Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

dopatka_r_perepechko_a_kniga_o_sudah

.pdf
Скачиваний:
178
Добавлен:
12.03.2016
Размер:
15.72 Mб
Скачать

Судовые

энергетические

установки

В 1819 г., когда «Саванна»

но

уменьшается

и составляет

впервые

 

пересекла

Атланти­

менее

240 т еженедельно.

 

ческий океан,

началась

новая

 

В

настоящее

 

время

суда

эра в истории судоходства и

оснащаются

самыми

различ­

судостроения, так как это было

ными

двигателями. Эти

энер­

первое океанское судно, осна­

гетические

установки

можно

щенное

механическим

двига­

разделить

следующим

 

обра­

телем. Правда,

этот

двигатель

зом:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

был еще довольно примитивен.

 

с

поршневыми

паровы­

Его мощность составляла всего

ми

машинами

с

прямым

лишь 73,6 кВт, но она позволя­

выходом

пара

к конденсатору

ла океанскому судну не зави­

и с турбиной низкого давле­

сеть от стихийных сил приро­

ния;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ды, силы и направления ветра.

 

паротурбинные —

 

с ме­

Механический

 

двигатель

ханической

и

электрической

использовали

вначале на мор­

передачей

(турбоэлектриче-

ских судах только в качестве

ская

энергетическая

установ­

вспомогательного.

На

морях

ка);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и океанах еще в течение мно­

 

дизельные

малообо­

гих лет

господствовало

парус­

ротные

с прямой

передачей

ное судоходство, так как суда,

на

гребной

винт,

среднеобо­

оснащенные

паровыми

маши­

ротные с редукторной переда­

нами,

сохраняли

и

парусное

чей на гребной винт и средне­

вооружение. Так, в 1860 г.

оборотные

с

электрической

было

построено

самое

боль­

передачей

на

гребной

винт

шое

пассажирское

 

 

судно

(дизель-электрические);

 

 

 

«Грэйт Истерн», которое кроме

 

газотурбинные.

 

 

 

 

двух

паровых

машин

общей

 

Поршневые паровые маши­

мощностью

5630

кВт

имело

ны уже не применяют в каче­

еще

и

парусное

вооружение

стве

двигателей.

 

Их

 

можно

площадью

3400 м 2.

 

 

 

встретить

лишь на устаревших

Постепенно

паровые маши­

судах.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ны становились все более мощ­

 

Двигатели

разделяют

на

ными

и

надежными.

Первые

реверсивные,

приводящие

в

судовые

энергетические

уста­

движение

судовой

движитель

новки

состояли

иэ поршневой

с постоянным шагом, и на не­

паровой

машины

и

больших

реверсивные,

приводящие

в

маломощных

котлов,

отапли­

движение

судовые

движители

ваемых

углем.

Коэффициент

с переменным

шагом

(винты

полезного действия (КПД) ма­

регулируемого

шага).

 

 

 

 

шинной

 

установки

 

«Грэйт

 

От судовых двигателей тре­

Истерн»

составлял всего

лишь

буется

 

высокая

 

надежность

3%,

ежегодный

расход

угля

даже в условиях волнения, так

достигал 380 т. Персонал ма­

как они должны работать и при

шинного

отделения

на

«Грэйт

сильном крене судна и при

Истерн» состоял из 230 чел.

большой

бортовой

качке. Это

Сто

лет спустя,

в

60-х гг.

означает,

что

и

фундаменты,

XX в. КПД паровой установки

на которых закреплены двига­

подобной

мощности

равнялся

тели,

должны

быть

прочнее

30%,

число

обслуживающего

фундаментов

наземных

 

уста­

персонала

снизилось

до

12—

новок.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15 чел.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К

 

судовым

 

двигателям

Автоматизация

управления

предъявляются

 

также

 

такие

приводит

к

дальнейшему

требования,

как

 

простота

в

уменьшению

численности об­

обслуживании,

 

компактность

служивающего персонала. Рас­

некоторых случаях),

малые

ход топлива,

в данном

слу­

габариты

и

по

возможности

чае жидкого, также значитель­

малая собственная

масса.

 

 

100

Рис. 95. Типы судовых энергетиче­ ских установок: а — с паровыми кот­ лами и турбиной; Ь — дизельная с м алооборотны м дизелем; с — ди­ зельная со среднеоборотны м и ди­ зелями и редуктором .

