一,、船舶通常用什么動(dòng)力裝置?按照主機(jī)所用的燃料性質(zhì)以及工作方式的不同,,船舶動(dòng)力裝置的類型可以分為:柴油機(jī)動(dòng)力裝置,,為現(xiàn)代船舶廣泛采用。包括大型低速柴油機(jī)動(dòng)力裝置,、中速柴油機(jī)動(dòng)力裝置,、高速柴油機(jī)動(dòng)力裝置。 蒸汽動(dòng)力裝置,,由鍋爐,、蒸汽輪機(jī)、管系以及冷凝器等組成,。燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)力裝置,,燃?xì)廨啓C(jī)裝置,燃?xì)廨啓C(jī)裝置主要用于軍用船艦和氣墊船,。 核動(dòng)力裝置,,造價(jià)比較昂貴,且操縱管理檢測(cè)系統(tǒng)比較復(fù)雜,,主要用于大型軍艦和潛艇,。 二、船舶動(dòng)力裝置的基本要求和如何對(duì)其分類?一,、蒸汽機(jī)動(dòng)力裝置,。 特點(diǎn):蒸汽機(jī)動(dòng)力裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,造價(jià)低廉,,管理使用方便,,制造工藝要求不高;缺點(diǎn)是熱效率低,本身重量大,特別是大功率蒸汽機(jī)的活塞,、連桿等運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)轉(zhuǎn)慣性很大,,很難平衡,且低壓缸尺寸過大,,不能獲得有效的真空度,。因此,自從汽輪機(jī)動(dòng)力裝置和柴油機(jī)動(dòng)力裝置在船上試用成功以后,蒸汽機(jī)動(dòng)力裝置即逐漸被淘汰,。 二,、汽輪機(jī)動(dòng)力裝置。 特點(diǎn):汽輪機(jī)的單機(jī)功率大,,使用可靠,,運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),無振動(dòng)和噪聲,,檢修工作量小,,鍋爐可燃用劣質(zhì)油。但汽輪機(jī)油耗比柴油機(jī)高,,即使采用再熱循環(huán)的汽輪機(jī)裝置,,每馬力小時(shí)的油耗仍達(dá)180~190克,比低速柴油機(jī)高40%左右,。柴油機(jī)由于單機(jī)功率,、燃燒劣質(zhì)油的能力和可靠性的提高,逐漸取代了汽輪機(jī). 三,、柴油機(jī)動(dòng)力裝置,。 特點(diǎn):柴油機(jī)動(dòng)力裝置的最大優(yōu)點(diǎn)是熱效率高,燃料消耗明顯地低于蒸汽機(jī)動(dòng)力裝置,。經(jīng)過不斷的改進(jìn),柴油機(jī)動(dòng)力裝置日臻完善,,它的燃料消耗量最低,,能使用廉價(jià)的渣油,可靠性較高,,檢修期間隔長(zhǎng)達(dá)30000小時(shí)以上,。熱效率接近50%,因此成為目前應(yīng)用最廣的船舶動(dòng)力裝置。 四,、燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)力裝置,。 特點(diǎn):燃?xì)廨啓C(jī)動(dòng)力裝置在50年代開始用于船舶。目前主要用于軍用艦艇,。燃?xì)廨啓C(jī)同柴油機(jī)和汽輪機(jī)比較單機(jī)功率大,、體積小、重量輕,、加速性能好,,能隨時(shí)起動(dòng)并很快發(fā)出最大功率。燃?xì)廨啓C(jī)在高溫,、高壓下工作,,對(duì)燃油質(zhì)量要求很高,熱效率也比柴油機(jī)低得多,,因此在民用運(yùn)輸船舶上應(yīng)用不多,。