позволяет механизировать ручные работы. Недостатком такого соединения является трудность контроля за состоянием соединения.

Внастоящее время распространены установки с ВРШ, несмотря на сложную конструкцию и высокую стоимость. Это объясняется рядом преимуществ ВРШ по сравнению с обычными винтами фиксируемого шага.

Лопасти ВРШ (съемные, т. е. легко заменяемые) можно устанавли­ вать под любым углом, образуя шаг, наивыгоднейший для данного ре­ жима работы судна, что позволяет полностью использовать мощность главного двигателя и обеспечи­ вает высокие значения к. п. д.

при работе на различных режи­ мах. Это дает экономию топлива (10—15%) и увеличивает на 2—3% среднюю рейсовую ско­ рость.

Использование ВРШ значи­ тельно снижает износ главных двигателей, так как резко сокра­ щается число и продолжитель­ ность пусков двигателей для реверсирования.

При ВРШ можно осуществить реверс с полного переднего хода на полный задний без изменения направления вращения главного дви­

гателя и гребного вала. Это позволяет применять нереверсивные главные двигатели (паровые и газовые турбины), т. е. отпадает необ­ ходимость в ТЗХ.

В паротурбинных установках мощность турбины заднего хода

ВРШ позволяет управлять судном непосредственно с мостика, при­ чем любые малые скорости и остановки судна возможны при работе двигателя на устойчивых режимах.

Путь торможения судна с ВРШ уменьшается примерно в два раза за счет быстрого перехода с переднего хода на задний и использования на реверсирование до 90—100% мощности главного двигателя, что повышает безопасность плавания.

Двухвинтовое судно с винтом регулируемого шага может выпол­ нить любой маневр без применения рулей, а с рулями такое судно может передвигаться бортом вперед, что очень важно во время швартовки.

102

К недостаткам ВРШ относятся сложность конструкции, более высо­ кая стоимость и несколько меньший к. п. д. (на 1—3%), чем у ВФШ (из-за большого диаметра ступицы, в которой размещается меха­ низм поворота). Однако несмотря на эти недостатки, ВРШ является перспективным типом движителя, в частности, для крупных транспорт­ ных судов.

Рис. 94. Винт регулируемого шага

Опыт эксплуатации ВРШ отечественных и иностранных конструк­ ций свидетельствует об их долговечности и надежности, а стоимость установки с ВРШ окупается за 2—3 года. Многие ВРШ находятся в эксплуатации свыше 10 лет, причем, за это время часто были замене­ ны только лопасти винтов.

В настоящее время примерно каждое шестое судно в мире строит­ ся с ВРШ.

Наиболее крупный отечественный ВРШ (D = 6,3; N = 13 ООО л. с.) уже несколько лет успешно эксплуатируется на газотурбоходе «Па­

103

ред» до положения «Полный назад» при номинальной частоте враще­

механизмом изменения шага осуществляется дистанционно из руле­ вой рубки.

Схема ВРШ показана на рис. 94. На ползунах 1 и шатунах 2, со­ единенных с кривошипным диском 3, закреплены лопасти } / . Усилие для поворота лопастей передается через шток 4 в гребном валу на пол­

8.Каково устройство и назначение тормоза?

9.Какие бывают движители на судах?

10.Назовите составные части гребного винта и материалы, из которых их из­ готавливают?

11.Как устроен винт регулируемого шага?

12.Каковы преимущества ВРШ?

104

Глава VI

С И С Т Е М Ы Р Е Г У Л И Р О В А Н И Я , У П Р А В Л Е Н И Я И З А Щ И Т Ы ТУРБИН

§ 29. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Управление ГТЗА для маневрирования судна обеспе­ чивает система регулирования парораспределительными органами, которая позволяет изменять мощность, частоту вращения винта и, следовательно, ход судна.

Маневровое устройство турбоагрегата ТС-1иТС-2 (рис. 96) состоит из общей паровой коробки 3, в которой расположены маневровые кла­ паны переднего хода 5 и заднего хода 2, разобщительный / и быстро-

Пар на ТЗХ

Рис. 96. Маневровое ус­ тройство судов типа «Варшава»

запорный 4 клапаны. Паровая коробка соединена с турбиной высокого давления и турбиной заднего хода соответствующими трубопроводами. Маховики маневровых и запорного клапанов выведены на пульт управ­ ления, т. е. управление ГТЗА централизовано.

Регулирование мощности турбины осуществляют также сопловыми клапанами, в частности на агрегатах ТС-1 и ТС-2три сопловых клапана расположены на ТВД. Различные комбинации открытых сопловых

105

клапанов обеспечивают регулирование в пределах 50—110% номиналь­ ной мощности.

Сопловой клапан (рис. 97) управляется вручную маховиком /, установленным в верхней части корпуса 8. Вращение маховика пере­ дается втулке 5, которая вращается в шариковых подшипниках 2, установленных в обойме 3. Для смазки подшипников служит маслен­ ка 4.

При открытии клапана положение маховика по высоте не меняется. Степень открытия показывает стрелка 9, установленная на стыке штока 6 маховика и штока 13 клапана. Уплотнение 7 штока маховика и уплот-

Рис. 98. Маневровое устройство на судах типа «Сергей Боткин»

нение 12 штока клапана осуществляется мягкой набивкой. Предусмо­ трен отсос протекающего через уплотнение пара от фонаря 10 к эжек­ тору системы концевых уплотнений.

Внутри соплового клапана 14 установлен разгрузочный клапан 15, жестко связанный со штоком 13. При подъеме клапана 15 на 5—6 мм пар из внутренней полости клапана перетекает внутрь турби­ ны. При этом значительно уменьшается перепад давлений на основной клапан 14, что облегчает его открытие (открывается он на 32 мм). Ос­ новной клапан ложится на седло 16, установленное в сопловой короб­ ке 17. Между сопловой коробкой и корпусом клапана установлена прокладка 11.

Маневровые клапаны переднего и заднего ходов, а также разобщи­ тельный клапан (см. рис. 96) устроены аналогично. Разница лишь в том, что у них имеется коническая передача к маховикам, расположен­ ным на посту управления, а вместо мягкой набивки поставлены сталь­ ные уплотнительные кольца.

В маневровом устройстве турбоходов типа «Сергей Боткин» по сути нет маневровых клапанов (рис. 98). Оно соетоит из автоматического

107

пуса и сетки из нержавеющей стали с отверстиями диаметром 5 мм.

§ 30. РЕГУЛИРОВАНИЕ М О Щ Н О С Т И

Главный турбозубчатый агрегат на судах транспорт­ ного флота обычно рассчитан на полный ход судна при номинальном режиме работы, соответствующем наивысшему к. п. д. Предусматри­ вается возможность работы агрегата с мощностью, на 10—15% превы­ шающей мощность номинального режима (самый полный ход), для пре­ одоления неблагоприятных навигационных условий (сильных течений, встречного ветра и т. п.). Эта мощность считается перегрузочной, и к. п. д. турбины при ней понижается. Наконец, должна быть обеспе­ чена возможность работы турбины на режимах пониженной мощности (средний ход, малый ход и самый малый ход), при маневрах, плавании в тумане, проливах, каналах и т. д.

Существуют следующие способы регулирования мощности ГТЗА:

является простейшим и осуществляется изменением величины откры­ тия маневрового клапана 1, через который проходит весь пар, посту­ пающий в турбину. Изменение величины открытия клапана приводит к изменению давления пара, поступающего в первую регулировочную ступень через сопла 2, и к изменению расхода пара.

При работе турбины на полной мощности клапан открыт полностью. Уменьшение открытия клапана вызывает процесс дросселирования

108

пара (температура и давление его за клапаном падают, т. е. меняется качество пара), поэтому такой способ и называется качественным или дроссельным. При качественном регулировании значительно сни­ жается экономичность турбины.

Обычно стремятся регулировать маневровый клапан так, чтобы из­ менение мощности ГТЗА было прямо пропорционально углу поворота

заключается в изменении количества пара, протекающего через тур­ бину в определенный отрезок времени (кгіч). Для этого перед паровой регулировочной ступенью турбины устанавливают сопловые коробки с автономными группами сопел 2, каждая из которых управляется сво­ им клапаном 3. Изменением количества открытых клапанов достигают изменения протока пара через турбину. Давление и температура пара перед оставшимися в открытом состоянии соплами неизменны, поэтому исключаются потери энергии пара (что получается в первом случае за счет дросселирования потока маневровым клапаном /) и турбина ра­ ботает экономичнее.

При количественном регулировании сопловые клапаны, включен­ ные в работу, должны быть полностью открыты, а неработающие — закрыты.

большее применение в ГТЗА, в частности, на судах типа «Ленинский комсомол», «Варшава» и др. Количественное регулирование можно осу­ ществить только на определенных режимах работы турбины, число которых зависит от числа групп сопел. На всех промежуточных режи­ мах приходится применять смешанное регулирование.

Рис. 100. Способы регулирования мощности

На режиме номинальной мощности маневровый клапан / и два соп­ ловых 3 открыты. При необходимости самого полного хода, т. е. на перегрузочном ходу, дополнительно открывают еще одну группу сопел. Для понижения мощности ГТЗА последовательно закрывают сопло­ вые клапаны (осуществляют количественное регулирование), • затем постепенно прикрывают маневровый клапан (качественное регулиро­ вание). -

109