蒸汽輪機動力裝置

汽輪機運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，摩擦、磨損較小，振動、噪聲較輕，對劣質(zhì)燃料適應(yīng)性強。但由于需配置鍋爐等輔助設(shè)備，單位重量大，熱效率較低，起動時間長，限制了它在中小型船舶上的使用。近年來由于采取提高蒸汽初始參數(shù)，實行多級回熱式給水預(yù)熱系統(tǒng)和軸向排氣、制造上系列化、通用化和簡單化以降低造價，采用低速螺旋槳等措施，汽輪機的經(jīng)濟性已有較大提高，擴大了它在船舶上應(yīng)用的范圍。2100433B

蒸汽機在船舶上的應(yīng)用是人類在交通運輸領(lǐng)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(fù)式蒸汽機與蒸汽輪機兩種，由于功重比與效率的優(yōu)勢，蒸汽輪機已經(jīng)完全取代了往復(fù)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，沖擊葉輪使其旋轉(zhuǎn)，從而帶動推進器產(chǎn)生推力。蒸汽輪機動力裝置具有功率大、結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉等優(yōu)點，但其熱效率低、重量大，某些運動部件由于運轉(zhuǎn)慣性過大而難以平衡，所以目前已較少使用。

利用蒸汽熱能作功的熱能動力裝置。其基本組成部分有汽輪機本體、凝汽器、循環(huán)水泵、凝結(jié)水泵、給水加熱裝置以及這些部件之間的管道和附件。汽輪機發(fā)電動力裝置與電廠鍋爐配套，組成火電廠的動力部分。汽輪機與發(fā)電機組成汽輪發(fā)電機組，前者驅(qū)動后者發(fā)出電能。

原理由鍋爐產(chǎn)生的具有一定壓力和溫度的過熱蒸汽進入汽輪機內(nèi)膨脹做功，蒸汽的壓力和溫度都大為降低，排汽進入凝汽器，在循環(huán)水的冷卻作用下凝結(jié)成水，其潛熱由從循環(huán)水泵不斷送入凝汽器的循環(huán)水帶走。排出的凝結(jié)水由凝結(jié)水泵從凝汽器底部的集水箱中抽出，經(jīng)由回熱系統(tǒng)及給水泵后,送往鍋爐作為鍋爐的給水(見圖)。

⑤實行熱電聯(lián)產(chǎn)。2100433B

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(zhuǎn)換成為機械功的旋轉(zhuǎn)式動力機械。它的主要用作發(fā)電用的原動機，也可直接驅(qū)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(chǎn)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(chǎn)生后進入高壓缸、低壓缸后，逐級進行膨脹，蒸汽推動汽輪機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，蒸汽的部分熱能轉(zhuǎn)變?yōu)槠鲃幽?，進而轉(zhuǎn)換成汽輪機軸上的機械能。汽輪機通過聯(lián)軸器，齒輪減速箱和軸系帶動螺旋漿推進器轉(zhuǎn)動，螺旋漿推進器將軸系傳遞的機械能轉(zhuǎn)變?yōu)橥苿铀耐屏Γ苿哟斑\動。

鍋爐產(chǎn)生的蒸汽首先送入高壓缸，做功后經(jīng)連通管進入低壓缸，繼續(xù)膨脹做功；倒車級設(shè)置在低壓缸內(nèi)，由專門的倒車調(diào)節(jié)閥控制進汽量，低壓缸為兩頭進汽。對于主汽輪機組調(diào)節(jié)回路可以采用兩種方法實現(xiàn)轉(zhuǎn)速控制，分別是改變進入汽輪機的蒸汽量，或改變蒸汽參數(shù)。前者是保持鍋爐提供的蒸汽參數(shù)不變，通過開大或關(guān)小噴嘴閥的開度，使蒸汽節(jié)流面改變從而改變作功能力，通常稱為節(jié)流控制。后者是改變鍋爐提供的蒸汽流量參數(shù)，使不同的穩(wěn)定工況分別對應(yīng)于噴嘴閥處于全開的狀態(tài)，通常稱為噴嘴控制或汽量控制。由于在設(shè)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。由于船舶主汽輪機的工況較多，又不可能設(shè)置相應(yīng)數(shù)量的噴嘴閥，故通常將噴嘴控制與節(jié)流控制相結(jié)合。