第一章_船舶动力装置系统_第三节_冷却系统

第三节冷却管系

一、冷却管系的任务及组成

内燃动力装置中有许多机械设备，在正常运行过程中不断地散发出热量，这些热量如不及时散发，机械设备的温度就不断上升以至超过容许界限而不能继续工作，造成严重事故，冷却系统的主要使命就是要解决这些机械设备的散热问题，从而保证各种机械设备正常工作。

在舰船上需要散热的机械设备有：

①主、辅柴油机，包括气缸盖、气缸壁、活塞、增压器等。

②主、辅机的滑油冷却器、淡水冷却器、及增压空气中间冷却器等热交换器。

③轴系的轴承、尾轴管和传动设备。

④空气压缩机等。

另外，压缩机等排出的气体以及废汽和凝结水等也都需要给以冷却，以适应工作过程的需要。

由于在上述机械设备中，以主机散发出的热量为最多，冷却管路规模也最大。

为了保证气缸工作容积壁部不受高温的影响，并保持气缸工作表面上润滑油膜，需要在其受热的壁部施行有效的冷却。此外，由于运动部件摩擦所产生的热量，必须从它的产生处，直接地与间接地通过润滑油将热量传递到冷却剂中，否则这些部分将大量积聚热量而引起损坏。发动机的单位功率提得愈高时，冷却则更加重要。

不良的冷却将使气缸与燃料室的壁部有过高的温度，其后果将造成润滑油碳化、活塞环胶结，活塞过度磨蚀与咬合和排气阀过热等害处。

二、冷却管系设计的一般要求

钢质海船的冷却管系的设计要求见有关规定及本书有关章节介绍，而军用舰艇冷却管系的设计与布置应满足如下要求：

（1）每台主机应有独立的冷却管系及循环水管系。

（2）辅机一般应有独立的冷却水管系。若几台辅机共用一台海水冷却泵时，应设有备用泵或代用泵。

（3）采用自流式冷却及循环水管系，除应满足主机各种正车工况外，还必须满足主机空车和倒车工况的要求。

（4）登陆舰艇应考虑登滩前后一段时间内的主、辅机海水冷却。若采用压载水舱作为海水冷却循环水舱时，该舱的容量应满足上述时间内的主、辅机的冷却需要，并应有和舷外海水的转换装置。

（5）滑油冷却器中的冷却水压力应低于滑油压力。

（6）采用自流式循环水系统的主汽轮机组，必须设有一台循环水泵以满足主汽轮组最大倒车功率及舰船备航和低速航行时的需要。

（7）采用泵流式循环水系统的主汽轮机组，其主循环水泵应有代用泵，代用泵的排量应满足巡航功率时的需要。若主循环水泵系由二台独立动力泵组成时，则可免设代用泵。

（8）循环水管路进、排水管与主机冷凝器的连接应有膨胀接头。

（9）循环水管路一般应设有可调节海水流量的挡板装置。

（10）辅冷凝器应有独立的循环水管系。管系中应有一台独立的循环水泵，并应有代用泵。

（11）主汽轮机组滑油冷却器所需的冷却水一般应由主循环系统供给。若采用独立的海水泵供给时，则应设有备用泵或应急补水管路。

（12）柴油机应采用闭式冷却水管系。

（13）标准排水量在1000t以上的柴油机舰船，每一主机舱中至少应设有主机备用冷却的电动海、淡水泵各一台，其排量应满足一台主机最大功率时的需要。

（14）柴油机的淡水冷却管系应设置能自动调节淡水进机温度的恒温器，并应设有手控装置。

（15）柴油机的淡水冷却管系一般应设置高温警报装置。

（16）柴油机的淡水冷却管系应有单独的淡水膨胀箱。采用封闭压力式的淡水膨胀箱应装设安全阀。

（17）柴油机的淡水冷却管系中采用乳化防锈油作为淡水添加剂时，淡水管系内的橡胶件应采用耐油橡胶。

（18）主柴油机的淡水冷却管系应备有海水应急接管，且有避免平时淡、海水相混的可靠措施。

三、冷却管系的冷却方式

由于所用冷却剂的不同而有不同的冷却方式，在舰船内燃动力装置中主、辅机最常用的，大致有水冷却和油冷却二种。

1. 水冷却方式

采用水作为冷却剂，在内燃机上占很大比重，一般有开式冷却与闭式冷却二种。

（1）开式冷却方式

采用舷外水直接进行冷却，这种形式比较简单，海水泵自海底门经过通海阀，滤器吸入海水。

从海水泵排出的海水则经过滑油冷却器，吸收滑油从柴油机带来的热量，然后进入发动机，经过气缸水套及气缸盖，排气管后，带走了它们的热量，最后汇集于总管推开单向阀而排至舷外去。水温调节阀根据离开发动机的海水温度自动调节回流管的热水流量，以保持发动机不致过热或过冷。油温调节阀则根据油温度的变化，自动调节流过滑油冷却水流量，以保持滑油温度基本不变。

这种冷却方式所需设备最简单， 一般应用于小功率的舰船上。但 这种海水直接冷却有很大的缺点： 由于从舷外引进的海水中所 质和盐含有的杂份将增加机件的 腐蚀。沉积污垢后更减低传热功 能，影响发动机运转。污垢的沉 积与冷却水温度的提高有关，当

海水温度高过50℃后，盐垢的沉 图1-7 开式冷却管系原理图 积将迅速增长。由于季节或航区

变化等原因，而过分降低海水温度时，缸壁等处内外温差大而且又不利于发动机的燃烧和润滑性能，大大降低柴油机的经济性。

当海水温度高达50~55℃时，水垢就大量析出而积附在高温的传热表面上，比如，气缸盖、气缸套的冷却壁面上，而在局部死角、转弯等处也易形成积垢，这种积垢是不良热导体，妨碍了热量向海水的传导，工作时间越长，积垢就越厚，传热阻力就越大，引起局部过热，以致使气缸套壁内表面温度过高而发生破裂，因而开式冷却的海水温度被限制在55℃以下。

对于中、大功率柴油机，要求气缸套等高温部件本身温度分布均匀，即温差要小，以保持高负荷时部件工作的安全可靠以及能有较高的热效率。所以通常都不采用这种开式冷却方式，只有在一些冷却温度较低的部件，如轴承空压机等采用此种方法。

（2）闭式冷却方式

由淡水去冷却发动机的高温部件后带走热量，然后再有海水去冷却淡水。也就是由舷外水冷却发动机的闭式淡水循环冷却系统。

闭式冷却的优点是：

① 循环在主机内的水是清洁的淡水，因此不易产生水垢而发生管道堵塞的现象。 ② 淡水不会产生积盐现象，因而能 保证良好的传热效果，同时冷却水温可以 不受盐分自海水中析出的温度限制，可以 达到65~85℃，甚至在某些船上可高达95 ~110℃，这样高温件热表面与冷却水之间 温差减小，被冷却水带走热量就减少，有 利于提高热效率和热负荷。

③ 暖机时关上舷外水，便能很快用 图1-8 闭式冷却管系原理图 淡水加热循环滑油。

闭式冷却系统的缺点就在于设备和管路比开式冷却系统复杂多了。

闭式冷却系统是由二套独立的管路组成：海水和淡水管路。

①海水管路

海水泵自舷外经过海底门吸入海水后先经过滑油冷却器，再经过淡水冷却器后排出舷外。

②淡水管路

淡水泵把淡水送入柴油机吸收热量后进入淡水冷却器，又把热量传给海水，降低了温度后的淡水又由淡水泵送入柴油机，从而在淡水管中不断循环。淡水温度调节器则根据柴油机淡水出口温度的高低来调节流过淡水冷却器的流量，从而实现调节进入柴油机的淡水温度。在淡水管路中设置了一个膨胀水箱，它的作用是：

淡水在封闭管路中循环，它的体积会随着温度的变化而热胀冷缩，当淡水在管路中受热膨胀时，体积增加，管路中多出的淡水则贮存在膨胀水箱中。当淡水在管路中受冷收缩时，体积减小，膨胀水箱中的水补入管路。

淡水受热温度升高时，其中有气体分离出来，这气体必须及时从管路中排出，否则会影响管路的正常工作，因此，为了排除这些气体，在进出发动机的淡水管路最高点引出管子与膨胀水箱上部相通，这样气体可通过膨胀水箱而逸入大气。

膨胀水箱与淡水泵的入口有管路相通，运转中管路中损失的淡水可经此管补充，而膨胀水箱中淡水一般由淡水舱进行补充。同时，由于淡水温度较高，为了使淡水泵吸入口维持一定的压力，防止吸入时水产生汽化现象，以保证水泵的正常工作，因此膨胀水箱应设在柴油机气缸头以上高度，如布置有困难时可充入低压空气以使在整个管路中保持较高的水压，而避免产生汽化现象。

