Раздел 4. Теория и устройство гребных электрических установок (ГЭУ) (лекция 1)

Характеристика судовых энергетических установок. Основные и вспомогательные энергетические установки. Характеристики судовых движителей. Характеристики тепловых двигателей. Характеристика и обоснование ГЭУ на судах, использующих альтернативные (возобновляемые) источники энергии. Суда с полным электродвижением.
Ни один студент не подписался
  • 11 уроков

Характеристика судовых энергетических установок. Основные и вспомогательные энергетические установки. Характеристики судовых движителей. Характеристики тепловых двигателей. Характеристика и обоснование ГЭУ на судах, использующих альтернативные (возобновляемые) источники энергии. Суда с полным электродвижением.

Лекция 4.1.2.4. Газотурбоходы (Основные типы современных СЭУ)

Характерные черты газотурбинной установки — небольшой вес и малые габариты, простота обслуживания и безотказность в работе. Газотурбинные установки состоят из генератора газа и турбины.

Применить газовые турбины на судах впервые предложил русский офицер Назаров. В 1892 году Кузьминский создал газотурбинную установку. В СССР в 1961 году был построен газотурбоход «Павлин Виноградов». Его силовая установка состояла из четырех свободно-поршневых генераторов газа, вырабатывающих рабочий газ для турбины мощностью 3800 л. с., водоизмещение судна составляло 9080 тонн, скорость хода — 15,6 узла.

В современных газовых турбинах максимальный коэффициент полезного действия составляет около 29 процентов.

2.4.1. Принцип действия газотурбинных силовых установок

На сегодняшний день победа, как будто бы, осталась за дизелями. Во всяком случае, свыше 50% существующего мирового тоннажа — теплоходы. Но сейчас бурными темпами растет число спущенных на воду судов-гигантов, круизных лайнеров, контейнеровозов, супертанкеров и т. д. Для сообщения этим «судам гигантам» заданной скорости нужны мощности, которые не всегда могут быть достигнуты двигателями внутреннего сгорания.

Для поршневой паровой машины был найден эквивалент в виде дизельной установки , в которой сгорание осуществляется непосредственно в рабочем цилиндре и для которого уже не нужен специальный паровой котел. Специалисты, работающие в области турбостроения, также сумели найти эквивалент паровой турбине, которая могла бы успешно функционировать без отдельного парового котла. Такой двигатель — газовая турбина — сочетает в себе достоинства дизельной силовой установки и паровой турбины: не нуждается в паровых котлах, а как турбина — не содержит элементов, совершающих возвратно-поступательного движения (поршней, штоков и т. д.).

В простейшем варианте газовая турбина — это своего рода «турбина внутреннего сгорания», в которой воздух засасывается из атмосферы посредством компрессора, сжимается давлением несколько атмосфер, и направляется в камеру сгорания, где сжигается соляровое масло, «флотский» мазут или другие виды дешевого топлива. Образующиеся при сгорании газы, нагретые до температуры 600 — 800° по Цельсию, вращают диски турбины. Отработавшие продукты сгорания топлива или удаляются в атмосферу, либо используются для подогрева воздуха, поступающего в камеру сгорания.

Газовая турбина относится к числу весьма перспективных энергетических установок, обладающих большой мощностью при малом весе. Недостаток ее, как и паровой турбины — это практическая невозможность ее реверсирования, вследствие чего на судне приходится предусматривать отдельную турбину заднего хода. Впрочем, с появлением винтов регулируемого шага и вспомогательных винтов, расположенных в носовой части судна проблема реверса и маневров заметно упростилась, так как при определенном положении лопастей винта турбина переднего хода может сообщать судну движение назад. Более серьезным недостатком газовой турбины является ее низкий КПД, порядка 30 процентов, и сравнительно большой расход топлива. Но все же есть все основания предполагать, что по мере создания более экономичных газотурбинных установок они найдут самое широкое распространение. Принцип действия газотурбинного нагнетателя показан на рисунке 6.

Принцип действия газотурбинной силовой установки показан на рисунке 7.

Газотурбинные двигатели устанавливают в основном на кораблях военно-морского флота. На коммерческих судах они не оправдали себя — на сегодняшний день газовые турбины применяются только на небольшом количестве судов. Причинами понизившегося интереса к этому виду двигателей являются малый КПД, довольно большой расход топлива и высокая рабочая температура, требующая применения высокопрочных и дорогих материалов. К преимуществам газотурбинного двигателя относятся малые габаритные размеры по сравнению с достигаемой мощностью и небольшая собственная масса. Газовые турбины можно также использовать в качестве главных и вспомогательных двигателей на судах с подводными крыльями или суда на воздушной подушке.

Ротор турбины:

Поделиться: