Классификация судов по типу судовых энергетических установок

В зависимости от типа СЭУ, суда делятся на теплоходы, турбоходы и электроходы.

В качестве СЭУ используются (см. рис 7.13):

1. на пароходах – паровые машины;

2. на теплоходах – ДВС карбюраторные ис самовоспламенением от сжатия;

3. на турбоходах – паровые или газовые турбины;

4. на электроходах – электрические двигатели переменного и (ранее) постоянного тока.

Пароходы используют паровые поршневые машины и турбины низкого давления. В настоящее время они имеются только на судах очень старой постройки.

Карбюраторные двигатели используются только на лодках, а дизели на различных судах и яхтах.

В свою очередь турбоходы делятся на паро– и газотурбоходы, а электроходы– на дизель– и турбоходы.

На пароходах происходит двухкратное преобразование одного вида энергии в другой: химическая энергия топлива при сгорании в топках паровых котлов превращается в потенциальную энергию пара, которая затем преобразуется в механическую энергию вращения вала паровой машины.

Рис. 7.13. Типы судовых энергетических установок: а – с паровым котлом и турбиной; b –с малооборотным дизелем; с –со среднеоборотными дизелями и редуктором:

1 – парогенератор (паровой котёл); 2 – турбина высокого давления; 3 – турбина низкого давления; 4 – главный конденсатор; 5 – редуктор; 6 – гребной вал; 7 – гребной винт; 8 – малооборотный дизель; 9 – соединительно–разобщительная муфта; 10 – среднеоборотный дизель

На теплоходах также происходит двухкратное преобразование одного вида энергии в другой: химическая энергия топлива при сгорании в цилиндрах превращается в потенциальную энергию сгоревших газов, которая затем преобразуется в механическую энергию вращения вала дизеля.

Дизели делятся по частоте вращения коленчатого вала на мало–, средне– и высокооборотные.

Малооборотные дизели соединяются с гребным валом непосредственно (напрямую), средне– и высокооборотные – через редуктор.

На паротурбоходах происходит трёхкратное преобразование энергии – сначала химическая энергия топлива, выделяющаяся в видетеплотыпри сгорании в паровом котле, превращается в потенциальную энергию перегретого пара, которая в соплах турбины превращается в кинетическую, а уже последняя на лопатках– в механическую вращения вала турбины.

Турбины имеют высокие скорости вращения, поэтому они соединяются с гребным валом через редуктор, который вместе с турбиной и главным конденсатором составляют главный турбозубчатый агрегат (ГТЗА).

На дизель–электроходах также происходит трёхкратное преобразование энергии – сначала химическая энергия топлива в цилиндрах ДВС превращается в тепловуюпотенциальную энергию сжатого газа в цилиндрах, которая превращается в механическую энергию вращения вала дизеля, а затем механическая – в электрическую энергию электрическом генераторе.

На турбоэлектроходах происходит четырёхкратное преобразование энергии: в паровом котле химическая энергия топлива превращается в потенциальную энергию пара, которая превращается в соплах в кинетическую энергию пара, а она– в механическую энергию вращения турбины, а уже последняя – в электрическую энергию генератора.

КПД дизелей выше, чем у турбин, но у них есть принципиальный недостаток – малая перегрузочная способность (не более 10% в течение не более 1 ч). Это объясняется тем, что при перегрузках расход топлива ДВС увеличивается, в результате растёт температура газов в цилиндрах и теплонапряжённость деталей.

Вторым принципиальным недостатком является неравномерность частоты вращения. Это объясняется одним рабочим ходом из двух в двух– и из четырёх в четырёхтактном дизеле. При этом увеличиваются перегрузки валопровода судна.

В то же время подготовки дизеля из холодного состояния к пуску –3÷15 мин, а турбины – около 1ч, так как сначала надо получить пар нужных кондиций (температуры и давления). Поэтому ДВС используются и в качестве приводных двигателей аварийных генераторов.

Однако тип СЭУ для каждого конкретного типа судна определяется после выполнения необходимых технико–экономических расчётов.