Судовые энергетические установки в зависимости от вида главного двигателя делятся на паротурбинные, газотурбинные и дизельные.
Паротурбинная установка(ПТУ) представляет собой совокупность агрегатов, двигателей и устройств, объединенных единой тепловой схемой. Рабочее тело (водяной пар) создается в паровом котле или в парогенераторе. Пар соответствующих параметров (давления и температуры) вращает паровую турбину.
Прошедший через турбину отработавший пар поступает в конденсатор, где превращается в воду (конденсат), которая далее используется для питания парового котла. Таким образом, пароводяной цикл замыкается. Паровая турбина через зубчатую передачу передает вращающий момент через судовой валопровод на гребной винт. Паровые турбоустановки (ПТУ) судовой валопровод на гребной винт. Паровые турбоустановки (ПТУ) отличаются высокой надежностью и относительной простотой обслуживания.[1]
Паротурбинная ЭУ представлена на рисунке 4
Пуск паротурбинной установки
Рисунок 4 Паротурбинная ЭУ
Газотурбинные установки отличаются тем, что в них главным двигателем является газовая турбина (газотурбинный двигатель), рабочее тело, для которой готовится в камере сгорания. В отличие от ПТУ для ГТУ не требуется громоздкий паровой котел. В результате ГТД является компактным и легким, имеющим высокую мощность.
Это качество ГТД позволяет применять его в составе СЭУ достаточно эффективно, несмотря на меньшую экономичность. Однако, в связи с высокой скоростью вращения ротора ГТД его мощность не может быть передана на судовой валопровод непосредственно и поэтому необходимо применять промежуточные передачи мощность (зубчатые, гидравлические или комбинированные) с понижением числа оборотов. Выходящие из ГТД газы имеют высокую температуру (450…550ºС), а их количество весьма значительно. Это используется для получения водяного пара в утилизационном котле с дальнейшим применением пара для привода паровой турбины без дополнительных затрат топлива. В результате получаетсякомбинированная газопаротурбинная установка (ГПТУ) или ГТУ с теплоутилизирующим контуром. Кроме того, ГТД может использоваться в качестве форсажного для достижения максимальной скорости хода в СЭУ с ПТУ или дизельной установкой.[8]
Газотурбинная ЭУ представлена на рисунке 5
Рисунок 5 Газотурбинная ЭУ
Дизельные СЭУ являются наиболее распространенными энергоустановками. В качестве главных двигателей в дизельных СЭУ применятся двигатель внутреннего сгорания – дизель. Дизели бывают малооборотные (n=50…250 об/мин), которые присоединяются к валопроводу непосредственно (прямая передача); среднеоборотные (n=250…750 об/мин) с передачей мощности на винт через зубчатую или гидравлическую передачу; высокооборотные (n=750…2500об/мин) с зубчатой или электрической (через гребной электродвигатель) передачи мощности на винт.[3]
Циклы паротурбинных установок (Центрнаучфильм)
Дизельная ЭУ представлена на рисунке 6
Рисунок 6 Дизельная ЭУ
7 Атомные подводные лодки
В 50-х годах началась новая эра в подводном кораблестроении — применение для движения подводных лодок атомной энергии. По своим свойствам атомные источники энергии являются наиболее подходящими для ПЛ, так как, не нуждаясь в атмосферном воздухе или в запасах кислорода, позволяют получать энергию практически неограниченно долго и в необходимом количестве.
Помимо решения проблемы в отношении длительного движения в подводном положении с высокой скоростью хода, использование атомного источника сняло ограничения по снабжению энергией таких относительно емких ее потребителей, как приборы и системы жизнеобеспечения (кондиционеры, электролизеры и т. п.), навигации, гидроакустики и управления оружием. Открылась перспектива использования ПЛ в арктических районах подо льдами. С внедрением атомной энергетики длительность непрерывного плавания лодок в подводном положении стала лимитироваться, как показал многолетний опыт, в основном, психофизическими возможностями экипажей.[4]
Вместе с тем с самого начала внедрения атомных энергетических установок (АЭУ) стали ясны и возникающие при этом новые сложные проблемы: необходимость обеспечения надежной радиационной защиты личного состава, повышение требований к профессиональной подготовке обслуживающего АЭУ персонала, потребность в более развитой, чем для дизельэлектрической ПЛ, инфраструктуре (базирование, ремонт, доставка и перегрузка ядерного горючего, удаление отработанного ядерного топлива и т. д.). Позднее, по мере накопления опыта, выявились и другие негативные моменты: повышенная шумность атомных подводных лодок (АПЛ), тяжесть последствий аварий АЭУ и лодок с такими установками, сложность вывода из строя и утилизации отслуживших свой срок АПЛ. []
Первые предложения от ученых-атомщиков и военных моряков об использовании для движения лодок атомной энергии и в США, и в СССР стали поступать еще в конце 1940-х годов. Развертывание практических работ началось с создания проектов ПЛ с АЭУ и строительства наземных стендов и прототипов этих установок.
Первая в мире АПЛ была построена в США — «Nautilus» — и вступила в строй в сентябре 1954 г. В январе 1959 г. после завершения испытаний была принята в эксплуатацию ВМФ СССР первая отечественная АПЛ проекта 627.
2 ноября 1996 года в городе Северодвинске в торжественной обстановке была заложена первая (как в нашей стране, так и в мире) атомная стратегическая подводная лодка, относящаяся к 4-му поколению. Новый подводный ракетоносец стратегического назначения был назван «Юрий Долгорукий».
