2.10. Передача мощности на движитель.

размещение гту на судне

Принципы передачи мощности ГТУ на движитель судна схожи с принципами передачи мощности от дизельных энергетических установок. Передача мощности от ГТД может производиться через механическую, гидравлическую, электрическую передачи, либо комбинированную передачу, сочетающую в себе вышеперечисленные типы главных передач. При этом обязательным элементом ГТУ является редуктор, понижающий частоту вращения ротора пропульсивной турбины до оптимальной частоты вращения движителя.

Наибольшее распространение получили механические передачи мощности от ГТД на движитель судна. Несколько реже используются электрические передачи, когда в состав установки входит один или несколько ГТД, работающих на электрогенераторы (главные газотурбогенераторы – ГГТГ), и гребные электродвигатели переменного или постоянного тока.

Принципы размещения ГТУ на судне аналогичны принципам размещения дизельных установок. В машинном отделении находится один (для одновального судна) ГТД, размещаемый в диаметральной плоскости, или два (для двухвального судна) ГТД, размещаемых побортно. Здесь же находятся редукторы, главные упорные подшипники, оборудование систем, обслуживающих работу ГТУ, воздушные шахты и газоходы, пост дистанционного управления установкой.

Часто ГТД используется в комбинированных энергетических установках в качестве форсажного (ускорительного) двигателя. Схемы размещения и передачи мощности от ГТД, входящих в состав комбинированных установок, будут рассмотрены в разделе, посвященном комбинированным установкам.

В особую группу следует выделить ГТУ, предназначенные для привода двух потребителей мощности. Наличие двух потребителей мощности характерно для судов на воздушной подушке. Одним из них является движитель – как правило, воздушный винт; вторым –турбонагнетатель, подающий воздух в полость воздушной подушки.

Мощность от одного ГТД на два потребителя может передаваться двумя различными способами:

• с помощью механической передачи;

• с помощью газовой передачи.

В ГТУ с механической передачей мощностиот ГТД на потребители (рис. 81), мощность, полученная на валу пропульсивной турбины, через угловую редукторную передачу разделяется на два потока, направляющихся к воздушному винту и к нагнетателю воздуха. В этом случае ГТД размещается над палубой СВП в специальном обтекателе, установленном на стойке двигателя. Воздушный винт является главным движителем СВП.

Рис. 81. Движительно-двигательный комплекс СВП с механической передачей мощности

на два потребителя.

Рис. 82. Движительно-двигательный комплекс СВП с газовой передачей мощности на

два потребителя.

Конструктивная схемаГТУ с газовой передачей мощностиот ГТД на два потребителя показана на рис. 82. В такой установке газотурбинный двигатель вырабатывает газодинамическую энергию − поток газов, который по газоходу поступает на две последовательно расположенные свободные силовые газовые турбины: сначала на турбину, приводящую в действие турбонагнетатель воздушной подушки, затем на турбину привода воздушного винта. Силовые турбины через редукторы передают вращающий момент на потребители энергии.

К числу ГТУ, имеющих характерные особенности, можно отнести установки для судов на подводных крыльях (СПК). Особенности обусловлены тем, что при движении в неводоизмещающем режиме корпус СПК поднимается над уровнем воды, и между днищем и поверхностью воды создается пространство высотой до нескольких метров (для крупных СПК – до 3 ÷ 4 метров). При такой большой высоте подъема корпуса над поверхностью воды чрезвычайно затруднена передача мощности от ГТД, расположенных в корпусе, к гребным винтам, расположенным ниже поверхности воды. Применение наклонных гребных валов не дает удовлетворительного решения из-за большого угла наклона к горизонту и уменьшения КПД движителей, работающих в косом потоке воды. Указанные особенности приводят к необходимости применения специального типа передачи типа «колонка» (рис. 83).

Рис. 83. Схема передачи мощности от ГТД на движитель с помощью передачи

типа «колонка».

Колонка включает в себя два зубчатых угловых редуктора с вертикальным передаточным валом между ними. Верхний редуктор располагается в корпусе судна на выходном валу ГТД, нижний размещается в герметичной, полностью погруженной обтекаемой гондоле, расположенной в плоскости кормовых подводных крыльев СПК.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Арсеньев Л.В.,Бедчер Ф.С.Газотурбинные установки. Конструкция и расчет. Справочное пособие. – Л.: Машиностроение, 1978;

2. Артемов Г.А.,Волошин В.П.Судовые энергетические установки. – Л.: Судостроение, 1987;

3. Баскаков А.П.,Берг Б.В. Теплотехника: Учебник для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1991;

4. Вашнейдт В.А.Судовые ДВС. – Л.: Судостроение, 1977;

5. Венцюлис Л.С.,Рыбалко В.В.Турбинист флота. Справочник. – М.: Воениздат, 1988;

6. Кошелев И.Ф.,Пимошенко А.П.Справочник судового механика по теплотехнике. – Л.: Судостроение, 1987;

7. Курзон А.Г.,Маслов Л.А.Судовые турбинные установки: Учебное пособие. – Л.: Судостроение, 1991;