有时为了缩短暖机时间，膨胀水箱内接入蒸汽管，供起动时用。

四、冷却水带走热量的一般估计

柴油机的冷却，其冷却水所带走的热量范围较大，各种不同类型的发动机的冷却水带走的热量，占发动机油耗总热值的百分数见表1-3。

表1-3 冷却水带走的热量（%）

型式

无气喷射排气管冷却时

所需加的数值直接喷射式预燃式

单作用式四

冲程

活塞不冷却25~36 25~40

四冲程发动

机：

6~8

活塞冷却

气缸及气缸盖18~22

25~31

19~24

26~33

活塞7~9 7~9

单作用式二

冲程

活塞不冷却24~30 28~33

活塞冷却

气缸及气缸盖15~18

19.5~26

17~22

20~29

活塞 4.5~8 5~7

双作用式二

冲程活塞冷却

气缸及气缸盖16~18

23~26

二冲程发动

机：

5~6.5 活塞7~8

单作用式四冲程增压

活塞不冷却20~25

活塞冷却

气缸及气缸盖15~18

21~28

活塞6~8

从表1-3中可以得到柴油发动机装置中计算冷却水热量的大致的百分数。根据这些带走的热量值来看，对于小型发动机往往较大，因为它比同类大型发动机的传热表面积与冲程容积的比率大。高速发动机的冷却水带走热量亦往往低于低速发动机；长行程发动机则低于短行程发动机。

船用发动机转速变化中，通常在转速增高时传给冷却水的热量减少，但也有例外，特别是在具有分割式燃烧容积的发动机上，由于燃烧的恶化，或由于燃烧容积中气流速度的增高，得到相反的情况。

小型发动机的传热情况优于大型发动机，故小型发动机容许较高的冷却水流出温度，大型发动机要求较多的冷却水量与较低的冷却水温度。

1. 冷却管系的设备估算 （1）淡水泵排量 一般可按下式计算：

C t t K N Q R

D e p

H t t ??-????=γ)/(12g （m 3/h ） （1-29）

式中 t R ——冷却水带走热量的百分率；

p

H

Q ——燃料低发热值（kcal/kg ）； g ——单位马力燃料消耗率（kg/Hp ·h ）； e N ——发动机有效功率（Hp ）； 2t ——冷却水出发动机温度（℃）； 1t ——冷却水进发动机温度（℃）

； γ——淡水密度（kg/m 3）；

C ——淡水比热（kcal/kg ·℃）； K ——裕度系数，一般取1.2~1.3。

冷却水进出主机的温度选择，一般情况下取发动机说明书中要求即可。通常情况下，温度愈高则发动机的气缸磨蚀愈小，气缸的热应力也较小，发动机的耗油率可降低。若采用过度的冷却，将使气缸壁温度大为降低，使气缸壁与活塞环由腐蚀而致增加磨蚀程度。同时使燃烧物中所含的水蒸汽凝积于冷的气缸壁上，由于冷凝水吸收燃烧中的有机和无机的酸，故腐蚀更增强，在活塞环的上止点位置附近处尤甚。

柴油机采用舷外水直接冷却时，由于海水温度超过55℃后将水套内盐分的析出和积垢更加迅速，而影响冷却面的导热率，故一般取50℃以下。

当柴油机采用封闭式淡水冷却时，其冷却温度可提高到90℃，因一般冷却水泵的压头在1.2~1.3kgf/cm 2左右，其相应的饱和蒸汽温度为104~107℃。若继续提高冷却水温度，就将产生汽化现象，使气缸壁的传热效率显著降低而影响发动机的正常运转。

柴油发动机中，冷却水进出温度差一般采用10~15℃，不应超过17℃。温度差采用过大，对气缸壁冷却不均匀有影响，产生热应力较大。但温度差采用过小，则必须增加冷却水量和

发动机的冷却通道，故目前国内柴油机采用10~15℃的温差比较多。

压头的大小按照发动机内及管路内的流阻来决定，根据现有设计资料一般采用20~30mH 2O 。

（2）海水泵排量 一般可按下式计算：

h h e p

H h h C t t K N Q R D ??-????=γ)/(12g （m 3/h ） （1-30）

式中 h R ——海水带走的热量（其中包括淡水及滑油二个部分）；

1t ——海水进滑油冷却器的温度（当滑油冷却器置于淡水冷却器的前面时）（℃）； 2t ——海水出淡水冷却器的温度（℃）； h γ——海水密度（kg/m 3）； h C ——海水比热（kcal/kg ·℃）

； K ——裕度系数，一般取1.2~1.3；

压头一般取15~25mH 2O 。 （3）淡水膨胀箱

淡水膨胀箱是用来避免淡水受热膨胀时有使水管破裂危险的一种保护装置。当循环淡水温度太高，它的体积膨胀，这增加的过剩体积，就推进膨胀水箱中；而当它的温度降低或管路漏泄时，膨胀水箱里的水就随时补充到系统中去。

在膨胀水箱的顶部设有空气管和溢流管，以便把系统中的空气、蒸汽、过多的冷却水排出，这样可以保证冷却系统中的压力稳定，有利于正常有效地进行工作。膨胀水箱上接有淡水补给管，当系统中无水或因蒸发，泄漏等原因减少时，由补给管向膨胀水箱补充淡水。

系统中的水与大气接触的自由液面有水汽损失，水汽损失的数量和自由液面面积及水的温度有关。为了减少膨胀水箱的水汽损失，就需要减少自由液面面积，并使水箱内的水温较低。

另外，水与空气接触时，在一定的温度和压力条件下，空气中的氧有一定量溶解于水，温度低，压力大，则溶解于水中的氧就愈多，溶解于水中氧对系统的金属有腐蚀作用，为减少膨胀水箱中氧的溶解量，也要减少膨胀水箱内的自由液面面积或适当提高箱内的水温。

因此，从减少蒸发损失和减少氧的溶解量出发，膨胀水箱的容积应满足系统要求的情况下尽可能小。

膨胀水箱的容积根据各种发动机的不同要求决定，目前可采用下列方法估算：

p p p D V η??=10.0（m 3） （1-31）

式中 p D ——发动机淡水循环系统内的淡水容量（m 3）；

p η——膨胀水箱的有效容积系数，一般取1.1~1.2。

2. 冷却器

（1）壳管式冷却器的用途及说明

4231Q44-50型冷却器适用于冷却油和水，冷却器系壳管式，冷却水（海水或江水）在管内作两次回流，吸取管外被冷却介质传递过来的热量后被排出冷却器外，被冷却介质在管外侧空间横掠管束若干次，而后被排出冷却器外。

冷却器壳体、端盖、管组以及其它零附件等组成，壳体由钢板滚成圆筒形后焊接而成，其上焊有法兰，被冷却介质进、出口接管及接头座等。

装配于壳体内的管组由管板、冷却管、隔板、支杆及滑道等组成。冷却管两端辘接于管板上，固定管板借环节螺栓及普通螺栓与端盖与壳体法兰相连，活动管板可以由两个垫料圈、疏水环、压盖等组成的填料函内自由移动。以补偿整个管组的胀缩，冷却管组由几块隔板分成若干个空间，以保证被冷却介质在其间作若干次横流的叉流流动而得到充分冷却，隔板则借套在支杆上的套管来定距固定。

两端盖是铸铁的，其中一个端盖铸就冷却水进、出口接管各一个，盖中间有一横向隔板，借此将腔空分成二个空间，另一端盖则使冷却水在此作180°回转，在端盖内壁附有防蚀锌棒（块），以减轻海水对零部件的电化腐蚀。