僅在某些氣墊船上用于驅(qū)動(dòng)空氣螺旋槳。 五,、核動(dòng)力裝置,。 特點(diǎn):以反應(yīng)堆代替普通燃料來產(chǎn)生蒸汽的汽輪機(jī)裝置。反應(yīng)堆中核裂變產(chǎn)生的大能量,,被不斷循環(huán)的冷卻水吸收,,后者又通過蒸汽發(fā)生器將熱量傳給第二個(gè)回路中的水,使之變?yōu)檎羝蟮狡啓C(jī)中作功 三,、船舶采用核動(dòng)力裝置會(huì)帶來哪些問題,?自世界上第一枚原子彈爆炸后,人類便在想象怎么才能將核裂變產(chǎn)生的巨大能量利用起來,,所以歷史上第一臺(tái)核反應(yīng)堆1942年12月在美國(guó)芝加哥大學(xué)建成,,從此正式開啟了人類原子能時(shí)代。 不同于美國(guó)首先將核反應(yīng)堆用于軍用,,并在1951年便成功下水了人類第一艘核動(dòng)力潛艇“鸚鵡螺”號(hào),。蘇聯(lián)剛開始還是將核反應(yīng)堆用于核能發(fā)電領(lǐng)域,所以蘇聯(lián)在1954年建成了世界上第一座利用濃縮鈾作燃料采用石墨水冷堆的核電站,。不過蘇聯(lián)雖然在核潛艇的建造上慢于美國(guó),,不過蘇聯(lián)第一艘核動(dòng)力潛艇的起點(diǎn)可要比美國(guó)高不少,在美國(guó)第一艘核潛艇下水后的1957年蘇聯(lián)第一艘核潛艇也成功下水,,很特別的是這是世界上第一艘采用鈦合金建造的核潛艇,而且其采用的核反應(yīng)堆也是世界上第一座冷卻劑自然循環(huán)核反應(yīng)堆和世界上第一座單塊(集成)型艦艇反應(yīng)堆裝置,。二戰(zhàn)結(jié)束后,全球開始進(jìn)入高速發(fā)展時(shí)代,,并由此也產(chǎn)生了兩個(gè)超級(jí)大國(guó)---美國(guó)和蘇聯(lián),,同時(shí)核反應(yīng)堆的技術(shù)和輸出功率也在不斷提升之中,,所以對(duì)于美蘇這兩個(gè)擁有核能的國(guó)家來說,核能的優(yōu)勢(shì)是明顯的,,因?yàn)橄啾葌鹘y(tǒng)的燃油動(dòng)力軍艦來說,,核能可以保障其全球航行能力,特別是在潛艇領(lǐng)域,,使用核能的潛艇因?yàn)椴恍枰俸褪褂貌裼蜋C(jī)為動(dòng)力的常規(guī)潛艇一樣必須定期上浮充電,,所以核動(dòng)力潛艇可以長(zhǎng)久的潛航下去,那無疑就大大增加了潛艇的生存幾率和戰(zhàn)時(shí)的攻擊突防能力,。所以在這一理論的推動(dòng)下,,美蘇兩國(guó)開始大批量的建造使用核動(dòng)力的潛艇和水面艦艇,蘇聯(lián)主要側(cè)重于突防攻擊能力更強(qiáng)的核動(dòng)力潛艇,,所以在核潛艇的水下最大航速上和潛航深度上一直在打破自己創(chuàng)造的記錄,,像冷戰(zhàn)時(shí)期蘇聯(lián)建造的661型核潛艇堪稱是黑科技中的典范,之所以這么說,,除了其艇身全部由全鈦制造下其擁有超過1000米的潛航深度外,,而且其水下航速能達(dá)到驚人的44節(jié),相當(dāng)于81km/h,,已經(jīng)和家用汽車一樣快,。比較有意思的是冷戰(zhàn)時(shí)期,美國(guó)有一艘洛杉磯級(jí)核動(dòng)力潛艇曾經(jīng)在靠近蘇聯(lián)的某海域發(fā)現(xiàn)了一艘未知型號(hào)的潛艇,,所以這艘洛杉磯級(jí)核潛艇準(zhǔn)備追上去,,結(jié)果這艘未知名的潛艇高速逃走了,至于與當(dāng)時(shí)擁有高達(dá)35節(jié)航速的洛杉磯級(jí)核潛艇艇員傻了眼,,。