Назначение судовых энергетических установок и требования к ним
Судовая энергетическая установка – это совокупность технических средств, которые необходимы для обеспечения движения судна с нужной скоростью, выработки энергии различного вида (тепловая, механическая, электрическая), а также обеспечения данными видами энергии всех судовых потребителей для организации эффективного и безопасного функционирования судна в соответствии с его назначением и типом.
Назначение судовой энергетической установки заключается в преобразовании энергии для обеспечения движения с установленной скоростью, связи и борьбы за живучесть, создания приемлемых условий для экипажа и пассажиров, бесперебойной работы средств управления, решения специальных задач (в зависимости от назначения судна), а также механизации различных операций, которые связаны с эксплуатацией судна. Как правило, расход энергии на движение судна составляет более 90 % от всей потребляемой. На большинстве судов в качестве топлива используется жидкое углеводородное топливо, в некоторых случаях ядерное.
Условия эксплуатации энергетических установок на судах определяют ряд их особенностей, которыми они отличаются от стационарных. К данным особенностям относятся ограниченный диапазон агрегатных мощностей, приспособленность работы на крене, приспособленность работы в быстро изменяющихся условиях, ограниченные габариты и другие. К требованиям к судовым энергетическим установкам можно отнести:
- автоматизация процессов регулирования и управления,
- высокая экономичность,
- высокий уровень безопасности эксплуатации,
- низкая стоимость,
- долговечность,
- надежность.
На суднах энергетическая установка может быть размещена в котельном отделении, машинном отделении, реакторном отсеке или в отделении для вспомогательных механизмов (аккумуляторное, дизельгенераторное, компрессорное, холодильное и т.п.).
Машинное отделение – это судовое помещение, которое предназначено для размещения механизмов и машин, обеспечивающих перемещение судна.
Ядерные судовые энергетические установки являются отдельным видом паросиловых установок. Перегретый высокотемпературный пар вырабатывается ядерным реактором (или несколькими), затем направляется в паровые турбины или же приводит в движение генератор. Отличие такой установки от других паросиловых заключается в том, что в ней предъявляются повышенные требования надежности, резервирования, радиационной защиты и т.п.
Классификация и состав судовых энергетических установок
Судовые энергетические установки классифицируются по следующим признакам:
- Род топлива. Согласно данному признаку судовые энергетические установки делятся на установки, которые работают на природном органическом топливе и установки, которые используют ядерную энергию.
- Род рабочего тела. Согласно данному признаку судовые энергетические установки делятся на паровые (в качестве рабочего тела используется водяной пар) и газовые (в качестве рабочего тела используется нагретый газ или продукты сгорания органического топлива).
- Тип главного двигателя. Согласно данному признаку судовые энергетические установки делятся на газотурбинные, паротурбинные, дизельные и комбинированные.
- Способ передачи мощности к движителям. Согласно данному признаку судовые энергетические установки делятся на установки с электрической передачей, с непосредственной передачей, с гидравлической передачей, с редукторной передачей, а также с комбинированной передачей.
- Число валопроводов. Согласно данному признаку судовые энергетические установки делятся на одновальные и многовальные.
- Способ передачи реверса. Согласно данному признаку судовые энергетические установки делятся на установки с реверсивными движителями, с реверсивными главными двигателями, с реверсивными главными передачами.
Степень автоматизации. Согласно данному признаку судовые энергетические установки делятся на неавтоматизированные, частично автоматизированные с местным постом управления, автоматизированные с дистанционным автоматическим управлением, а также автоматизированные. В состав судовой энергетической установки входят следующие основные элементы:
- Главная энергетическая установка, которая представляет собой совокупность технических средств необходимых для обеспечения поступательного движения судна, а также его маневрирования и обеспечения всеми видами энергии потребителей судна. Данная установка состоит из генераторной исполнительной частей. В состав генераторной, в зависимости от назначения и условий эксплуатации судна, могут входить главные паровые котлы, а также ядерные паропроизводящие и газотурбинные установки или свободопоршневые генераторы газа. В качестве исполнительной части могут быть использованы паровая машина, а также газовая или паровая турбина.
- Вспомогательная энергетическая установка, которая представляет собой совокупность технических средств необходимых для обеспечения судна всеми нужными видами энергии и сред, а также обеспечения установленного режима функционирования главной энергетической установки и судовых потребителей энергии, не связанных с движением судна. В состав вспомогательной установки, в зависимости от назначения судна могут входить котельная, холодильная, водоопреснительная, компрессорная или гидравлическая установки.
- Электроэнергетическая система, которая представляет собой совокупность источников электрической энергии и распределительных устройств, обеспечивающих все потребности судна электрической энергией. В состав данной системы входят силовые сети, источники электрической энергии, потребители электрической энергии, распределительные устройства, устройства преобразования электрической энергии и т.п.
Кроме вышеперечисленных элементов в состав главной энергетической установки могут входить система аварийно-предупредительной сигнализации, система защиты элементов установки, системы автоматического и дистанционного управления, а также системы и вспомогательные механизмы, которые обслуживают работу главных механизмов, двигателей и теплообменных аппаратов.