（2）10m2冷却器（4231Q44-53-00）

①10m2冷却器的外形及安装尺寸见图1-9。

图1-9 10m2冷却器

②接管法兰尺寸见表1-4。

表1-4 接管法兰尺寸表（mm）

序号名称公

称

通

径

外径

螺栓孔中

心节圆直

径

密封面

外径

厚度

螺栓孔

直径

螺栓

数量（个）直径

1 被冷却介质进出

口

65 155 123 104 14 15 6 M14

2 冷却水进出口80 170 138 118 14 15 8 M14

（3）20m2冷却器（4231Q44-54-00）

①20m2冷却器的外形及安装尺寸见图1-10。

图1-10 20m2冷却器

②接管法兰尺寸见表1-5。

表1-5 接管法兰尺寸表（mm）

序号名称公称

通径

外径

螺栓孔中

心节圆

直径

密封面

外径

厚度

螺栓孔

直径

数量

（个）

螺栓

直径

1 被冷却介质进出口80 170 138 118 14 15 8 M14

2 冷却水进出口100 190 158 138 15 15 8 M14

③重量：620.5kg。

（4）30m2冷却器（4231Q44-55-00）

①30m2冷却器的外形及安装尺寸见图1.3.5。

图1-11 30m2冷却器

②接管法兰尺寸见表1-6。

表1-6 接管法兰尺寸表（mm）

序号名称公称通径外径

螺栓孔中心节

圆直径

密封面

外径

厚度

螺栓孔

直径

数量

（个）

螺栓

直径

1 被冷却介质进出口80 170 138 118 14 15 8 M14

2 冷却水进出口100 190 158 138 15 15 8 M14

③重量：734.4kg。

（5）50m2冷却器（4231Q44-56-00）

①50m2冷却器外形及安装尺寸见图1-12。

图1-12 50m2冷却器

②重量：1181.5kg。

（6）80m2冷却器（4231Q44-57-00）

①80m2冷却器外形及安装尺寸见图1-13。

图1-13 80m2冷却器

②重量：1656kg。

（7）100m2冷却器（4231Q44-58-00）

①100m2冷却器外形及安装尺寸见图1-14。

图1-14 100m2冷却器

②重量：1882kg。

（8）滑油、淡水扁管冷却器简型选型

详见表1-7。

表1-7 滑油、淡水扁管冷却器简型选型表

序号冷却器

型号

散热面积

（m2）

扁管

根数

传热量

（kcal/h）

海水滑油淡水

净重

（kg）

配柴油机

型号

流量

（t/h）

压力

（kgf/cm2）

流量

（m3/h）

压力

（kgf/cm2）

流量

（t/h）

压力

（kgf/cm2）

滑油冷却器：

1 HL1-2

2 22 1150 450000 50

3 40 6 322.9

6E390C 6E390DC

2 HL2-4 4 20

3 75000 30 3 6 6 60 12V180

3 HL3-8 8 408 300000 120 3 14.6 6 109 42-160(M5

03)

重12V180

4 HL4-16 16 816 300000 70 2 2

5

6 204 12V230ZC

5 HL5-22 22 1150 360000 104 8 7

6 6 339.5 6E390ZC (即1Z39

型)

淡水冷却器：

1 DL1-10 10 276 1000000 70 3 55 2.5 120 6E390C、6E390DC

2 V230ZC，重12V180

2 DL2-5 5 140 658500 33.8

3 35.

4 5

5 12V180

3 DL3-13 12.5 36

4 1800000 120 3 132 151.3

42-160 (即M503)

4 DL4-13 12.

5 364 1200000 104 8 120 3 157.8 6E390ZC (即1Z39)

注：①型号的顺序（HL1、HL2……）系保留原图纸采用的编号，因此，它并不与散热面积的递增顺序相适应

②滑油扁管的尺寸均为27.4×4.5×.350；淡水扁管的尺寸均为50×4.5×350。

船舶动力装置原理与设计复习思考题及答案2016

船舶动力装置原理与设计复习思考题 第1章 1、如何理解船舶动力装置的含义？它有哪些部分组成？ 答：船舶动力装置的含义：保证船舶正常航行、作业、停泊以及船员、旅客正常工作和生活所 必需的机械设备的综合体。 组成部分：推进装置：包括主机、推进器、轴系、传动设备。 辅助装置：发电机组、辅助锅炉、压缩空气系统。 甲板机械 船舶管路系统 机舱自动化设备。 特种设备 2、简述柴油机动力装置的特点。 ?优点： a)有较高的经济性，耗油率比蒸汽、燃气动力装置低得多； b)重量轻(单位重量的指标小)； c)具有良好的机动性，操作简单，启动方便，正倒车迅速； d)功率范围广。 ?缺点： a)柴油机尺寸和重量按功率比例增长快； b)柴油机工作中的噪声、振动较大； c)中、高速柴油机的运动部件磨损较厉害； d)柴油机低速稳定性差； e)柴油机的过载能力相当差 3、船舶动力装置的技术特征包括哪些技术指标？ a)技术指标标志动力装置的技术性能和结构特征的参数。包括功率指标﹑质量指标和 尺寸指标。 b)经济指标代表燃料在该动力装置中的热能转换率。有燃料消耗率﹑装置总效率﹑推 进装置热效率﹑每海里航程燃料耗量及动力装置的运转-维修经济性。 c)性能指标代表动力装置在接受命令，执行任务中的服从性﹑坚固性和对外界条件、 工作人员的依赖性。因此它包括机动性﹑可靠性﹑自动远操作性能﹑牵曳性能以及噪声振动的控制等指标

4、说明推进装置功率传递过程，并解释各个效率的含义。 BHP、主机输出有效功率；DHP、螺旋桨收到功率；EHP、螺旋桨发出 指示功率→主机额定功率→最大持续功率→轴功率→收到功率→推力功率→船舶有效功率 ?指示功率：表示柴油机气缸中气体作功的能力； ?最大持续功率（额定功率）MCR：在规定的环境状况（不同航区有不同的规定，如无限航 区环境条件：绝对大气压为0.1Mpa;环境温度为45℃；相对湿度为60%；海水温度“中冷器进口处”为32 ℃和转速下），柴油机可以安全持续运转的最大有效功率； ?轴功率：指在扣除传动设备、推力轴承和中间轴承等传动设备后的输出功率； ?螺旋桨收到功率：扣除尾轴承及密封填料损失后所输出的功率。 ?推力功率：是螺旋桨产生使船航行的功率。 ?船舶有效功率：P e=R×V s×10-3 7、如何理解经济航速的含义？ ? 1.节能航速：节能航速是指每小时燃油消耗量最低时的静水航速，它常由主机按推进特性运行时能维持正常工作的最低稳定转速所决定。营运船舶在实现减速航行时，主机所输出的功率大大减少，其每海里燃油消耗率大幅度降低。但航速降低后，营运时间被延长，运输的周转量也少，故当船舶需实现减速航行时，应结合企业的货源、运力及完成运输周转量的情况综合考虑后再决策。 ? 2.最低营运费用航速：船舶航行一天的费用，主要由其固定费用(折旧费、修理费、船员工资、港口驶费、管理费、利息、税金，以及船舶停泊期间的燃、润油费等)和船舶航行时燃、润油费用构成。 最低营运费用航速是指船舶每航行1海里上述固定费用及航行费用最低时的航速，可供船舶及其动力装置的性能评价及选型用。在满足完成运输周转量的前提下，船舶按最低营运费用航速航行，其成本费用最省，但它并未考虑停港时间及营运收入的影响，故不够全面。 ? 3.最大盈利航速：最大盈利航速是指每天(或船舶在营运期间)能获得最大利益的航速。此航速的大小，往往与每海里(或公里)运费收入、停港天数及船舶每天付出的固定费用有关。一般在运费收入低、停港时间长、运距短、油价高的情况下，其最大盈利航速相对较小。 （图在下一页）

汽车冷却系统匹配设计说明

一、冷却系统说明 二、散热器总成参数设定及基本性能要求 三、膨胀箱总成参数设定及基本性能要求 四、冷却风扇总成参数设定及基本性能要求 五、橡胶水管参数设定及基本性能要求

一、冷却系统说明 内燃机运转时，与高温燃气相接触的零件受到强烈的加热，如不加以适当的冷却，会使内燃机过热，充气系数下降，燃烧不正常（爆燃、早燃等），机油变质和烧损，零件的摩擦和磨损加剧，引起内燃机的动力性、经济性、可靠性和耐久性全面恶化。但是，如果冷却过强，汽油机混合气形成不良，机油被燃烧稀释，柴油机工作粗爆，散热损失和摩擦损失增加，零件的磨损加剧，也会使内燃机工作变坏。因此，冷却系统的主要任务是保证内燃机在最适宜的温度状态下工作。 1.1 发动机的工况及对冷却系统的要求 一个良好的冷却系统，应满足下列各项要求： 1）散热能力能满足内燃机在各种工况下运转时的需要。当工况和环境条件变化时，仍能保证内燃机可靠地工作和维持最佳的冷却水温 度。 2）应在短时间内，排除系统的压力。 3）应考虑膨胀空间，一般其容积占总容积的4-6%； 4）具有较高的加水速率。初次加注量能达到系统容积的90%以上。 5）在发动机高速运转，系统压力盖打开时，水泵进口应为正压； 6）有一定的缺水工作能力，缺水量大于第一次未加满冷却液的容积；

