В статье автор описывает различные типы судовых энергетических установок, а также их практическое применение в мировой практике судостроения.
Ключевые слова: судовые энергетические установки, газотурбинные установки, двигатель, дизельные установки, ядерные установки, атомные установки, пароход, теплоход, газотурбоход, атомоход.
Судовая энергетическая установка.
Судовая энергетическая установка, представляет собой комплекс агрегатов, систем и устройств, преобразующих энергию топлива в кинетическую энергию, необходимую для движения судна, а также в электрическую энергию, необходимую для работы систем судна.
Обычно, судовая энергетическая установка состоит из главной энергетической установки и нескольких вспомогательных механизмов, таких как дизельные генераторы, опреснительные установки, котлы, и т. д.
Типы СЭУ.
Большая часть современных СЭУ, представлена пятью типами: паросиловые, дизельные, дизель-электрические, газотурбинные, ядерные.
Паросиловые СЭУ — имеют самую богатую историю среди всех СЭУ, начали применяться еще в 19м веке и прошли долгий путь от маломощных, по современным меркам, поршневых паровых машин, до атомных реакторов.
Паросиловые СЭУ, используют энергию водяного пара под высоким давлением. Необходимо различать паросиловые ядерные СЭУ, где энергия пара питает движитель и современные ядерные СЭУ, в которых энергия пара вращает турбину, которая в свою очередь вырабатывает электрическую энергию, питающую электрические двигатели.
В данный момент, паросиловые СЭУ вытесняются более современными типами энергетических установок. Однако, большое количество судов с паросиловыми СЭУ до сих пор находится в эксплуатации, старейшее из них в России — «Н. В. Гоголь» (построен в 1911 году), можно увидеть в г. Архангельск на Северной Двине в данный момент является прогулочным, круизным судном (рис. 1). Старейшее в мире (из находящихся в эксплуатации) — «Skibladner» (построен в 1856 году), является почтовым судном и ходит по озеру Мьёса (Норвегия).
Рис. 1. «Н. В. Гоголь»
Дизельные СЭУ — начали эксплуатироваться еще в начале 20-го века и к настоящему моменту составляют большую часть всех производимых и эксплуатируемых СЭУ.
Главной энергетической установкой дизельных СЭУ, является поршневой двигатель внутреннего сгорания. Они бывают малооборотными (непосредственно приводят в движение движитель) и среднеоборотными, где передача крутящего момента осуществляется через редуктор.
Первое в мире судно с дизельной СЭУ было построено в 1912 году в Дании. «Зеландия» (рис. 2) имело дизельную установку с двумя ДВС по 147,2 кВТ. Постройка обошлась значительно дороже однотипных судов с паросиловой СЭУ, однако, эксплуатация показала, что эта разница окупается уже в первый год.
Рис. 2. «Зеландия»
Дизель-электрические СЭУ — вэтом типе СЭУ дизельный ДВС не вращает движитель непосредственно, а используется в качестве дизельной электростанции, в свою очередь, движитель вращает электромотор, питающийся от энергии, вырабатываемой дизельным ДВС. Такие установки нашли широкое применение в оснащении подводных лодок.
Первое дизель-электрическое судно (рис. 3), было построено в 1903 году, в России. «Вандал», представлял собой танкер и одновременно имел как паросиловую энергетическую установку, так и дизель-электрическую.
Рис. 3. «Вандал»
Газотурбинные СЭУ — нашли применение в основном на военных судах, основными их преимуществами являются малые габаритные размеры и небольшая масса, что позволяет достичь необходимых характеристик на военных судах. К минусам такого типа установок относятся дороговизна производства и эксплуатации, и большой расход топлива. В данный момент, интерес конструкторов и производителей к газотурбинным энергетическим установкам угасает.
Впервые, газовая турбина в качестве главной энергетической установки, была применена в 1947 году на артиллерийском катере Британского Королевского флота «MGB 2009» (рис. 4).
Рис. 4. «MGB 2009»
Ядерные СЭУ — наиболее сложный тип из всех рассмотренных в статье. Может быть, как модификацией паротурбинной установки, в случае, когда турбина, вращаемая паром непосредственно вращает движитель, так и использовать электродвигатели.
Первым кораблём, использующим атомную СЭУ, была американская подводная лодка «Наутилус» (рис. 5), построенная в 1954 году.
Рис. 5. «Наутилус»
На сегодняшний день этот тип СЭУ является наиболее перспективным, т. к. сочетает в себе практически не ограниченную дальность хода, с высокой мощностью.
Литература:
- Артемов Г. А., Бойков В. П., Гильмутдинов А. Г. Судовые газотурбинные установки. Л.: Судостроение, 1978.
- Васильев В. К. Тепловые расчеты судовых паровых и газовых турбин. Л.: Судостроение, 1960.
- Горелов В. И. Эксплуатация корабельных ГТУ. М.: Воениздат, 1972.
- Зайцев В. И., Грицай Л. Л., Моисеев А. А. Судовые паровые и газовые турбины. М.: Транспорт, 1981.
- Лебедев О. Н., Сомов В. А., Калашников С. А. Двигатели внутреннего сгорания речных судов. М.: Транспорт, 1990.
- Плотников В. А. Тепловой расчет газотурбинной установки: Методическое пособие. Омск: изд. ОАО «Иртышское пароходство», 2000.
- Правила технической эксплуатации судовых паровых турбин. М.: Морской транспорт, 1974.
- Розенберг Г. Ш. Судовые центростремительные газовые турбины. Л.: Судостроение, 1964.
- Слободянюк Л. И., Поляков В. И. Судовые паровые и газовые турбины и их эксплуатация. Л.: Судостроение, 1983.
- Термодинамика судовых энергетических установок: Сборник задач / Под редакцией В. М. Селиверстова. Л.: Транспорт, 1974.
- Топунов А. И. Теория судовых турбин. Л.: Судостроение, 1985.
