Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Эскизное проектирование и модернизация судовых энергетических установок. Часть I

Покупка
Основная коллекция
Артикул: 777705.01.01
Доступ онлайн
от 328 ₽
В корзину
В первой части учебного пособия изложены положения по выбору судна-прототипа для эскизного проектирования энергетической установки на основе анализа функциональных особенностей и перспектив развития морского транспорта. Обобщены требования международных конвенций и национальных нормативных документов к экологической безопасности и энергоэффективности морских судов. Приведены сведения о технико-эксплуатационных характеристиках морских транспортных судов и технических средствах освоения континентального шельфа. Систематизированы направления модернизации энергетических установок морских транспортных судов. Разработано в соответствии с требованиями Международной конвенции о подготовке и дипломировании моряков и несении вахты 1978 года с учетом Манильских поправок 2010 года. Учитывает действующие национальные и международные нормативные документы по эскизному проектированию судовых энергетических установок и разработано на основе опыта подготовки судовых инженеров-механиков в Черноморском высшем военно-морском учищиле имени П.С. Нахимова. Предназначено для студентов специальности «Эксплуатация судовых энергетических установок» уровня управления, стандарт компетентности A-III/2.
Кирюхин, А. Л. Эскизное проектирование и модернизация судовых энергетических установок : учебное пособие : в 2 частях. Часть 1. Общая характеристика судна-прототипа и выбор направления его модернизации / А. Л. Кирюхин, С. В. Максимов, С. И. Толстой. — Москва : ИНФРА-М, 2023. — 270 с. — (Военное образование). - ISBN 978-5-16-017736-6. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.ru/catalog/product/1870699 (дата обращения: 21.07.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.
ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
серия основана в 2017 г.


ЧЕРНОМОРСКОЕ ВЫСШЕЕ
ВОЕННО-МОРСКОЕ УЧИЛИЩЕ
ИМЕНИ П.С. НАХИМОВА

А.Л. КИРЮХИН
С.В. МАКСИМОВ
С.И. ТОЛСТОЙ
  ЭСКИЗНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ
И МОДЕРНИЗАЦИЯ
   СУДОВЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ
УСТАНОВОК





                ЧАСТЬ I
                ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СУДНА-ПРОТОТИПА И ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЯ ЕГО МОДЕРНИЗАЦИИ




УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ


znanium.com

Москва ИНФРА-М 2023


�ДК 629.12-8(075.8)
ББК 39.45я73
      К43

      Рецензент:
        Истомин В.И., доктор технических наук, профессор
      Редактор:
        Кузнецов В.В., кандидат технических наук, доцент

      Кирюхин А.Л.
К43 Эскизное проектирование и модернизация судовых энергетических установок : учебное пособие. Часть 1. Общая характеристика судна-прототипа и выбор направления его модернизации / А.Л. Кирюхин, С.В. Максимов, С.И. Толстой. — Москва : ИНФРА-М, 2023. — 270 с. — (Военное образование).
        ISBN 978-5-16-017736-6 (print)
        ISBN 978-5-16-110406-4 (online)
        В первой части учебного пособия изложены положения по выбору судна-прототипа для эскизного проектирования энергетической установки на основе анализа функциональных особенностей и перспектив развития морского транспорта. Обобщены требования международных конвенций и национальных нормативных документов к экологической безопасности и энергоэффективности морских судов. Приведены сведения о техникоэксплуатационных характеристиках морских транспортных судов и технических средствах освоения континентального шельфа. Систематизированы направления модернизации энергетических установок морских транспортных судов.
        Разработано в соответствии с требованиями Международной конвенции о подготовке и дипломировании моряков и несении вахты 1978 года с учетом Манильских поправок 2010 года. Учитывает действующие национальные и международные нормативные документы по эскизному проектированию судовых энергетических установок и разработано на основе опыта подготовки судовых инженеров-механиков в Черноморском высшем военно-морском учищиле имени П.С. Нахимова.
        Предназначено для студентов специальности «Эксплуатация судовых энергетических установок» уровня управления, стандарт компетентности A-III/2.
УДК 629.12-8(075.8)
ББК 39.45я73



                                  Данная книга доступна в цветном исполнении в электронно-библиотечной системе Znanium


ISBN 978-5-16-017736-6 (print)
ISBN 978-5-16-110406-4 (online)