7）设置水温报警装置； 8）密封好，不得漏水； 9）冷却系统消耗功率小。启动后，能在短时间内达到正常工作温度。 10）使用可靠，寿命长，制造成本低。 1.2 冷却系统的总体布置 冷却系统总布置主要考虑两方面：一是空气流通系统；二是冷却液循环系统。在设计中必须作到提高进风系数和冷却液循环中的散热能力。 提高通风系数：总的进风口有效面积和散热器正面积之比≥30%。对于空气流通不顺的结构，需要加导风装置使风能有效的吹到散热器的正面积上，提高散热器的利用率。 在整车空间布置允许的条件下，尽量增大散热器的迎风面积，减薄芯子厚度。这样可充分利用风扇的风量和车的迎面风，提高散热器的散热效率。一般货车芯厚不超过四排水管，轿车芯厚不超过二排水管。 在整车布置中散热系统中，还要考虑散热器和周边的间隙，散热器到保险杠外皮的最小距离100毫米，如果发动机的三元崔化在前端的话，还要考虑风扇到三元催化本体距离至少100毫米，到三元催化隔热罩距离至少80毫米。一般三元催化的隔热罩到本体大概有15毫米，隔热罩厚度为0.5－1毫米，一般材料为st12。 1.2.1散热器布置 货车散热器一般采用纵流水结构，因为货车的布置空间也较宽裕。而且纵流

船舶动力装置技术管理实验实验指导书

《船舶动力装置技术管理》实验指导书 曾华杰编 陈景锋审 集美大学轮机工程学院 二OO七年六月

目录 实验装置简介 (2) 一、轮机模拟器简介 (2) 二、自动化机舱概况 (3) 实验一 机舱设备布置规划 (5) 实验二 推进装置运行工况管理与调整 (7) 实验三 船舶管路系统布置规划 (9)

实验装置简介 一、机模拟器简介 轮机模拟器是船舶动力装置及操作系统的简化和浓缩。学生可以在实验室条件下，学习并掌握在各种运行状态下，动力设备的操作方法，帮助学生把各课程中学到的知识有机地联系融为一体，建立起船舶轮机的整体概念，培养学生的综合性操作技能。缩短学生毕业后胜任岗位工作的磨合期，满足国际海事组织颁布的STCW78/95（国际船员值班、培训、评估、发证国际公约）。 我校WMS—2000型轮机模拟器是1999年教学评价后，投资建设的重大实验室建设项目。该模拟器是模仿先进的船舶（第3.4代集装箱船）动力设备配置建造而成的，投入经费300余万元，使用面积400平方米（上下两层各200平方米）。应该说我校轮机模拟器是目前国内同类院校中较先进的，功能较齐全的模拟器。该模拟器最突出的优势是：①具有先进的真实的操作控制物理台盘；②可以并允许设置各种故障；③具有自动的操作成绩评估体系；④节省可观的运行费用。 WMS—2000型船舶轮机模拟训练器是以先进的集装箱船舶轮机系统为母型设计研制。在设备布局上，由教练员室（兼主机驾控室）、集控室、模拟机舱、轮机长室、学员终端软操训练室等组成。 WMS—2000型船舶轮机模拟训练器所涉及的仿真轮机设备对象包括：位于教练员室中的主机驾控台；位于集控室中的集中监控台、船舶电站配电板和岸电箱、压载水系统操作面板、图解式透平货油泵操纵台和油轮锅炉控制箱；位于模拟机舱中的模拟主机及其操作台、大型可操图解模拟屏和7个系统控制箱,；学员终端室有40台学员软操计算机系统等。模拟机舱中的7个系统箱分别是：机舱舱底水油水分离系统控制箱、生活污水处理系统控制箱、燃油分油机控制箱、滑油分油机控制箱、空气压缩机控制箱、发电柴油机控制箱和生活冷藏装置系统箱，此外还有机舱声光报警器。 WMS—2000型船舶轮机模拟训练器各类系统的操作，大部分是在电站组合起动屏及机舱图解模拟屏上进行，一部分是在机舱系统控制箱上进行的，也有一部分软操功能在集控台上的监控计算机上进行。在驾控台、集控台及在机舱对模拟主机的操作也是最必要的。 电站的操作，除在机舱发电柴油机控制箱上的基础性操作外，在集控室配电板上的操作则是更主要的。 在驾控台上对主机进行遥控操作虽然很经常，但其操作动作则是最简单的，关键是训练其冷备车操作程序以及遥控操作前的控制部位转换、辅助车钟的正确使用。在集控台上操纵主机的训练，其要求与驾控台操作主机相似，除控制部位转换及辅助车钟用法的训练外，最主要的是轮机员在集控台上的操作应遵从驾控台下达的命令。 图解模拟屏的操作，主要是机舱各系统阀件的操作，集控台、配电板、驾控台的有关操作，也会在示教板的相关系统图形中，以指示灯的点亮和仪表的参数变化

船舶动力装置教学内容

船舶动力装置

1.船舶动力装置的含义及组成 含义:船舶动力装置保证船舶正常航行、作业、停泊以及船员、旅客正常工作和生活所必需的机械设备的综合体。 组成：①推进装置（主发动机、推进器、传动设备）；②辅助装置（船舶电站、辅助锅炉装置）；③机舱自动化；④船舶系统（动力管系、船舶管 系）；⑤甲板机械（锚泊机械、操舵机械、起重机械） 2.动力装置类型 类型：柴油机推进动力装置、汽轮机推进动力装置、燃气轮机推进动力装置、核动力推进动力装置、联合动力推进动力装置 ①柴油机：优点:A. 有较高的经济性，耗油率比蒸汽、燃气动力装置低得多；B. 重量轻(单位重量的指标小)；C. 具有良好的机动性，操作简单， 启动方便，正倒车迅速；D. 功率范围广。缺点:A. 柴油机尺寸和重量按 功率比例增长快；B. 柴油机工作中的噪声、振动较大；C. 中、高速柴油 机的运动部件磨损较厉害； D. 柴油机低速稳定性差；E. 柴油机的过载能力相当差。 ②蒸汽轮机：优点:a. 单机功率大,可达7.5×104kW以上； b. 转速稳定， 无周期性扰动力，机组振动噪声小；c. 工作可靠性高；d. 可使用劣质燃 料油。缺点:a. 总重量大，尺寸大；b. 燃油消耗率高；c. 机动性差,启 动前准备时间约为30~35min，紧急须15~20min 。 ②燃气轮机：优点:a. 单位功率的重量尺寸小；b. 启动加速性能好；c. 振动小，噪声小。缺点:a. 主机没有反转性；b. 必须借助启动机械启

动；c. 叶片材料昂贵，工作可靠性较差，寿命短；d. 进排气管道尺寸大，舱内布置困难。 ④电力推进：交流电力推进装置具有极限功率大，效率高和可靠性好的优点（结合电力传动分析挖泥船，破冰船） 8.中间轴承 中间轴承：是为减少轴系挠度设置的支承点，用来承受中间轴本身的重量，以及因其变形或运动而产生的径向负荷（非重点） 中间轴承的设置：尾管无前轴承者，则中间轴承尽量靠近尾管前密封；中间轴承应设在轴系上集中质量处附近，如调距桨轴系的配油箱附近;每根中间轴一般只设一个中间轴承（极短中间轴不设）。（非重点） 中间轴承的位置与间距： 位置：靠近一段法兰处，距法兰端面距离0.2l 轴承间距的大小及其数目，对轴的弯曲变形、柔性和应力均有很大的影响。间距适当增加使轴系柔性增加，工作更为可靠，对变形牵制小，使额外负荷反而减小。 3.船舶动力装置性能指标

船舶动力装置原理与设计复习思考题(思考题部分)

船舶动力装置原理与设计复习思考题(思考题部分)