8. Маслов Л.А. Судовые газотурбинные установки. – Л.: Судостроение, 1973;

9. Овсянников М.К.Судовые дизельные установки. – Л.: Судостроение, 1986;

10. Румянцев Н.И.,Булах К.Г.Справочник корабельного инженера-механика. – М.: Воениздат, 1984;

11. Самсонов В.И.Двигатели внутреннего сгорания морских судов. – М.: Транспорт, 1990;

12. Слободянюк Л.И.,Поляков В.И.Судовые паровые и газовые турбины и их эксплуатация. – Л.: Судостроение, 1983;

13. Трубилов М.А., Арсеньев Г.В. Паровые и газовые турбины: Учебник для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1985;

ОГЛАВЛЕНИЕ

	ПРЕДИСЛОВИЕ .……………………………………………….…..	3
	ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ …….………………………………..	4
	ВВЕДЕНИЕ ………...………………………………..………………	6
1.	Краткая историческая справка возникновения и развития судовых энергетических установок ………………………..………	6
2.	Назначение, классификация и состав судовой энергетической установки …………………………………..………………………...	12
3.	Основные показатели судовых энергетических установок …..…..	16
4.	Основы термодинамики. Термодинамические процессы, происходящие в тепловых двигателях ...…………...………………	24
	общие понятия термодинамики ………………………………..	24
	термодинамические процессы в идеальных газах …………....	28
	фазовые переходы вещества. Термодинамические процессы в реальных газах. Диаграммы. …………………………………	31
	термодинамические циклы …………………………………….	34
	основные понятия теории теплообмена ………………………	37
	ГЛАВА 1. ДИЗЕЛЬНЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ
1.1.	Классификация двигателей внутреннего сгорания и дизельных двигателей. Маркировка дизелей ………………..…………………	40
1.2.	Особенности судовых дизельных установок …………..………….	45
1.3.	Принцип действия дизельных двигателей. Индикаторные и круговые диаграммы ……………………………..…...…………….	46
	принцип действия четырехтактного дизеля ………………….	46
	принцип действия двухтактного дизеля ……………………...	49
1.4.	Конструкция основных узлов дизельных двигателей ………..…...	52
1.5.	Топлива и масла, применяемые в судовых дизельных установках	56
1.6.	Основные показатели работы дизельного двигателя ………..……	58
1.7.	Потери энергии в дизельном двигателе. Тепловой баланс дизельного двигателя ...………………………..……………………	62
1.8.	Способы повышения мощности дизелей. Турбонаддув ……..…...	65
1.9.	Основные компоновочные схемы дизельных двигателей с наддувом ……………………..………………………………………	69
1.10.	Системы дизельных энергетических установок ………..…………	73
	топливная система ……………………………………………...	73
	система смазки ………………………………………………….	75
	система охлаждения ……………………………………………	77
	система воздухоснабжения ……………………………………	79
	система газоотвода …………………………………………….	81
	– система управления ……………………………………………	82
	– система регулирования и контроля ……………………………	84
1.11.	Передача мощности на гребной вал. Размещение дизельной энергетической установки на судне ……………..…………………	87
	ГЛАВА 2. ГАЗОТУРБИННЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ
2.1.	Классификация газотурбинных двигателей …………...…………..	91
2.2.	Основные понятия и определения газотурбинных двигателей …..	94
2.3.	Общее устройство и принцип действия газотурбинного двигателя и его составных частей ………………………………….	97
	компрессоры ГТД ………………………………………………	98
	камеры сгорания ГТД ………………………………………….	103
	газовые турбины ………………………………………………..	106
	теплообменные аппараты ………………………………………	109
2.4.	Идеальный термодинамический цикл ГТУ. Работа и КПД цикла ГТУ …………………………………………………………………...	111
2.5.	Потери энергии в газотурбинной установке. Тепловой баланс камеры сгорания. Мощность и КПД ГТД …………………………	116
2.6.	Способы повышения экономичности ГТУ ………………………..	119
	регенерация теплоты в цикле ГТУ …………………………….	120
	ступенчатое сжатие с промежуточным охлаждением воздуха (ПОВ) ……………………………………………………………	122
	промежуточный подогрев газа в цикле ГТУ (ППГ)	124
	разделение приводов движителя и компрессора. Конструктивные схемы двухвальных ГТУ. …………………..	127
2.7.	Системы газотурбинных установок ………………………………..	132
	топливная система ……………………………………………...	132
	система пуска …………………………………………………...	136
	система смазки ………………………………………………….	139
	система суфлирования ………………………………………….	141
	система реверса …………………………………………………	141
	системы охлаждения конструктивных узлов ГТУ …………...	144
	система регулирования, управления и защиты ГТД …………	147
	воздухоприемные и газовыхлопные устройства ……………..	150
2.8.	Основные характеристики ГТУ …………………………...………..	152
2.9.	ГТУ замкнутого и полузамкнутого циклов ……………………….	154
2.10.	Передача мощности на движитель. Размещение ГТУ на судне …	159
	СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ …………………………………….…….	162

ДЛЯ ЗАМЕТОК

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Болдырев Олег Николаевич

Судовые энергетические установки