© Черноморское высшее военно-морское училище имени П.С. Нахимова, 2022



Г Л А В А 1
ВЫБОР СУДНА-ПРОТОТИПА ПО ФУНКЦИОНАЛЬНОМУ НАЗНАЧЕНИЮ


    1.1. Функциональные особенности судов

     Судно - это сложное плавучее инженерное сооружение с водонепроницаемым корпусом, предназначенное для перевозки грузов и пассажиров, для водного промысла, добычи полезных ископаемых, проведения научных исследований, для военных целей [1].
     Для того чтобы систематизировать существующее многообразие судов, их разделяют по определенным классификационным признакам на группы в зависимости от выполняемых функций, конструктивных и технологических особенностей, принципов обеспечения движения (рис. 1.1). Главным признаком, по которому классифицируют суда, является их назначение. Согласно последнему все гражданские суда делятся на транспортные, промысловые, служебно-вспомогательные и суда технического флота.
   Ведущая роль в составе флота принадлежит транспортным судам, которые осуществляют основную производственную функцию морского транспорта. Их доля в составе основных производственных фондов флота составляет примерно 90%.
     Транспортные суда - это коммерческие суда, которые используются для перевозки грузов и пассажиров. По видам перевозок транспортные суда подразделяются на линейные, которые обеспечивают перевозку на определенных направлениях и имеют стойкий грузопоток, и трамповые суда, которые не связаны с постоянными районами плавания, портами погрузки и назначения и не ограничены определенным видом груза.
     В зависимости от рода перевозок транспортные суда подразделяют на следующие виды:
     -       сухогрузные - перевозят сухие грузы (штучные, насыпные, наволочные и т. д.);
     -       наливные - перевозят нефть, нефтепродукты и другие жидкие грузы без тары;
     -      комбинированные - перевозят жидкие и сухие грузы;
     -       пассажирские и грузопассажирские - перевозят пассажиров, багаж, почту и различные грузы.


�овременные суда

На органическом топливе

По типу главного двигателя

Моторные

Гребные

Теплоход

— Паротурбоход

— Газотурбоход

По типу движителя

По материалу корпуса

— Металлические Неметаллические

На ядерном топливе

Стальные

Деревянные

Атомоход

_ Из легких сплавов

Композитные

Пластиковые

Пинтовые

Железобетонные _

С крыльчатым движителем —

| С водометным движителем —

С воздушным винтом

Колесные

С роторным движителем —

Парусные

Гребные

Лрмоцементные 
__ По количеству корпусов

— Однокорпусные

— Двухкорпусныс

— Многокорпусные |

Рисунок 1.1 - Классификация судов: СПК, СВП - суда на подводных крыльях и воздушной подушке



      В настоящее время мировой гражданский флот насчитывает более 95 тыс. с годовой динамикой роста около 3% [2]. В структуре мирового флота 43% (по валовому тоннажу) приходится на балкеры, 23% - на танкеры для перевозки нефти и нефтепродуктов и 5% - на танкеры-газовозы, 14% - на контейнеровозы, 7% - на прочие грузовые суда и 8% - на негрузовые суда (включая оффшорную технику, круизные лайнеры, пассажирские паромы, буксиры, земснаряды и др.). Типовые характеристики морских транспортных судов приведены в Приложении А, а технических средств освоения континентального шельфа - в Приложении Б.
      Наибольшую группу в транспортном флоте составляют сухогрузные суда. На их долю по дедвейту приходится примерно 60%, а по количеству судов - около 75% всего транспортного флота.
Более 50% сухогрузного флота как по количеству, так и по дедвейту - суда универсального назначения, предназначенные для перевозки штучных (генеральных) грузов, а также контейнеров, навалочных грузов, и колесной техники. Эти суда составляют основу «трампового» флота, для них характерны объемные грузовые трюмы, которые занимают основную часть судна, и одна-две палубы. Грузоподъемность универсальных сухогрузных судов составляет от 2 до 25 тыс. тонн, скорость - 14 ... 20 узлов, энергетическая установка - дизельная. Универсальность таких судов по роду перевозимого груза обеспечит их существование ещё длительное время, но потребность в новых судах этого типа будет неуклонно снижаться [3].
Создание специализированных типов судов обусловлено специфическими транспортными характеристиками груза и наличием достаточно больших и устойчивых грузопотоков. К специализированным сухогрузным судам принадлежат контейнеровозы, лесовозы, рефрижераторные суда, лихтеровозы, суда с горизонтальной грузообработкой, суда для перевозки навалочных и насыпных грузов - углерудовозы и балкеры. Последние, ввиду значительности объемов перевозок (до 30% общего объема грузов - свыше 2 млрд тонн), обеспечивают преобладающую часть морского транспорта сухих грузов.
Основные характеристики отечественных универсальных и специализированных сухогрузных судов приведены в таблицах 1.1, 1.2, 1.3. Это относительно тихоходные суда, их скорость составляет 12 ... 19 узлов, энергетическая установка - дизельная.