船舶动力装置原理与设计复习思考题 一、课件思考题部分 第1章 1、如何理解船舶动力装置的含义？它有哪些部分组成？ 答： 船舶动力装置的含义：保证船舶正常航行、作业、停泊以及船员、旅客正常工作和生活所必需的机械设备的综合体。 组成部分： 1)推进装置：包括主机、推进器、传动设备。 2)辅助装置：发电机组、辅助锅炉、压缩空气系统。 3)机舱自动化设备。 4)全船系统。 5)船舶设备，主要指甲板机械。 2、简述船舶动力装置设计的特点。 答： 1)须符合船舶的特殊使用条件——船用条件，包括环境条件、空间条件; 2)须设计成具有必要的目标任务条件和合适的保障条件，包括营运条件、作业条件、研究 条件及工作条件、生活条件和生存条件。 3)须全面地综合地进行设计、进行通盘考虑，包括动力装置与总体性能、动力装置与其他 专业、动力装置内部各子系统之间的综合平衡和匹配，以实现预定的技术经济指标. 4)须全面掌握动力装置所覆盖的各技术领域，如船舶推进技术、热能转换技术、电气技术、 安全技术、消防技术、防污染技术、冷藏技术、通风和空调技术、仿真技术以及人员生活、生存技术等。 5)受控于国际公约、规则、船级社规范、船旗国法规等要求和约束。 6)须根据市场经济的特点，对设备的选用和配套应在目标成本的控制下进行。 3、简述船舶动力装置的设计的主要内容。 答： 1)主推进系统设计。包括主机选型、主机及齿轮箱配套、主机及齿轮箱和调距桨的配套等； 2)轴系设计； 3)电站设计(主电站及应急电站)； 4)热源系统设计(蒸汽、热媒油等)； 5)动力系统设计(燃油、滑油、冷却水、压缩空气、进排气、加热蒸汽或热媒油等系统)和 辅助设备选择； 6)船舶系统设计(疏排水系统，注入、测量、空气系统，供水系统，舱底水系统，压载水系 统，消防系统等，以及油船、液化气船和化学品船的专用系统)； 7)自动控制、监测、报警系统设计； 8)防污染系统设计(机舱防油污系统、油船防油污系统、生活污水防污染系统及防止有毒液 体物质污染系统等)；

船舶动力装置技术管理 2007-2008第一学期试卷答案

船舶动力装置技术管理 轮04级（2007－2008 学年第 1 学期）考试（A）卷答案评分标准 一、选择题（每题1分） 1B 2 C 3 C 4 A 5 A 6 C 7 D 8 C 9 D 10 D 11 A 12 C 13 B 14 B 15B 16 C 17 D 18 C 19 A 20 D 21 D 22 D``23 C 24 B 25 B 26 A 27 B 28 A 29 D 30B 31D 32 C 33 C 34B 35 C 36 B 37 C 38 C 39 C 40 C 二、问答题 1. 船舶动力装置的类型 船舶动力装置往往以推进装置的发动机类型进行分类。（1分） 1）蒸汽动力装置（2分） 蒸汽动力装置有往复式蒸汽机和汽轮机两种。往复式蒸汽机最早应用于海船，但由于其经济性差，现在已被其它船用发动机所代替。汽轮机单机功率大，运转平稳，磨损少，噪声小。但装置的热效率低，重量尺寸较大，限制了它的使用。资料表明，在油轮、液化气船上汽轮机动力装置的优越性更为突出。 2）燃气动力装置（4分） 在燃气动力装置中有柴油机动力装置和燃气轮机动力装置两种。 (1)柴油机动力装置柴油机是热效率最高的一种热机，具有起动迅速、部分负荷运转性能好、安全可靠、装置的重量较轻、功率范围大等一系列优点。在中、大型商船上所使用的柴油机有大型低速和大功率中速两大类。 (2)燃气轮机动力装置它的优点是单位重量和尺寸小，单机功率大，机动性高，操纵管理简便，便于实现自动化。但它的经济性差；进排气管道大、；低负荷运转性能差；工作寿命较短。因此这种动力装置在商船上应用极少。 3．核动力装置（2分） 核动力装置的优点是所用燃料的重量极轻，船舶续航力很大。核燃料燃烧不用空气助燃，不用设进排气系统。但由于造价高，核分裂反应释放出大量放射性物质需要严加防护，操纵、管理、检查系统复杂，因此在商船上应用甚少。 2. 海底阀箱的检查和修理， 海底阀的检查和修理；（2.5分） 螺旋桨的检查和修理， 螺旋桨轴及轴承；（2.5分） 船舷排出阀。（2分） 3. 主柴油机备件、副柴油机备件、主、辅汽轮机备件、独立驱动的空气压缩机备件、主锅炉和重要用途辅锅炉备件、泵的备件、轴系备件及自动化设备。（5分）

船舶电力系统的安全管理(通用版)

When the lives of employees or national property are endangered, production activities are stopped to rectify and eliminate dangerous factors. （安全管理） 单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 船舶电力系统的安全管理(通用 版)

船舶电力系统的安全管理(通用版)导语：生产有了安全保障，才能持续、稳定发展。生产活动中事故层出不穷，生产势必陷于混乱、甚至瘫痪状态。当生产与安全发生矛盾、危及职工生命或国家财产时，生产活动停下来整治、消除危险因素以后，生产形势会变得更好。"安全第一" 的提法，决非把安全摆到生产之上;忽视安全自然是一种错误。 船舶电力供电系统的稳定性，不但直接影响到船舶的安全，也影响到公司这一工作方针的实施。所以必须从以下几个方面入手，管理好船舶电力系统，为安全生产做坚实的保障。 一、辅机的管理 辅机作为发电机的原动力，直接带动发电机运行，它的可靠性，从某种意义上讲，也就是电站的可靠性。据不完全统计，船舶跳电，80%左右是由于辅机原动机的故障引起的。确保辅机原动机的可靠运行，是工作的重中之重。主管轮机员不但要有扎实的轮机知识，还要掌握相当的电气自动化管理知识，随着专职电机员的逐渐取消，机电合一，是大势所趋。只有懂电气知识的轮机员才能真正管理好燃油发电机： ◎燃油系统保持燃油纯净，运行压力与温度正常、稳定；爆压、排气温度正常。 ◎滑油系统保持滑油纯净，运行压力与温度正常、稳定，安保系

船舶动力装置技术管理试题库

船舶动力装置技术管理试题库 一、选择题 1 1、船舶动力装置的任务是 A、提供能量，并利用它 B、提供使螺旋桨转动的机械能 C、推动船舶前进的动力 D、提供各种能量，并转换和使用 1 2、试找出下列哪一项不是主机选型时要考虑的因素： A、满足船舶在试航时对航速的要求 B、满足船级社安全检查的需要 C、使用一定时间后，机器性能的下降 D、船舶遇到恶劣气象、复杂海况 及不同水域的适应特性 1 3、普通货船的甲板机械包括_____________ ①舵机②锚机③绞缆机④起货机 ⑤尾门尾跳系统⑥舷梯升降机⑦吊艇机 A、仅①除外 B、仅⑤除外 C、仅⑥除外 D、仅⑦除外 1 4、燃气轮机有诸多优点，但在商船上应用甚少，其主要原因是_____________。 A、单位重量大 B、单机功率小 C、经济性差 D、高负荷运转性能差 1 5、主机转速表L以红色标明的是_____________。 A、标定转速 B、常用转速 C、喘振转速 D、临界转速 1 6、影响主柴油机加速过程时间长短的主要因素是_____________。 A、运动部件的热惯性 B、运动部件的质量惯性 C、受热部件的热惯性 D、受热部件的质量惯性 1 7、船舶大型低速柴油机由起动到全功率所需时间约为，其换向时间按规定应不 于。 A 半小时／15秒 B 半个时／45秒 C 1小时／15秒 D 1小时／30秒 1 8、应急发电机的原动机一般都选用_____________，燃用低凝点的_____________。 A、高速柴油机／轻柴油 B、中速柴油机／轻柴油 C、高速柴油机／重柴油 D、中速柴油机／重柴油 1 9、船舶主动力装置的任务是 A、提供能量，并利用它 B、提供使螺旋桨转动的机械能 C、推动船舶行进的动力 D、提供各种能量，并转换和使用 1 10、现代轮机管理的主要方法有： 1）行政管理思想教育管理2）经济管理法律管理 3）技术管理咨询管理4）决策管理组织管理 A、1）＋2）B 、2）＋3）C 、1）＋2）+3） D 、1）＋2）＋3）＋4） 1 11、对船舶动力装置的要求是： A、可靠性经济性生命力 B、经济性机动性 C、机动性续航力 D、可靠性经济性生命力机动性续航力 1 1 12、下列应急设备中应进行就地操纵试验和遥控试验的是________。 A、地轴弄水密门 B、燃油速闭阀 C、油泵、风机应急开关 D、A+B+C 13、关于蒸汽轮机的优点，说法错误的是： A.运转平衡 B.热效率高 C.磨损小 D.振动轻 1 14、组成推进装置的主要设备有：

