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汽輪機動力裝置

汽輪機動力裝置
圖片來自百度

汽輪機動力裝置是1896年英國人C.帕森提出的船舶的一種主動力裝置,它是在蒸汽機動力裝置基礎上發展起來的,現代曾是一些大型艦船上的主動力裝置。未來汽輪機動力裝置將朝着高熱力參數、燃料多元化、大型化、高性能等方向發展。

目錄

簡介

蒸汽機在船舶上的應用是人類在交通運輸領域所取得的重大突破,具有跨時代的意義。蒸汽機可分為往復式蒸汽機與蒸汽輪機兩種,由於功重比與效率的優勢,蒸汽輪機已經完全取代了往復式蒸汽機。一個典型的蒸汽輪機動力裝置主要由4部分組成,即供水泵水管鍋爐渦輪機以及冷凝器,利用鍋爐燒出來的蒸汽,衝擊葉輪使其旋轉,從而帶動推進器產生推力。蒸汽輪機動力裝置具有功率大、結構簡單、造價低廉等優點,但其熱效率低、重量大,某些運動部件由於運轉慣性過大而難以平衡,所以目前已較少使用。

汽輪機動力裝置的主機是汽輪機,又稱蒸汽透平,它是一種將蒸汽的能量轉換成為機械功的旋轉式動力機械。它的主要用作發電用的原動機,也可直接驅動各種泵、風機、壓縮機和船舶螺旋槳等。還可以利用汽輪機的排汽或中間抽汽滿足生產和生活上的供熱需要 船舶汽輪機一般由高壓缸低壓缸兩個汽缸組成,如圖1所示。蒸汽由鍋爐產生後進入高壓缸、低壓缸後,逐級進行膨脹,蒸汽推動汽輪機轉子轉動,蒸汽的部分熱能轉變為汽流動能,進而轉換成汽輪機軸上的機械能。汽輪機通過聯軸器,齒輪減速箱和軸系帶動螺旋漿推進器轉動,螺旋漿推進器將軸系傳遞的機械能轉變為推動水的推力,推動船舶運動。 鍋爐產生的蒸汽首先送入高壓缸,做功後經連通管進入低壓缸,繼續膨脹做功;倒車級設置在低壓缸內,由專門的倒車調節閥控制進汽量,低壓缸為兩頭進汽。對於主汽輪機組調節迴路可以採用兩種方法實現轉速控制,分別是改變進入汽輪機的蒸汽量,或改變蒸汽參數。前者是保持鍋爐提供的蒸汽參數不變,通過開大或關小噴嘴閥的開度,使蒸汽節流面改變從而改變作功能力,通常稱為節流控制。後者是改變鍋爐提供的蒸汽流量參數,使不同的穩定工況分別對應於噴嘴閥處於全開的狀態,通常稱為噴嘴控制或汽量控制。由於在設計時已考慮噴嘴閥在全開時壓力損失較小,所以不影響機組的效率。由於船舶主汽輪機的工況較多,又不可能設置相應數量的噴嘴閥,故通常將噴嘴控制與節流控制相結合。[1]

評價

汽輪機動力裝置的優點是單機功率大,效率高。這是因為船用汽輪機都採用了減速裝置,汽輪機可以更高的速度運轉,從而提高了效率,機體尺寸也可以相應縮小,整個裝置更加緊湊,重量也大大減輕,螺旋槳工作效率也大大提高。同時,汽輪機工作可靠,運轉平穩,無振動和噪聲,檢修工作量小,還可以燃用劣質油,所以,汽輪機成為理想的大功率船用動力裝置。至今某些大型船舶和高速艦艇上仍採用汽輪機動力裝置

汽輪機的缺點是油耗高,即使採用再熱循環的汽輪機裝置,每馬力小時的油耗仍達180~190克,比低速柴油機高40%左右。正是這樣的原因,柴油機動力裝置由於單機功率、燃燒劣質油的能力和可靠性的提高,逐漸取代了汽輪機

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參考文獻