1

— п

а р о ге н е р а то р ;

2

т у р б и н а

вы соко го

давления;

3

 

тур б и н а

н и зко го

давления;

4 —

к о н д е н с а то р ;

5

р е д у к т о р ;

6

гр е б н о й

вал;

7

гр е б н о й

винт;

8 —

м ало о в о р о т н ы й дизель;

? —

муф те;

 

10

с р е д н е о б о р о тн ы й

дизе ль

— *

Ив рис. 95 изображены не­ которые типы судовых энер­ гетических установок.

Паровые двигатели

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

поршневая

паровая

машина.)

биной. Отработавший пар про­

Как в старых судовых энер­

В турбине пар расширяется и

пускается

через

систему труб,

гетических

установках

с паро­

его

давление

понижается.

На

охлаждаемых

морской

водой,

выми машинами, так и в со­

практике

величина

его состав­

и

при

этом

конденсируется.

временных с паровыми турби­

ляет около 49 гПа. В турбине

Конденсат забирается из

кон­

нами, в качестве рабочего тела

тепловая

энергия

пара

пре­

денсатора с помощью конден-

используется

водяной

пар.

образуется

в

механическую,

сатного

насоса.

 

 

 

 

Поскольку

пресную

воду

на

Достигнутая при этом высокая

 

На выходе конденсат имеет

судах

можно

перевозить толь­

частота

вращения

ротора

 

па­

температуру

25— 30°С.

В

со­

ко в ограниченном количестве,

ровой турбины за счет редук­

временных турбинных установ­

в данном

случае

применяют

тора

снижается

до

частоты

ках

 

температура

испарения

замкнутую

систему

циркуля­

вращения

 

гребного

винта.

С

воды

в

 

парогенераторе

при

ции воды

и пара.

 

 

 

 

 

целью

сохранения

в

турбине

давлении от 5,9 до 6,9 МПа со­

Упрощенная

схема

такой

необходимого

для

преобразо­

ставляет от 274 до 284СС. Со­

циркуляции дана на рис. 96.

вания

энергии

соотношения

гласно этому к парогенератору

Получаемый в парогенераторе

между

давлением

и

темпера­

следовало бы вместе с топли­

пар под определенным

давле­

турой

следует

искусственно

вом

подвести

столько

тепло­

нием

(на

 

рисунке

паропере­

поддерживать

 

непрерывное

вой энергии, чтобы температу­

греватель

 

не

обозначен)

по­

уменьшение

объема

отрабо­

ра

конденсата

поднялась

до

ступает

по

трубопроводу

в

тавшего

 

пара

турбины.

Это

соответствующей

давлению

турбину. (В энергетических ус­

осуществляется

с

помощью

температуры

испарения,

тогда

тановках

старых

конструкций

конденсатора,

 

включенного

в

вода испарилась бы и пар пе­

на месте

турбины

находилась

схему непосредственно за тур­

регрелся.

Для

 

того

чтобы

101

Теперь

 

поршень

движется

е

102. В цилиндре высокого дав­

вращения,

а

также

случайные

противоположном

 

направле­

ления

свежий

пар

понижает

нагрузки

и

удары,

возникаю­

нии. Таким

 

обрезом,

поршень

свое

давление

от

 

1,47

МПа

щие, например, из-за нерав­

совершает

 

во

время

работы

(на входе) до 0,49 МПа (на

номерной

нагрузки

 

судового

движения вверх и вниз, кото­

выходе). Затем пар проходит

движителя при выходе из во­

рые

с

помощью

кривошипно­

в цилиндр среднего

давления,

ды и т. д.

 

 

 

 

 

 

 

 

шатунного

механизма,

состоя­

где

его

давление

понижается

Переключающий

 

клапан

щего из штока, ползуна и

почти до 0,15 МПа. Отсюда

направляет

отработавший

пар

соединенного

с

коленчатым

пар идет дальше, к цилиндру

от паровой

машины непосред­

валом

шатуна,

преобразуются

низкого

давления,

где

давле­

ственно к конденсатору, мимо

во

 

вращательные

движения

ние

окончательно

понижается

турбины. Это

бывает

необхо­

коленчатого вала. Впуск и вы­

от 0,15 МПа до давления в кон­

димо в случае изменения ча­

пуск свежего и отработавшего

денсаторе,

 

 

составляющего

стоты

 

вращения

машины

при

пера

регулируют

клапаном

2.

около

9,8— 68,7

гПа.

 

 

 

 

маневрировании

или

заднем

Клапан

 

приводится

в действие

При

 

понижении

давления

ходе.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

от

коленчатого

вала

 

посред­

объем

пара

возрастает.