船舶动力装置

船舶动力装置 1.什么是船舶动力装置，由哪几部分组成？P1-2 答：船舶动力装置是各种能量产生、传递、消耗的全部机械设备及系统的有机组合体，它是船舶的重要组成部分。（保证船舶正常航行、作业、停泊以及船员、旅客正常工作和生活所必需的机械设备的综合体）。 组成：1）推进装置2）辅助装置3）船舶管路系统4）船舶甲板机械5）机舱自动化设备2.船舶动力装置的类型有哪些？P5-10 答：1）柴油机动力装置2）汽轮机动力装置3)燃气轮机动力装置4）联合动力装置5）核动力装置 3.船舶动力装置的技术特征有哪些指标？P12 答：1）技术指标2）经济指标3）性能指标 4.简述船舶推进装置的组成？P1 答：1）主机：主机是指推进船舶航行的动力机，是动力装置的最主要部分，入柴油机、蒸汽轮机、燃气轮机等。 2）船舶轴系：它用来将主机的功率传递给推进器，它包括传动轴、轴承和密封件等。 3）传动设备：传动设备是将主机动力传递接通或断开给推进器的中间部件，主要包括起接合或断开作用的离合器、减速箱和联轴器等。 4）推进器：它是能量转换的设备，是将主机发出的能量转换成船舶推力的设备，如螺旋桨和喷水推进器等，大部分船舶使用螺旋桨。 5.推进装置的形式有哪几种？P19 答：1）直接传动推进装置2）间接传动推进装置3）特殊传动推进装置 6.简述滑动式中间轴承油膜形成的原理？P53-54 答：1）干摩擦阶段：轴颈与轴承直接接触，没有润滑油的存在，相应的摩擦性质属于干摩擦阶段。 2）半液体润滑阶段：在轴开始低转速运行时由于轴承对轴颈的摩擦力方向与轴颈表面周围速度方向相反，是轴颈沿轴承内孔表面瞬时向右滚动、偏移，致使轴承表面瞬时被摩擦，这时往往部分接触表面形成液体润滑，而另一部分表面则为干摩擦。 3）液体润滑阶段：当轴的转速提高，轴颈与轴承间隙内的油量增加，润滑油膜中的压力逐渐形成，两表面完全被润滑油隔开，油膜厚度大于两接触表面凸凹不平之和，摩擦因数显著下降，最终达到与外载相平衡的位置，这种状态称为液体润滑。 理论上讲，当轴的转速继续增大时，轴颈中心逐渐向轴承孔中心飘移，即轴颈中心与轴承中心相重合。由此可见当轴颈转速与轴承承载不同时，对油膜的形成有很大影响。油膜形成的厚度主要与轴颈与轴承间的载荷大小、相对速度、间隙及润滑粘度有关。在一般情况下，当轴颈转速越高、润滑油的粘度越大、承受的载荷越小，则易形成较厚的油膜。反之，油膜的厚度就越薄。 7.尾管的结构形式有哪几种？P58 答：1）整体式尾管 2）连接式尾管 8.尾管轴承按润滑形式分为哪几种，各有何特点？P59-63 答;1）水润滑。特点：水润滑的尾轴承采用铁梨木、橡胶、桦木层压板和增强塑料等耐磨材料。（水润滑轴承鉴于铁梨木需要进口且价格昂贵，故采用桦木层压板和橡胶轴承较多。）2）油润滑。特点：油润滑尾轴承与转轴接触处采用耐磨性很高的白合金材料，小型船舶则使用青铜或铸铁。 9.尾管的任务是什么？它有哪几部分组成？P57

船舶电力系统论文.doc

系统在运行的过程中，极易发生各类安全事故，且在任何条件下都可能出现故障，其中，短路问题最为突出。通常情况下，短路主要表现为两相短路、三相短路、单相接地短路、两相接地短路与发电机短路等[2]。导致短路问题出现的主要原因有机械设备被严重损伤、绝缘层被破坏与基本操作不科学等。电力系统多种故障的发生，过负荷问题较为突出，此类故障一旦出现问题，会让绝缘的温度逐步升高，也会加速绝缘层的老化，也会让设备受到严重破坏，最终会引发火灾问题。1.2继电保护的基本任务在各设备间，电与磁存在着密切的联系，不正常情况与故障问题的发生，会让电力系统出现一系列的事故，最终会严重威胁电力企业的实际发展。在继电保护时的主要任务为：若主配电板、输电线路、变压器、发电机等出现短路或过量负载问题时，应在最短时间内将存在

故障的设备借助断路器予以断开，以脱离电力系统，能保证不存在故障的部分正常运行，进而降低故障设备损坏度，还可降低对邻近设备供电系统所构成的影响，进而保证电力系统高效、稳定的运行。 1.3继电保护的基本组成 继电保护主要是由测量元件、执行回路与逻辑环节三个部分所组成的。若物理量出现突变，通过测量之后，及时确定好故障范围与基本类型，从逻辑判断来判断断路器跳开的次数与时间，然后让执行回路发出一定的信号与跳闸脉冲。 1.4继电保护的运行原理 电力系统继电保护装置的运行，其原理为借助被保护设备前期与后期一些物理量的突变情况，一旦突变量达到一定参数值，借助逻辑判断，能及时发出信号与跳闸脉冲。例如，借助被保护设备故障发生后期电流的不断增大，以达到电流保护的效果;借助降低电压来达到低电压保护效果;借助不对称短路发生负序电流与电压，以形成负序保护效果。 2船舶电力系统继电保护措施 2.1发电机继电保护 在发电机继电保护方面，所要保护的内容主要包括短路、

广东海洋大学船舶动力装置技术管理期末考试问答题整理

管理问答题整理——————————————by轮机1123 刘青峰 #船舶修理的类别 航修、检验修理和事故修理 #中远公司规定的船舶使用年限 杂货船、多用途船为20-25年，散货船、滚装船、集装箱船及客轮为15-20年，油轮、液化气船和化学液品船为8-15年 #船舶修理的原则和要求 1.必须以原样修复为主，特殊需要的船舶更新和改造应作经济论证并经上级批准 2.远洋船舶应按入级标准进行修理 3.保证修船的质量 4.缩短修理时间 5.降低修船成本 #轮机坞修的工程项目 1.海底阀箱的检查与修理 2.海底阀的检查与修理 3.螺旋桨的检查与修理 4.螺旋桨轴及轴承 5.舵系的检查和修理 #对各种营运期船舶的修理要求 1.营运期不到1/3使用年限的船舶，按设计要求进行修理，达到一类级别 2.营运期达1/3以上但不到2/3使用年限的船舶，按营运期的要求进行修理，达到二类级别 3.营运期超过2/3使用年限的船舶，可以在减载或限制功率的条件下进行维持性修理，但必须满足入级的最低要求和营运安全 #厂修工程的保修期规定 保修期：固定部件为6个月，动部件为3个月 #船舶修理单的分类及编制依据 分类：甲板、轮机、电气和坞修四个部分 依据：1.公司的修船计划和规定的修理级别 2.船舶证书上需要船级社检验的项目 3.说明书所规定的各种设备和部件的检修间隔期 4.船舶在航行中的技术状况、磨损和损坏规律以及各种测试资料 #系泊试验需对主机进行的试验项目以及对主机正、倒车运转的转速和时间要求 项目：1.主机起动试验 2.主机换向试验 3.主机运转试验 要求：正车50%n H连续运转0.5h 正车70%n H连续运转1h 正车80%-85%n H连续运转2h 倒车70%-80%n H连续运转0.5h

船舶电力系统基本参数

船舶电力系统的基本参数有电流种类、电压等级和频率标准。它们决定了船舶电站工作的可靠性和电气设备的重量、尺寸、价格等。 一、电流种类的选择 电流有直流和交流两种。早期船舶多采用直流电力系统。30年代开始在军用舰船上采用交流电制，以后逐渐推广到各种船舶，50年代形成电制更替高潮。我国舰船在60-70年代完成了向交流电制过渡。然而舰船电力系统的电流种类，仍然会受到舰船能源类型或某种条件的限制，例如，采用蓄电池组为能源的常规潜艇，就很难推行交流电制；有较高调速要求的推进电力系统也往往采用直流电制。 交流电站与直流电站相比，前者设备成本和维护保养方面的费用及工作量比后者少得多；因为交流电动机没有整流子，结构简单、体积小、重量轻、运行可靠.鼠笼式电动机可以直接起动，控制设备少。此外，交流动力网络与照明网络之间可通过变压器实现电气隔离。使绝缘电阻低的照明电网基本上不影响动力电网。交流电制也有利于船舶电气化程度的提高和系统容量的增长。直流电站的优点是调压并车简单，电动机起动时冲击小。可实现大范圈平滑调速(这对电动起货机尤为有利)，蓄电池组充电毋须整流器等。然而，由于电力电子技术的发展，直流电制的优点越来越不明显，交流电制在国内外各种船舶中占了主要地位。 二、电压等级