�аблица 1.1 — Основные характеристики судов для перевалки генеральных грузов

                                            Тип и название судов                                           
Характери-  т/х «Капи- т/х «По- т/х «Ан- т/х «Шен-  т/х «Ар-  т/х «Бе-   т/х   т/х «Варне- т/х «Вы-  т/х  
стика судна  тан Куш-   венец»   дижан»   курск»   хангельск  лорецк»  «Вавчу-   мюнде»     борг»   «Абру             наренко»                                                    га»                         ка»  
1               2         3        4         5         6         7        8         9         10      11  
Г. м3         22040      6681   6659       6738      12740     20340    2265      18560     17900    885  
ДИ', т        15735      4150   4296       4375       8290     14480    1357      12050     12295    538  
L, м          155,9       96    95,81      95,81     130,3     147,83   65,6      140,1      140     44,7 
В. м          21.78      14.6   14.4       14.43     17.68    21.19      13       21.8        20     8.2  
Т, м           9.64      6.56     6.58     6.58       7.83      9.67      3       8.84       8.91    3.25 
Винт, тип      ВФШ       ВФШ    ВФШ         ВФШ       ВФШ       ВФШ      ВФШ       ВФШ       ВФШ     ВФШ  
Ds, м          5,8       3,8      4,48     3,76        5      5,9        1,8       5,2     5,2       1,65 
п, об/мин      115       185      105       185       115     110        286       140       130     300  
V,, уз.         19       13,5   13,5       14,1       14,4       18     10,3      18,54      15,8    9,9  
Передача      Прямая    Прямая     ЗП     Прямая     Прямая    Прямая    ЗП      Прямая     Прямая  Прямая
2ГД           1x9940    1 2390  2 920     1 2390     1x4640    1x9270   2x530    1 8240     1x5900  1 290 
2вг х                                                          1x284                                 1 17 
шт х кВт                                                                                                  
Тип ГД                   МАИ      8SV       МАН       МАН       684-   6VD26/      МАН       МАН    4ДР30/
             BM3-B&W    K6Z57/    55UA    K6Z57/   К7Я78/ 140  VT2BF-  20AL-1    K8Z70/     K9Z70/   50-3 
                         80А                80С               180                 120Е      120А5         
«ГД, об/мин    115       185      333       185       115     110       1000       140       130     300  
£егд,         0,2244    0,2176  0,22445   0,2258     0,1768   0,22576  0,2176    0,2176     0,2149  0,3427
кг/(кВт-ч)                                                                                                



�кончание таблицы 1.1

     1           2        3       4       5       6        7        8        9           10        11   
Тип ДГ                                                 2xBW-525-                                        
             6ЧН 25/34  6NVD   5DV136  5DV136  MAHGGV- МТВН-40;    64-     8VD36/    3 8NVD36;   4410.5/
                         36А                     33    2xBW-325-  18/22    24 А-1     1 6NVD36    13,2  
                                                       МВТН-40                                          
^дг^^дг^гд,                                             2x313;                                          
шт* кВт/       3x330   3-220   3 180    3 180   3x180    2x166    3x110    4 440    3 290; 1 220  2 39  
(об/мин)                                                                                                
п ДГ,           500      500     500     500     510   500         750      500     500          1500   
(об/мин)                                                                                                
Тип            1Д6С-                           W4V12/                    6VD21/ 15-                     
АДГ/Уедг,    150М/110                          18,8/33                      2/99                        
кВт                                                                                                     
В К, тип       КВВА    WK43/5  WK32/5  WK32/5  «Рапид» AQ-3       КВА-     ESH2,5     «Вагнер»   КОВ-8/1
               2,5/5                                              1/5М                                  
гвк^Д, т/ч   1x2,5      1 1,6   1x0,5   1x0,5  1x0,65  1x1,8       1x1     1 2,5       1 2,5     1 0,81 
Рк, МПа         0,5      0,5     0,5     0,5     0,5   0,7         0,5      0,8         0,8        0,5  
УК, тип      КУП-660-  Ла-Монт Ла-Монт Ла-Монт         Ла-Монт    КУПЗО   Ла-Монт     Ла-Монт           
               50/7                                                                                     
2укхДук, т/ч 1x4,5      2-0,3   2x0,3   2x0,3          1x1,8     2x0,225   1 2,5       1 1,3            
Р, МПа       0,85        0,6     0,5     0,5           0,7        0,55      0,8         0,8             
ОУ, тип      ИВСЗ 1/А   УУА-5  «Комби» «Комби»         «Атлас      Д2У                                  
                                                       AFG-5»                                           
ZVK О, т/сут 1x10        15      1x5   1x5       1x5     1x21     1x2,5     1 20        1 12            
Экипаж          60       34      36      36      38       43       18        33     50                17



