§ 6. Расположение энергетической установки на судне

Понятие об энергетической установке. Энергетической установкой называется комплекс механизмов, теплообменных аппаратов, устройств и трубопроводов, обеспечивающих движение судна, его вспомогательные нужды, а также бытовые нужды команды и пассажиров. К вспомогательным нуждам судна относятся: снабжение паром и электроэнергией различных вспомогательных и палубных механизмов, выполнение погрузочно-разгрузочных работ, отопление жилых, служебных и хозяйственных помещений, обеспечение работы навигационных приборов и радиостанции, освещение судна и т. д.

Судовая энергетическая установка включает в себя главную и ряд вспомогательных установок. В состав главной установки входят: главные котлы, двигатели, конденсаторы, насосы и вентиляторы, электрогенераторы, гребные электродвигатели, ядерные реакторы и т. д. К вспомогательным установкам относятся: электрогенераторная, вспомогательно-котельная, водоопреснительная, испарительная, холодильная, нефтеперекачивающая и ряд других, имеющих вспомогательное значение.

Судовые энергетические установки, у которых топливо сжигается в паровых котлах, а образующийся пар используется в паровых поршневых машинах или турбинах, называются паровыми. Если главная паровая установка состоит из нескольких- паровых турбин, работающих на одну зубчатую передачу, то ее называют главным турбозубчатым агрегатом (ГТЗА).

Установки, в которых топливо сжигается не в котле, а непосредственно в камере сгорания, называют тепловыми (отсюда название судна — теплоход). Конструктивно тепловые двигатели выполняют поршневыми или в виде газовой турбины. В первом случае их называют дизельными установками (ДУ), во втором — газотурбинными установками (ГТУ). Если паровая турбина или двигатель внутреннего сгорания приводит в движение электрогенератор, электрическая энергия которого передается на гребные электродвигатели, такая установка является комбинированной и называется соответственно турбоэлектрической или дизель-электрической.

Установки, в которых используется тепло, выделяющееся в ядерных (атомных) реакторах, носят название ядерных энергетических установок (ЯЭУ). Часть ядерной энергетической установки, предназначенную для выработки пара, необходимого для работы паровых турбин, называют паропроизводящей установкой (ППУ). В том случае, когда применены газовые турбины и соответствующую часть энергетической установки используют для нагрева газа, эту часть называют газонагревающей установкой (ГНУ).

Размещение энергетической установки на судне. Отдельные механизмы и трубопроводы энергетической установки необходимо размещать так, чтобы обеспечить ее надежную работу, наибольшую компактность, удобство обслуживания и ремонта, а также живучесть судна.

Под живучестью понимают способность судна оставаться на плаву и сохранять свои мореходные качества даже при значительных повреждениях. Одним из основных условий обеспечения живучести является расположение главных и вспомогательных механизмов на судне.

Существуют два вида расположения главных котлов и механизмов: линейное (рис. 6, а), когда котлы располагают в носовой части судна, а главные механизмы (турбины) — в кормовой, и эшелонное (рис. 6, б), при котором главные котлы и механизмы чередуют между собой, располагая их друг за другом в отдельных отсеках.

Расположение главной паровой энергетической установки зависит в основном от назначения судна. На транспортных судах ее размещают в середине судна (см. рис. 6, а): ближе к носу — котельные отделения, ближе к корме — машинные отделения. Каждое отделение отделяют от другого водонепроницаемой переборкой. На специальных судах (танкеры, лесовозы и др.) главная установка находится в кормовом отсеке, в результате чего уменьшается объем машинного отделения и экономится место в кормовом грузовом трюме (отсутствует коридор гребного вала). На судах малого водоизмещения главные котлы и машины обычно устанавливают в одном общем отсеке без водонепроницаемой переборки между ними.

Рис. 6. Принципиальные схемы линейного (а) и эшелонного (б) расположения механизмов в машинно-котельных отделениях больших судов.

I — турбинное отделение; II — котельное отделение; 1 — гидравлическая муфта; 2 — редуктор; 3 — турбине высокого давления (ТВД) ; 4 — соединительная муфта; 4 — валоповоротное устройство; 6 — паровые котлы; 7 —турбина низкого давления (ТНД).

На судах с двигателями внутреннего сгорания (рис. 7) машинное отделение часто состоит из одного отсека и по возможности располагается ближе к корме. Только на больших океанских лайнерах количество машинных отсеков бывает равно количеству гребных винтов, а иногда даже превышает его.

Рис. 7. Схема расположения механизмов в машинном (МО) и вспомогательном котельном (КО) отделениях танкера.

1 — пожарные насосы; 2 — водоподогреватели главного двигателя; 3 — водоотливный насос; 4, 28 — маслоподогреватели; 5 — насос перекачки котельного топлива; 6 — маслоперекачивающий насос; 7 —насос перекачки дизельного топлива; 8 — водоохладители; 9 — главные двигатели (дизели); 10, 32 — дизель-генераторы ДГ-300; 11 — насос пресной воды; 12 — насос опреснительной установки; 13, 25— расходные цистерны; 14— опреснительная установка; 15 —насос перекачки котельного топлива; 16 — теплый ящик; 17, — расходные цистерны котельного топлива; 18 — котельные топливные насосы; 19— насос заполнения котла водой; 20 — подогреватели котельного топлива; 21 — котельные питательные насосы; 22 — холодильник котельной установки; 24 — конденсатный насос; 26— фильтры котельного топлива; 27 — дозерный насос; 29 — циркуляционный насос котельной установки; 30 —маслоохладители; 31 — баллоны пускового воздуха; 33 — насос перекачки воды главного двигателя.

Турбоэлектрическую установку (рис. 8) размещают в трех машинных отсеках: два отсека, включающие котельное и машинное отделения, находятся в середине или в корме судна; третий, с электродвигателями, — в кормовом моторном отделении. Машинное отделение располагают рядом с котельным, причем не обязательно в корму от нею, так как в данном случае гребные валы не связаны с главными паровыми двигателями. Дизель-электрическая установка (рис. 9) обычно помещается в двух отделениях — в машинном и моторном, которые расположены: первое—в середине, а второе — в корме судна. Отсутствие непосредственной связи с главными двигателями и гребными валами является преимуществом электрифицированных установок перед обычными машинными. Это позволяет обходиться без сложных и громоздких редукторов и длинных валопроводов, что улучшает маневренность судна.

Рис. 8. Схема расположения механизмов в МКО танкера-турбоэлектрохода.

1 — насос забортной воды; 2— санитарный насос; 3 — трюмный насос; 4 — пожарный насос; 5 —главные котлы (на платформе); 6— гребной электродвигатель (под платформой); 7 —сточный топливный холодильник; 8— подогреватели топлива; 9 — воздухоохладитель гребного электродвигателя; 10 — главный конденсатор; 11 — испарители; 12 —главный турбогенератор; 13, 22— цистерны основного запаса топлива; 14 — валоповоротный механизм; 15, 21 — коффердамы; 16 — щит приборов; 17 — насосное отделение: 18— главный распределительный щит; 19— вспомогательный щит приборов; 20 — вспомогательные турбогенераторы; 23 — топливный насос; 24 — стояночный генератор; 25 — масляные холодильники; 26 — котельные питательные насосы; 27 — главный упорный подшипник; 28 — насос пресной воды; 29 — тормоз валопровода; 30 — валопровод.

Рис. 9. Схема расположения главных механизмов дизель-электрохода.

1 — гребные электродвигатели; 2 — главные дизель-генераторы; 3 — вспомогательные дизель-генераторы.