事后也證明這是一艘蘇聯(lián)研制的阿爾法級(jí)核動(dòng)力攻擊核潛艇,,其不同于蘇聯(lián)前面建造的眾多實(shí)驗(yàn)性核動(dòng)力潛艇,阿爾法級(jí)攻擊核潛艇可是蘇聯(lián)批量建造的第四代攻擊核潛艇,,其擁有高達(dá)43節(jié)的水下航速和超過900米的潛航深度,,所以光是從最大航速和潛航深度上就能看出其戰(zhàn)斗力有多強(qiáng),畢竟這兩項(xiàng)可是決定潛艇生存的關(guān)鍵,。同期美國(guó)在開始大批量建造核動(dòng)力潛艇的同時(shí),,也在全面普及核動(dòng)力水面艦艇的發(fā)展趨勢(shì),甚至在建成了世界上第一艘核動(dòng)力航母企業(yè)號(hào)后,,美國(guó)甚至提出了建造“全核艦隊(duì)”的想法,,并且在這一想法的提出下,美國(guó)還真的建成了以班布里奇號(hào)核動(dòng)力驅(qū)逐艦,、長(zhǎng)灘號(hào)導(dǎo)彈巡洋艦及企業(yè)號(hào)核動(dòng)力航母的“全核艦隊(duì)”,,雖然使用核動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的軍艦在整個(gè)航行過程中不用再進(jìn)行燃油補(bǔ)給,所以單方面來看其優(yōu)勢(shì)是很明顯的,。但是最后還是因?yàn)楹藙?dòng)力水面艦艇在造價(jià),、維護(hù)成本上不如常規(guī)動(dòng)力軍艦,所以最后被財(cái)政部直接給砍了,。最后也只留下唯一使用核動(dòng)力裝置的核動(dòng)力航母,。從船舶使用核動(dòng)力的優(yōu)缺點(diǎn)來說,優(yōu)點(diǎn)一是核動(dòng)力裝置的出現(xiàn)讓所有使用核反應(yīng)堆為動(dòng)力系統(tǒng)的船舶擁有近乎無限的全球航行能力,,所以這也是一開始核動(dòng)力上艦的最重要原因,,對(duì)于軍艦來說,全球航行能力是決定軍艦作戰(zhàn)實(shí)力和背后的國(guó)家全球影響力的關(guān)鍵,。優(yōu)點(diǎn)二是核動(dòng)力裝置賦予了軍艦動(dòng)力系統(tǒng)更大的輸出功率,,所以軍艦的噸位可以設(shè)計(jì)的更大,像航母這種以搭載艦載機(jī)作戰(zhàn)的大型水面艦艇,,艦載機(jī)的性能和數(shù)量直接決定了航母的綜合作戰(zhàn)實(shí)力,,所以核動(dòng)力航母的出現(xiàn)則恰好滿足了大噸位航母對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)的要求;但是核動(dòng)力上艦的缺點(diǎn)也不少,,缺點(diǎn)一是造價(jià)成本的翻倍,,比如建造一艘8萬噸的常規(guī)動(dòng)力的航母成本可能放在今天大概需要60-70億美元左右,但是要是使用核動(dòng)力裝置的話其造價(jià)則會(huì)直接飆到130--140億美元之多,,當(dāng)然相對(duì)于核動(dòng)力航母整個(gè)壽命期間只需要一次或者后面不再需要更換燃料棒而言,,常規(guī)動(dòng)力航母雖然出廠價(jià)更低,但是整個(gè)50年的服役壽命期限內(nèi)的燃油成本也是一筆不小的開支,,比如一艘使用燃油鍋爐的6萬噸航母航行1000公里就需要200萬美元來算的話,,常規(guī)動(dòng)力航母在整個(gè)服役期限內(nèi)的燃油成本加上一開始較低的建造成本,其實(shí)和一艘核動(dòng)力航母整個(gè)服役期限內(nèi)的成本差不多,。