�аблица 1.2 — Основные характеристики контейнерных судов

                                          Тип и название судов                                        
                        т/х               т/х     т/х     т/х                                        
Характери-  т/х «Иван  «Алек-  т/х «Гро- «Иван  «Капи-  «Капи-  т/х «Сест- т/х «Ху- т/х «Тар-   т/х  
стика судна Котлярев-  сандр    деково»   Чер-    тан     тан     рорец»   дожник      ту»    «Фрицис
              ский»   Фадеев»             ных»   Бака-   Саха-             Сарьян»            Гайлис»
                                                 нов»    ров»                                        
1               2        3         4       5       6       7        8         9        10       11   
Г, м3       24285     11640    9220       8078   19730   10020     9826     22740     2178    1416,5 
ДИ'. т        15203     6283   5822       3133   14051  5720       6010     14720   1324        772  
L, м         165,18    118,19     115     113     140     119      119      157,24     67       52   
В. м          21.25    19.24   16.7       16.7    21     17.3      17.3      25.4     11.3     10.1  
Т, м           9,8      7,48   5,77       5,99   8,74    6,92      6,91      9,22       4      3,68  
Винт, тип      ВФШ      ВФШ       ВФШ     ВФШ     ВФШ     ВФШ      ВРШ     ВФШ         ВФШ    ВРШ    
Db, м         5.75      4.5       4.5     4.2    4.94   4.5        4.5        6        2.8     1.96  
п, об/мин      115      140       135     170     150     140      135       122       158      428  
V,, уз.       17,8      16,2      15      14,5    15      16       15,2      19,3   10,7       11,8  
Передача     Прямая    Прямая   Прямая   Прямая Прямая  Прямая    Прямая    Прямая     ЗП     Прямая 
%гд Х-М?гд   1 8832    1 4490  1 4010    1 3830 1 7290  1 4490    1 4050   1 12810    1 736    1 970 
%вг х                                                                                          1 128 
шт х кВт                                                                                             
Тип ГД                  B&W       BW-     BW-   Зульцер   BW-    Цегель-                             
            BW-874VT   5ДКРН   562VT2BF  9ДКРН   6RND6   5ДКРН     ский    Зульцер   8LD315A  8NVD48 
             2BF 160  62/140-3 -140      50/110    8    62/140-   5SRD68   6RND90      FT      A-2U  
                                                           3                                         
Игд, об/мин    115      140       135     170     150     140      135       122       400      428  
£егд,        0,22576  0,21964   072149   0,2176 0,22848 0,2149   0,21624    0,208    0,2312   0,2176 
кг/(кВт-ч)                                                                                           