Исследования в области ракетных подводных лодок, относящейся к новому 4-му поколению, начались еще в СССР в 1978 году. Непосредственной разработкой АПЛ проекта 955 (шифр «Борей») занималось ЦКБ «Рубин», главным конструктором по проекту былВ. Н. Здорнов. К активным работам приступили в конце 1980-х годов. К этому моменту изменилась и общемировая обстановка, что наложило определенный отпечаток на облик новой подлодки. В частности было решено отказаться от экзотической компоновки и гигантских размеров, которыми обладали ПЛА «Акула», вернувшись к «классической» схеме.[]
Источник: studfile.net
Паротурбинная установка атомной подводной лодки
Введите имя пользователя, чьи записи вы хотите найти
Нет аккаунта? Зарегистрироваться
«Мираж»и «Сапфир» для атомных подводных лодок
- Mar. 19th, 2014 at 12:11 PM
С 1966 года основным поставщиком блочных турбогенераторов и паротурбинных установок для ВМФ является Калужский Турбинный завод. Ряд отечественных атомных подводных лодок был оборудован блочными паротурбинными установками типа «Азурит», «Сапфир» или «Мираж» производства КТЗ.
Особенностью паротурбинной установки «Мираж», которая изначально предназначалась для атомной подводной лодки «Ясень», является ее блочная компоновка элементов, компактно объединяющая основные рабочие узлы. Кроме того, «Мираж» позволяет атомной подлодке осуществлять движение в двух режимах – скоростной ход и «режим подкрадывания». На время бесшумного хода гребной турбозубчатый аппарат отключают и используют электродвигатель, питаемый автономно от турбогенератора. Такая гибридизация упростила конструкцию атомных подлодок, выведя их на новый уровень.
Не смотря на то, что в тяжелые для всей страны 90-е Калужский турбинный завод практически остановил работы в 2006 году паротурбинная установка «Мираж» с номинальной мощностью 43 000 л.с. уже проходила тестовые испытания и сейчас находится на серийном производстве. Изготовленная так же на КТЗ паротурбинная установка «Сапфир» для атомной подлодки «Северодвинск» является практически аналогом «Миража», но изменение конструкции самой АПЛ потребовало так же и перепроектировки энергоблока – изменения структуры в линии гребного вала и расположении переборок. Так же «Сапфир» агрегатирован активной системой гашения шумов на основе пьезокристаллических приводов. Обе блочные паротурбинные установки имеют одинаковую мощность и обеспечивают максимальную подводную скорость порядка 31 уз.
Источник: sdelanovkaluge.livejournal.com
Паротурбинная установка атомной подводной лодки
Франция
Тактико-технические характеристики
В 1964 г. в ВМС Франции началась разработка атомной ударной подводной лодки водоизмещением 4000 т. Реализация проекта была прекращена в 1968 г, еще до того, как началась постройка лодки. Была инициирована разработка лодки меньших размеров, в основу которой был положен корпус дизель электрической лодки типа «Агоста» и по существу, такие же, как на ней, системы управления огнем торпедной стрельбой и гидроакустического наблюдения Созданные в результате лодки типа SNA-72, строившиеся в Шербурге, — это тип АПЛ самого малого водоизмещения из всех, находящихся в составе действующих флотов, появление которого стало возможным в результате разработки Францией небольшого 48-мегаваттного реактора, объединенного с двумя паротурбинными установками и главным электродвигателем Высота корпуса была увеличена в сравнении с лодками типа «Агоста», что позволило сохранить традиционную для АПЛ больших размеров трехпалубную конструктивную схему внутреннего пространства корпуса носовой и центральной части лодки. Носовые горизонтальные рули лодки типа «Агоста» были размещены на ограждении боевой рубки для повышения маневренности в под водном положении.
 |
||
 |
||
 |
||
Ввод в состав флота.
Первая лодка, «Рубис» (Rubis) была заложена в Шербурге в 1976 г. и введена в состав действующе го флота в феврале 1983 г. За ней последовали еще три лодки — «Сафир» (Saphir), «Касабианка» (Casablanca) и «Эмерод» (Emeraude), переданные флоту в период с 1984 по 1987 г.
Руководство ВМС Франции первоначально планировало иметь две эскадры этих АПЛ — одну в Бресте для прикрытия базы ПЛАРБ, другую в Тулоне. В итоге местом базирования всех лодок стал Тулон, где к ним присоединились впоследствии лодки следующего типа «Аметис» (Amethyste). Все они, однако, постоянно действуют в Атлантике. Сначала борьба против надводных целей считалась главной задачей лодок типа «Рубис». Их автономность, ограниченная главным образом запасами продовольствия на борту, оценивалась в 45 суток.
Все лодки вооружены различными модификациями торпед R 17 и L5, а с середины 1980-х г.г. оснащались безконтейнерными противокорабельными ракетами подводного старта SM.39 «Экзосет».
|
||
 |
||
|
||
В начале 1990-х гг., однако, к подводным лодкам типа «Рубис» присоединились две модифицированные лодки «Аметис» и «Перл» Построенные по тому же, как и их предшественницы, основному проекту, но длиннее примерно на два метра, новые лодки разрабатывались главным образом для решения задач ПЛО.
Они оснащены современной ГАС и электроникой, а также обладают меньшей шумностью в сравнении со своими предшественницами.
Между 1989 и 1995 г.г. первые лодки прошли модернизацию по программе «Аметис». Установка специального покрытия для улучшения гидродинамических характеристик и снижения шумности позволили достичь по этим показателям уровня лодок более поздней постройки.
Новый тип АПЛ больших размеров в настоящее время находится в процессе разработки, предполагается, что лодки этого типа войдут в состав флота после 2010 г.
Источник: zonwar.ru