Лекции по Морской энциклопедии / 6_СЭУ

СЭУ

•Газотурбинные установки объединяют в себе преимущества паровых турбин и ДВС. В отличие от паровой турбины, в газовой турбине рабочим телом является не пар, а газы, образующиеся при сгорании топлива в специальных камерах. В отличие от ДВС, превращение энергии рабочего тела в механическую происходит в результате не возвратно-поступательного, а вращательного движения.

•Газовая турбина, как и паровая, является нереверсивной, поэтому для реверса требуется или турбина заднего хода, или ВРШ.

•Газотурбинная установка (ГТУ) состоит из газовой турбины, в которой тепловая энергия горячих газов превращается в механическую; воздушного компрессора, засасывающего и сжимающего воздух, необходимый для сгорания топлива; камеры горения (генератора газов); трубопроводов для подвода воздуха к генератору газа, подачи газов от него в газовую турбину и отвода отработавших газов в атмосферу; утилизационных устройств, обеспечивающих использование тепла отработавших газов. Имеются также топливная и масляная системы и другие элементы.

СЭУ

•В ГТУ с камерой горения воздух засасывается компрессором низкого давления и через воздухоохладитель подается в компрессор высокого давления, а затем через воздухоподогреватель - в камеру горения, куда также впрыскивается топливо. Продукты сгорания поступают в турбину.

•Имеются ГТУ со свободнопоршневыми генераторами газа (СПГГ), работающими по принципу ДВС со свободно расходящимися поршнями. СПГГ представляет собой симметричный агрегат, состоящий из двухтактного одноцилиндрового двигателя с противоположно движущимися поршнями, одноступенчатого компрессора и двух буферных цилиндров. В рабочем цилиндре (малого диаметра, расположенном в центре СПГГ) сгорает топливо, в результате чего поршни расходятся - происходит рабочий ход. При этом воздух в компрессорных цилиндрах (большего диаметра, расположенных на продолжении рабочего цилиндра) сжимается; одновременно сжимается и воздух в буферных цилиндрах, меньшего диаметра и расположенных снаружи (по одной линии). Газы из рабочего цилиндра через выпускные окна уходят к турбине, сжатый компрессором воздух подается в рабочий цилиндр, а поршни сближаются под давлением воздуха в буферных цилиндрах.

	СЭУ
•	ГТУ с СПГГ довольно компактны, характеризуются небольшой
	массой и умеренным расходом топлива, очень быстро готовятся к
	действию. Высокая температура газов приводит к снижению
	моторесурса, правда, эти двигатели сравнительно легко заменяются при
	ремонте. Газотурбинные установки на крупных гражданских судах
	применяются редко (в СССР были построены газотурбоходы “Капитан
	Смирнов” с ГТУ мощностью 50 000 л.с. (36800 кВт), сухогруз
	“Парижская коммуна”, серия лесовозов типа “Павлин Виноградов” и
	некоторые другие). Более широкое распространение получили ГТУ там,
	где требуются большие мощности при малых габаритах: на небольших
	скоростных судах, например, СПК и СВП, а также на надводных
	боевых кораблях, где они нередко комбинируются с дизельными
	установками: дизели обеспечивают движение экономическим, а ГТУ -
	полным ходом.

	СЭУ
•	На некоторых типах гражданских судов и военных кораблей
	нашли применение атомные энергетические установки (АЭУ). АЭУ
	состоит из паропроизводящей установки (ППУ) и паровой турбины
	(ГТЗА), через редуктор работающей на гребной винт. Основной
	элемент ППУ - атомный реактор в виде вертикального цилиндра со
	сферическими крышками, в котором находятся тепловыделяющие
	элементы - ТВЭЛы - трубки, содержащие ядерное топливо -
	обогащенный уран-235. В реакторе происходит регулируемая реакция
	деления ядер урана с образованием нейтронов, разлетающихся в
	разные стороны, и -излучения, представляющего большую опасность.
	Нейтроны задерживаются замедлителем, который при этом сильно
	нагревается, а -излучение - биологической защитой большой толщины
	и массы.

	СЭУ
•	Реактор охлаждается теплоносителем, в качестве которого почти
	всегда используется очень чистая вода (бидистиллат – вода, дважды
	очищенная дистиллированием), хотя известны попытки (в США и в
	СССР) применения жидкометаллических теплоносителей, которые,
	обладая рядом важных преимуществ, оказались опасными в
	эксплуатации. Вода, охлаждающая реактор, закипает при высоких
	температуре и давлении, образующийся радиоактивный пар течет по
	трубам первого контура, находящимся внутри биологической защиты.
	Тепло первого контура передается второму контуру, в трубках которого
	также циркулирует вода - такие реакторы называют водо-водяными.
	Пар, образующийся во втором контуре, имеет более низкие параметры
	(давление и температуру), чем в первом контуре, но радиоактивность
	его невелика. Этот пар вращает турбину. В остальном принцип работы
	АЭУ подобен обычной паротурбинной установке.

	СЭУ
•	Сам реактор и биологическая защита имеют большую массу (при
	умеренных габаритах), но зато расход топлива в АЭУ примерно в 2 000
	000 раз меньше, чем в обычных установках. При высокой мощности и
	значительной дальности плавания АЭУ может оказаться наиболее
	выгодной. В отечественном гражданском флоте АЭУ широко
	применяются на ледоколах, на отдельных судах ледового плавания. За
	рубежом также делались попытки использования АЭУ на гражданских
	судах, но они закончились неудачами. В военных флотах АЭУ
	применяются на подводных лодках (например, США отказались от
	строительства дизель-электрических лодок), авианосцах и некоторых
	других крупных надводных кораблях, позволяя длительное время
	плавать с большими скоростями.