 

Для

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ством

двух

эксцентриков,

ко­

того чтобы пар разместился в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

торые через штанги и шатун

цилиндрах,

их

объем

должен

Паровые турбмны

 

 

 

 

соединены

 

с

золотниковой

с каждой

ступенью

увеличи­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

штангой.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ваться. Так как все поршни

Паровая

турбина

относится

 

Перемещение

шатуна

с

имеют

одинаковый

ход,

 

сле­

к двигателям, в которых теп­

помощью

переводного

рыча­

дует увеличить и диаметр ци­

ловая

энергия

подведенного

га

вызывает

изменение

коли­

линдров.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пара

 

вначале

превращается в

чества

 

пара,

заполнившего

Коэффициент

 

полезного

кинетическую

и

только

после

цилиндр за один подъем порш­

действия

энергетической

ус­

этого

 

используется

для

рабо­

ня, а следовательно, меняются

тановки

с

поршневой паровой

ты.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мощность

и

частота

вращения

машиной

возрастает

с

умень­

Паротурбинные

двигатели

машины. Когда шатун находит­

шением

конечного

значения

на

судах

 

 

применяются

с

ся в среднем положении, пар

давления рабочего пара. Одна­

1895 г. Практически турбинный

уже не входит в цилиндр, и

ко вместе с этим объем пара

двигатель

впервые

был

уста­

паровая

машина

прекращает

увеличивается

настолько,

что

новлен на боевых кораблях в

движение.

 

При

дальнейшем

цилиндр

 

низкого

 

давления

первом десятилетии XX в., а

перемещении шатуна

 

с помо­

должен был бы иметь огром­

уже

позднее

стал

использо­

щью

 

 

переводного

 

рычага

ный диаметр. По этой причине

ваться

на

больших

пассажир­

машина

снова

приводится

в

в более

поздних конструкциях

ских судах.

 

 

 

 

 

 

 

 

движение, на этот раз в про­

поршневых

 

паровых

машин

В 50-е гг. началась конку­

тивоположном

 

направлении.

стали прибегать

к

комбиниро­

рентная

борьба

между

паро­

Это

обусловливает

 

обратное

ванию, т. е. поршневая паро­

турбинными

 

и

дизельными

движение судового движителя.

вая

машина

трехступенчатого

установками

 

за

применение

 

Наряду

с перераспределе­

расширения

соединялась

с

на больших судах для перевоз­

нием

с

помощью

поршневого

турбиной

 

отработавшего

па­

ки массовых грузов и на тан­

золотника,

 

изображенного

на

ра, причем эта турбина

имела

керах. Сначала на судах дед­

рис. 101, имеются системы с

приблизительно

четыре ступе­

вейтом 30— 40 тыс. т и больше

плоскими

 

золотниками

или

ни расширения.

 

 

 

 

 

 

преобладали

 

паротурбинные

клапанами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Такая

конструкция

изобра­

установки,

 

однако

 

быстрое

 

В первых судовых

 

установ­

жена на рис. 103. Пар, выхо­

развитие

двигателей

 

внутрен­

ках

применяли

поршневые

па­

дящий

 

из

 

цилиндра

низко­

него сгорания привело к тому,

ровые машины, в которых рас­

го давления

поршневой

паро­

что в настоящее время ряд

ширение от входного до вы­

вой машины, проходит в тур­

судов

 

 

дедвейтом

 

 

более

ходного давления и до давле­

бину, затем в конденсатор. Так

100 тыс. т оснащается дизель­

ния

в

конденсаторе

происхо­

как частота вращения турбины

ными

 

установками. Только

на

дило в одном цилиндре. Со

намного выше, чем у поршне­

очень

 

больших судах

дедвей­

временем

 

стали

 

применять

вой

паровой

машины,

между

том более 200 тыс. т устанав­

машины

 

 

многоступенчатого

валом турбины и гребным ва­

ливают

паротурбинные

дви­

расширения.

 

 

 

 

 

 

 

 

лом

установлена понижающая

гатели.

Паротурбинные

уста­

 

Принцип

действия

 

машины

двухступенчатая

зубчатая

пе­

новки

 

сохранились

также

на

трехступенчатого

расширения

редача

и

муфта.

Последняя

крупных

боевых

кораблях

во­

схематично

показан

 

на

рис.

устраняет

различия

в

частоте

енно-морского флота, а также

107

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]