确定电力系统及其负载的电压等级，是电力系统设计的一项重要内容。从减少导体电流的角度来看。提高电压是有利的，可以减小电器元件的导电截面，节约有色金属。如以电器在电压为127V时的重量为1，则当电压为220V、380V和500V时，电器的重量分别近似地等于0.58、0.33和0.25。 另一方面，电压的提高增加了电器灭弧的困难，为此对电气设备的绝缘和安全方面提出了更高的要求，需要加大灭弧间隙，这样又使电器的重量、尺寸增大，故在电压高于600V时，其重量、尺寸减小很少。 目前世界各国对电压等级的考虑，主要与本国陆上电制的参数能统一。我国发电设备具有230V(单相)、400V (三相)的额定电压。欧盟从1992年起规定低压发电没备的额定电压只允许使用230V/400V。由于船舶容量的增加，提高电压是必然趋势。在一些大型船舶、工锉船舶及舰船上，电站容量已达20 000-40 000kW以上，单机功率达3 000-5 000kW,这时仍采用400V电压等级已成为不可能。因为当三相400V和Cos=0.8，发电机额定相电流为5 700A时，就需要截面为电缆18根并联运行，这是不合理的。此外，这样大的电流使开关保护电器复杂化。 船舶电站额定电压有向中压发展的趋势。国际电工委员会建议采用3. 3kV电压；英美等国因为陆上有3.3，6. 6kV电压等级，所以这些国家在巨型船舶上采用 3.3，6.6kV；德国允许最高工作电源电压为11 000V。这是充分估计了船舶电压发展趋势的最高电压。我国电力

船舶电力系统设计

32,500DWT散货船电力系统的设计简介 李熙群 （广东省江门南洋船舶工程有限公司） 摘要：船舶电气设计的核心部分是电力系统的设计，主要包括：电站的负荷计算，发电机台数和容量选择，船舶电制的确定，电力一次单线图的绘制，短路电流的计算以及保护开关的选用等。 关健词：设计电力系统32,500DWT散货船 32,500 DWT Bulk Carrier Design in Power Systems Xi QUN Li (Jiangmen Nanyang Ship Engineering Co., Ltd. Guangdong province) Abstract:The main part of electrical design is the design of power system in ship, including: Power load calculation, select the number of set and rated output of the generators, decide power system for shipping, mapping the primary power single-circuit, calculated short circuit current and selected protection Switch, etc.. Key words: design power system 32,500 DWT bulk carrier 前言 船舶电力系统是船舶动力和控制的核心部分，随着船舶日趋向大型化、电气化、电子化发展，电力系统担负着给船舶推力、控制、通讯导航等设备提供电源的任务，其电源的质量和选配的数量直接关系到船舶操纵性、节能、排污等方面，所以船舶电力系统的设计是船舶电气详细设计的主要部分，本文以江门南洋船舶工程有限公司建造的3,5000DWT灵便型散货船的电力系统为例，介绍船舶电力系统的设计过程。 一、船舶电站的设计 1、选配发电机的台数和容量 通常用采用三类负荷法对全船电气设备进行分类估算，并据此选配发电机的台数和容量。 （1）收集轮机、舾装专业提供的船舶辅机的功率、功率因数和机械负载系数、同时系数等，统计电气设备、通导设备的功率、功率因数。 （2）将全船的电气设备按使用的频率分类，一般地说，连续运行的设备为一类负荷，间歇使用的设备为二类负荷，偶尔使用的设备为三类负荷。 （3）按船舶设计手册的程序和公式进行计算，计算结果如下表：

船舶动力装置

第一章 绪论 一、 船舶动力装置的含义及组成 船舶动力装置是保证船舶正常航行、作业、停泊及船上人员正常工作和生活所必需的机械设备的综合体。 船舶动力装置的任务是产生各种能量，并实现能量的转化和分配，以利于船舶正常航行和作业。有船舶“心脏”之称。 船舶动力装置也称“轮机”，主要由推进装置、辅助装置、船舶管路系统、船舶甲板机械、机舱的机械设备遥控及自动化组成。 1. 推进装置 推进装置是指发出一定功率、经传动设备和轴系带动螺旋桨，推动船舶并保证一定航速前进的一整套设备。包括： 1) 主机：指推动船舶航行的动力机。 2) 传动设备：包括离合器、减速齿轮箱、联轴器、电力推进专用设备。 3) 船舶轴系：包括传动轴、轴承、密封件。 4) 推进器：能量转化设备。 2. 辅助装置 辅助装置：除供给推进船舶的能量之外，用以产生船舶上需要的其他各种能量的设备。包括： 1) 船舶电站：作用---供给辅助机械及全船所需要的电能。 组成---发电机组、配电板、其他电气设备。 发电机组主要由柴油发电机组、汽轮发电机组、轴带发电机组、余热发电机组。 2) 辅助锅炉装置：作用---民用船舶用它产生低压蒸汽，以满足加热、取暖及其他生活需要。 组成---辅助锅炉及为其服务的燃油、给水、鼓风、送气设备及管路、阀 件等。 3) 船舶管路系统：作用---用来连接各种机械设备，并传递有关工质。 组成---动力管路、船舶系统。 4) 船舶甲板机械：作用---保证船舶航向、停泊及装卸货物所需要的机械设备。 组成---锚泊机械设备（锚机，绞盘）、操舵机械设备（舵机及操纵机械、 执行机构）、起重机械设备（起货机，吊艇机及吊杆）。 5) 机舱的机械设备遥控及自动化：组成---对主、辅机和有关机械设备等的远距离控制、调 节、检测和报警系统。 二、船舶动力装置的类型及特点 类型：柴油机动力装置、汽轮机动力装置、燃气轮机动力装置、联合动力装置、核动力装置 三、船舶动力装置的基本特性指标 动力装置的基本特性指标是指技术指标、经济指标和性能指标。 1. 技术指标：标志动力装置的技术性能和结构特征的参数。包括：功率指标、质量指标、 尺寸指标。 2. 经济指标：包括：主机燃料消耗率e g 、动力装置燃料消耗率εg 、推进装置的有效热效 率e η、每海里航程的燃料消耗量n g （船舶航行1n mile ，装置所消耗的燃料量）。 3. 性能指标：包括：可靠性、机动性、使用寿命、振动噪音以及机舱自动化等。 第二章 船舶轴系 一、推进装置型式及其特点

船舶动力装置作业及其参考答案

自动0791/2《船舶动力装置》作业 （第一次） 班级姓名学号成绩 一、选择题（每题8分，共48分） 1、（）船舶动力装置按各机械、设备、系统所起的作用不同，可划分为： ①推进装置、管路系统；②辅助装置、甲板机械；③防污染设备、自动化系统。 2、（）影响发动机加速时间长短的因素是发动机。 ①运动部件的质量惯性；②受热部件的热惯性；③固定部件的热惯性。 A. ②+③ B. ①+②+③ C. ①+② D. ①+③ 3、（）大功率中速柴油机发展的优势在于： ①可燃用重质燃油；②轴带发电机；③管理方便 A. ①对 B. ②对 C. ①+② D. ③对 4、（）关于发动机装置的机动性的理解，错误的是： A.发动机由起动达到全功率的时间，中速机比低速机短 B.主机换向时间应大于15s C.最低稳定转速越低，推进装置机动性越好 D.对于可换向主机，换向次数≥12次 5、（）发动机由起动到达全功率的时间则动力装置的越好。 A.长，机动性 B.短，起动性 C.短，机动性 D.长，起动性 6、（）目前对功率超过22000KW和船速超过20kn的船舶，从各方面条件考虑，选用动力装置比较优越。 A.柴油机 B.燃气轮机 C.蒸汽轮机 D.核动力 二、计算题（52分） 某大型船舶主机有效功率为42000KW，主机、发动机柴油机、辅锅炉采用同一种燃料，主机日耗油量80t/d，发电柴油机日耗油量12t/d，辅锅炉日耗油量4t/d，航速为25节时，推进系数为0.8，轴系传动效率为0.95，螺旋桨推进效率为0.9，试求（1）船舶有效功率（12分）；（2）动力装置燃料消耗率（15分）；（3）动力装置有效热效率（15分）；（4）每海里燃油消耗量（10分）。