�кончание таблицы 1.2

1                   2        3         4        5       6        7        8         9       10       11    
Тип ДГ            2 BW-                                                                           1 6NVD26                725МТВН-    8ЧН    2 5ВАН22;         Зульцер   6ЧН25/   64Н25/             6NVD-     2;    
                40; 1 BW- 25/34-2  1 ЗВН 22  6425/34 5AL25/30    34       34      8VD36     24    1 4NVD26                325МТВН-                                                                              2    
                   40                                                                                      
Zffr хЛ'др/игд,  2 438;            2 ■ 220;                                                        1 116;  
шт* кВт/          1 188   3 440      1 88    3 ■ 220 3 ■ 545   3 330    3x330     4 440    2 110    1 77   
(об/мин)                                                                                                   
идг,               500      500    500         550     750      500      500    500         750      750   
(об/мин)                                                                                                   
Тип                        1Д6С-                              6415/18/  1ДБС-   6VD21/15-  Jmc-    2NZD9/  
АДГ/We дг,                150М/110                              110    150М/110   2/99    130/18   12/18,4 
кВт                                                                                                        
В К, тип                    КАВ-    VX3/V1    КВВА   VX525A10  КАВ2,5    КАВ-   ESH2,5    Ла-Монт          
                           1.6/7              1.5/5                     1.6/5                              
ЯвкХД, т/ч        1 1,5    1 1,6     1 2,4    1 1,5   1 2,5    1 -2,5   1 1,6     1 2,5   1 0,65           
Рк, Мпа            0,7      0,75   0,7         0,5     0,5      0,7      0,5    0,8         0,5            
УК, тип                   КУП-     LA102/II-   КУП   CU525F-  КУП150/8 КУП90/5    AKSR-   Ла-Монт          
                          150/8      0-10    110/5,5    02                      2,0-26/20                  
2укхДук, т/ч      1 1,2   1 1,8      1 1,2    1 1,3   1 1,9    1 1,8     1 1      1 2,5    1 0,2           
Л МПа              0,7      0,5    0,7        0,55     0,5      0,7      0,5    0,8         0,5            
ОУ, тип          Compact    ДВ-Л     WY-11   ИВС-1    W4125     Д-ЗУ     ДЗ-Л    SEA25P                    
                  Р-14      №64                                                                            
ZyK^Q,            1 15       15    16          13     1 12,5    1 5      1 5      1 20                     
т/сут                                                                                                      
Экипаж             55        37       40       34       40       31       31       43       26        9    



�аблица 1.3 — Основные характеристики балкеров и ролкеров

                                            Тип и название судов                                           
                                                 т/х    т/х «Ин-                           т/х            
Характери-    т/х      т/х    т/х «Со-   т/х    «Иван     женер   т/х «Инже- т/х «Магни- «Скуль-    т/х   
стика судна  «Юлиус   «Совф-  ветский  «Акаде-  Скури-     Ма-    нер Нечи-   тогорск»     птор    «Хейн- 
             Фучик»   рахт»    худож-    мик     дин»   чульский»  паренко»   (ролкер)    Конен-   ланд»  
            (лихтер)            ник    Туполев (ролкер) (ролкер)   (ролкер)                ков»   (ролкер)
                                                                                         (ролкер)         
1              2        3        4        5       6         7         8           9         10       11   
Г. м3       60262     54884    31949    8290    10620     10213      9756       37502    29170      2726  
т           37850     44470    24354    4200     4614     6128       5306       22691    17970      1455  
L, м        210.4      200     171.6    107.2   127.34     110      113.4    190.64        165      70.8  
В. м        35.04      27.5    14.15    19.4    19.23     19.2      19.22       31.4       28.2    12.89  
Т, м           11     11.784    10.1    5.75     6.62     7.02       6.6         9.7       9.64     4.17  
Винт, тип   ВРШ        ВФШ      ВФШ      ВРШ     ВФШ       ВРШ       ВРШ         ВРШ     ВРШ      ВРШ     
Ds, м         5.5      6.25     5.7      3.9     4.5       3.7       3.7          6        5.6      2.57  
п, об/мин    148.5     119      122      185     144       200       200         130       140      300   
V,, уз.       17.1     14.5     15.3    16.85    16.9     16.8       16.2       21.6       18.5     11.8  
Передача       ЗП     Прямая   Прямая    ЗП     Прямая     ЗП         ЗП     ЗП             ЗП       ЗП   
2ГД          4x7650  1x10600   1x8830  1x6700   1x4930   1 5890     1 5890     1 9053     1 7654   1 1550 
2вг х                                   1x640             1 640     1 640      1 2200     1 1200          
шт х кВт                                                                                                  
Тип ГД      «Вяртси-                   «СЕМТ-                                                             
              ля-     «Зуль-   «Зуль-   Пил-     BW-      «Пил-   «Пилстик»               «Зуль-          
             Пиль-   цер» 9RD   цер»    стик»   5ДКРН     стик»    16PC2V2-      BW-       цер»      BW   
             стик»      76    6RND 76  14РС-2- 62/140-3 16PC2.2V-    400       18U50HU    16ZVB   16V23HU 
            16PC25V                      5V                400                            40/48           
              400                                                                                         
«ГД, об/мин   520      119      122      520     144       520       520         450       530      800   
£егд,        0,2149   0,2108  0,20808  0,2055   0,222   0,2176      0,2176      0,215    0,22576   0,2244 
кг/(кВт-ч)                                                                                                



Доступ онлайн
от 328 ₽
В корзину