缺點(diǎn)二:核動(dòng)力水面艦艇在日常的維護(hù)保養(yǎng)中,,其成本要比常規(guī)動(dòng)力更高,而且核動(dòng)力水面艦艇的日常維護(hù)升級(jí)對(duì)于維修環(huán)境有很大的要求,,還有就是相比更為常見的常規(guī)動(dòng)力而言,,核動(dòng)力水面艦艇的維修難度更大,維護(hù)升級(jí)更為復(fù)雜后維護(hù)時(shí)間也更長(zhǎng),。如果遇到中期大修的話,,核動(dòng)力航母一般而言還需要花費(fèi)相當(dāng)于全艦造價(jià)的1/5更換核燃料棒。缺點(diǎn)三就是核動(dòng)力的日常操作安全隱患更大,,不同于常規(guī)動(dòng)力就算操作失誤至多損壞發(fā)動(dòng)機(jī),,核動(dòng)力艦艇如果操作失誤的話,比如核反應(yīng)堆的冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)問題頂?shù)脑?,那整個(gè)核反應(yīng)堆很可能因?yàn)槔鋮s不及時(shí)而出現(xiàn)堆芯融化,,繼而導(dǎo)致核反應(yīng)堆發(fā)生爆炸,出現(xiàn)更為嚴(yán)重的核輻射災(zāi)難,。缺點(diǎn)四就是不同于常規(guī)船舶退役后直接被大多數(shù)造船廠拆解回爐,,核動(dòng)力船舶拆解首先需要專業(yè)的核軍艦拆解船廠,,更為重要的是拆解后的核廢料如何處理是很大的問題,這些處于乏燃料狀態(tài)的核燃料棒由于衰減的原因,,已經(jīng)不再可能被用于民用核電站發(fā)電了,,但是卻存在致命的核輻射,所以核動(dòng)力船舶退役后的核燃料處理也是一個(gè)很致命的問題,。當(dāng)然綜合來說,,由于核動(dòng)力船舶在軍用領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)是明顯的,而軍艦是保家衛(wèi)國(guó)的武器裝備,,對(duì)于建造成本和使用成本并不像民用那么注重,,所以核動(dòng)力船舶造價(jià)維護(hù)成本高也是能接受的。而民用船舶因?yàn)閷?duì)經(jīng)濟(jì)性的注重之下,,使用造價(jià)高昂的核動(dòng)力并不合適,,所以在民用船舶中鮮少出現(xiàn)核動(dòng)力船舶。 四,、航空母艦的核能是怎樣轉(zhuǎn)成動(dòng)能的呢,?將原子核裂變釋放的核能轉(zhuǎn)變?yōu)榕灤七M(jìn)力的系統(tǒng)和設(shè)備,通常稱為核動(dòng)力推進(jìn)器,。艦船核動(dòng)力系統(tǒng)與陸上核電站的系統(tǒng)相類似,,根據(jù)采用的反應(yīng)堆類型不同,它的系統(tǒng)和設(shè)備也有些差異,。 壓水堆型艦船核動(dòng)力推進(jìn)裝置主要由核反應(yīng)堆,,一回路系統(tǒng)、二回路系統(tǒng),、螺旋槳推進(jìn)器及其他輔助系統(tǒng)組成,。 五、船用核動(dòng)力裝置主蒸汽系統(tǒng)采用哪種布線方式,?1.單線布置,,從蒸汽發(fā)生器到主汽輪機(jī)只用一根干管相通; 2.雙線布置,,兩臺(tái)蒸汽發(fā)生器分別各用一根干管與主汽輪機(jī)相通,; 3.環(huán)形布置,其特點(diǎn)是在蒸汽發(fā)生器出口裝一根橋管,,使整個(gè)管道形成環(huán)形,。
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