第一章 船舶动力装置概述

第一节船舶动力装置的组成、类型和发展 一、船舶动力装置的组成 现在的船舶动力装置主要由推进装置、辅助装置、管路系统、甲板机械、防污染设备和自动化设备等六部分组成。 1．推进装置 推进装置是指发出一定功率、经传动设备和轴系带动螺旋桨，推动船舶并保证一定航速航行的设备。它是船舶动力装置中最重要的组成部分，包括： （1）主机。主机是指提供推动船舶航行动力的机械。如柴油机、汽轮机、燃气轮机等。 （2）传动设备。传动设备的功用是隔开或接通主机传递给传动轴和推进器的功率；同时还可使后者达到减速、反向或减振的目的。其设备包括离合器、减速齿轮箱和联轴器等。 （3）轴系。轴系是用来将主机的功率传递给推进器。它包括传动轴、轴承和密封件等。 （4）推进器。推进器是能量转换设备，它是将主机发出的能量转换成船舶推力的设备。它包括螺旋桨、喷水推进器、电磁推进器等。 2．辅助装置 辅助装置是指提供除推进船舶运动所需能量以外，用以保证船舶航行和生活需要的其他各种能量的设备。主要包括： （1）船舶电站。 （2）辅锅炉装置。 （3）压缩空气系统。 3．管路系统 管路系统是用来连接各种机械设备，并输送相关流体的管系。由各种阀件、管路、泵、滤器、热交换器等组成，它包括： （1）动力系统。为推进装置和辅助装置服务的管路系统。主要包括燃油系统、滑油系统、海淡水冷却系统、蒸汽系统和压缩空气系统等。 （2）辅助系统。为船舶平衡、稳性、人员生活和安全服务的管路系统。主要包括压载系统、舱底水系统、消防系统、日用海/淡水系统、通风系统、空调系统和冷藏系统等。 4．甲板机械

为保证船舶航向、停泊、装卸货物所设置的机械设备。它主要包括：舵机、锚机、绞缆机、起货机、开/管舱盖机械、吊艇机及舷梯升降机等。 5．防污染设备 用来处理船上的含油污水、生活污水、油泥及各种垃圾的设备。它包括油水分离装置（附设有排油监控设备）、生活污水处理装置及焚烧炉等。 6．自动化设备 为改善船员工作条件、减轻劳动强度和维护工作量、提高工作效率以及减少人为操作失误所设置的设备。主要包括：遥控、自动调节、监控、报警和参数自动打印等设备。 二、船舶动力装置的类型 1．蒸汽动力装置 根据运动方式的不同，蒸汽动力装置有往复式蒸汽机和汽轮机两种。 汽轮机推进装置的优点： （1）由于汽轮机工作过程的连续性有利于采用高速工质和高转速的工作轮，因此单机功率比活塞式发动机大。 （2）汽轮机叶轮转速稳定，无周期性扰动力，因此机组振动小、噪声低。（3）磨损部件少，工作可靠性大。 （4）可使用劣质燃油，滑油消耗率也很低。 汽轮机推进装置的缺点： （1）装置的总重量、尺寸大。 （2）燃油消耗大，装置效率较低，额定经济性仅为柴油机装置的1/2-2/3；在相同的燃油储备的情况下续航力降低。 （3）机动性差，备车时间长。 2．燃气动力装置 在燃气动力装置中，根据发动机运动方式的不同，有柴油机动力装置和燃气轮机动力装置两种。 1）柴油机动力装置 柴油机动力装置具有如下优点： （1）具有较高的经济性。 （2）重量轻。 （3）具有良好的机动性，操作简单、启动方便、正倒车迅速。 柴油机动力装置也存在如下缺点： （1）由于柴油机的尺寸和重量按功率比例增长快，因此单机组功率受到限制。

船舶动力装置

1、船舶动力装置得含义及组成 含义:船舶动力装置保证船舶正常航行、作业、停泊以及船员、旅客正常工作与生活所必需得机械设备得综合体。 组成:①推进装置(主发动机、推进器、传动设备);②辅助装置 (船舶电站、辅助锅炉装置);③机舱自动化;④船舶系统 (动力管系、船舶管系);⑤甲板机械(锚泊机械、操舵机械、起重机械) 2、动力装置类型 类型:柴油机推进动力装置、汽轮机推进动力装置、燃气轮机推进动力装置、核动力推进动力装置、联合动力推进动力装置 ①柴油机:优点:A。有较高得经济性,耗油率比蒸汽、燃气动力装置低得多;B。重量轻(单位重量得指标小);C、具有良好得机动性,操作简单,启动方便,正倒车迅速;D、功率范围广、缺点:A、柴油机尺寸与重量按功率比例增长快;B。柴油机工作中得噪声、振动较大;C。中、高速柴油机得运动部件磨损较厉害; D。柴油机低速稳定性差;E、柴油机得过载能力相当差。 ②蒸汽轮机:优点:a、单机功率大,可达7。5×104kW以上 ; b。转速稳定,无周期性扰动力,机组振动噪声小;c、工作可靠性高;d。可使用劣质燃料油。缺点:a、总重量大,尺寸大;b、燃油消耗率高;c。机动性差,启动前准备时间约为30～35min,紧急须15~20min 。 ②燃气轮机:优点:a、单位功率得重量尺寸小;b、启动加速性能好;c、振动小,噪声小。缺点:a。主机没有反转性;b、必须借助启动机械启动;c、叶片材料昂贵,工作可靠性较差,寿命短;d、进排气管道尺寸大,舱内布置困难。 ④电力推进:交流电力推进装置具有极限功率大,效率高与可靠性好得优点(结合电力传动分析挖泥船,破冰船) 8。中间轴承 中间轴承:就是为减少轴系挠度设置得支承点,用来承受中间轴本身得重量,以及因其变形或运动而产生得径向负荷(非重点) 中间轴承得设置:尾管无前轴承者,则中间轴承尽量靠近尾管前密封;中间轴承应设在轴系上集中质量处附近,如调距桨轴系得配油箱附近;每根中间轴一般只设一个中间轴承(极短中间轴不设)。(非重点) 中间轴承得位置与间距: 位置:靠近一段法兰处,距法兰端面距离0、2l 轴承间距得大小及其数目,对轴得弯曲变形、柔性与应力均有很大得影响。 间距适当增加使轴系柔性增加,工作更为可靠,对变形牵制小,使额外负荷反而减小。 3。船舶动力装置性能指标 1)技术指标代表整套动力装置技术装备总指标。包括功率指标﹑质量指标与尺寸指标、 2)经济指标代表燃料在该动力装置中得热能转换率。有燃料消耗率﹑装置总效 率﹑推进装置热效率﹑每海里航程燃料耗量及动力装置得运转— 维修经济性。 3)性能指标代表动力装置在接受命令,执行任务中得服从性﹑坚固性与对外界 条件﹑工作人员得依赖性、因此它包括机动性﹑可靠性﹑自动远

船舶动力装置

1. 船舶动力装置的含义及组成 含义：船舶动力装置保证船舶正常航行、作业、停泊以及船员、旅客正常工作和生活所必需的机械设备的综合体。 组成：①推进装置（主发动机、推进器、传动设备）；②辅助装置（船舶电站、辅助锅炉装置）：③机舱自动化；④船舶系统（动力管系、船舶管系）：⑤甲板机械（锚泊机械、操舵机械、起重机械） 2. 动力装置类型 类型：柴油机推进动力装置、汽轮机推进动力装置、燃气轮机推进动力装置、核动力推进动力装置、联合动力推进动力装置 ①柴油机：优点：A.有较高的经济性，耗油率比蒸汽、燃气动力装置低得多； B.重量轻（单位重量的指标小）； C.具有良好的机动性，操作简单，启动方便， 正倒车迅速；D.功率范围广。缺点:A.柴油机尺寸和重量按功率比例增长快；B. 柴油机工作中的噪声、振动较大；C.中、高速柴油机的运动部件磨损较厉害；D. 柴油机低速稳定性差；E.柴油机的过载能力相当差。 ②蒸汽轮机：优点：a.单机功率大，可达7.5 x 104kW以上；b. 转速稳定，无周期 性扰动力，机组振动噪声小；c.工作可靠性高；d.可使用劣质燃料油。缺点:a.总重量大，尺寸大；b.燃油消耗率高；c.机动性差，启动前准备时间约为 30~35min,紧急须15~20min。 ②燃气轮机：优点：a.单位功率的重量尺寸小；b.启动加速性能好；c.振动小，噪声 小。缺点:a.主机没有反转性；b.必须借助启动机械启动；c. 叶片材料昂贵，工作可靠性较差，寿命短；d.进排气管道尺寸大，舱内布置困难。 ④电力推进：交流电力推进装置具有极限功率大，效率高和可靠性好的优点（结合 电力传动分析挖泥船，破冰船） 8.中间轴承 中间轴承：是为减少轴系挠度设置的支承点，用来承受中间轴本身的重量，以及因其变形或运动而产生的径向负荷（非重点） 中间轴承的设置：尾管无前轴承者，则中间轴承尽量靠近尾管前密封；中间轴承应设在轴系上集中质量处附近，如调距桨轴系的配油箱附近；每根中间轴一般只设一个中间轴承（极短中间轴不设）。（非重点） 中间轴承的位置与间距： 轴承间距的大小及其数目，对轴的弯曲变形、柔性和应力均有很大的影响。 间距适当增加使轴系柔性增加，工作更为可靠，对变形牵制小，使额外负荷反而减小。