民用船舶动力装置技术特点及选型过程研究(3)

所以，燃气轮机在近几十年来国内外生产的舰船中依然有所应用，但一般民用船很少以其作为动力装置。燃气轮机的发展趋势主要如下：一是进一步提高燃气温度，持续提供单机功率；二是采用先进的叶片冷却技术，以提高机组的使用寿命；三是能使用多种燃油，以降低燃料成本。

4 核动力装置

船用核动力装置与陆用核动力装置有着密切的关系，核动力装置的主要技术优势是：一是已探明的核资源蕴藏量丰富，比传统化石燃料的总能量高出成千上万倍。二是1 kg 油的热值约1 万kcal，而1 kg 铀235 的热值为172 亿kcal。以此可显著提升船舶的续航力，其所携带燃料的重量甚至可忽略不计，相应增加了船舶的载货量。三是无需空气参与助燃，对发展水下运输船舶极为有利。

目前一些先进工业国，核发电成本已低于火力电站，甚至低于一半，而核动力舰艇上的使用经验，也在逐日积累之中。据国外研究，8 万马力以上核动力的民用船舶，其总的营运经济性较其他型式的动力装置更好。所以核动力在大功率的民用船舶上，今后会有广阔的前景。但目前世界上的核动力船舶至今数量依然不多，主要原因是安全技术尚未完善。核装置必须能在各种风浪摇摆情况下安全运行，其各种操作程序，能为船舶所经过的港口和国家所允许和接受[16]。

核动力船舶要能在可能遇到的各种事故情况下（如恶劣天气、搁浅、碰撞、失火、爆炸、进水、沉没等），都能保护主推进系统的主要设备，保持原状不变，不致造成核污染的危险。由于其经济性较差，且热效率不高，如一艘3 万马力的油船，其装置的总热效率计为27.3%。核动力装置自重较大，每马力重120～150 kg，造价比一般船贵一倍左右。同样一艘2万马力的装置，核动力装置每马力约为850 美元，普通船舶约为450 美元，因此目前核动力船舶仍处于摸索研究试验阶段。

5 主机选型的原则

5.1 主机选型在船型论证中的地位

主机的选型过程在船型论证中占有重要地位。主机被称为船舶的心脏，其各项指标对于全船的技术经济性能有着重大影响，例如主机功率的大小与船舶航速存在直接关系。主辅机设备的尺度、重量，与全船的布置及重量密切相关，机电设备的造价可占全船造价的20%～40%。动力装置的可靠性与使用寿命，对船舶折旧费与修理费同样有着重大影响，动力装置的燃料机油费用，占船舶营运费用的20%～30%（远洋运输船舶）；机电设备实现自动化是提高船员劳动生产率、降低船员工劳资费用的关键。以上都表明了主机的选型在船型论证中的重要性。

机型选择有着较高重要性，在船型论证过程中曾产生过是用船配机，还是用机配船的问题。我国造船业正处于高速发展过程中，船用主辅机的品种少、缺档大，因此在以往船型论证中根据一定的船型选出来的机型，往往是我国造机工业的空白。因此现阶段针对现有机型来配船更为现实。

船是为国民经济服务的运输工具，它主要受运输对象（货物批量等）、运输条件（港口水深、航道尺度）等因素的制约，而不应受到船用设备的限制。在船与机的关系上，通常应为机配船，而不能是船配机。只能是机服从船的需要，而不能是船受机的限制。对我国某些船用主辅机的缺档问题，应该迅速组织力量，填平补齐，而不应削足适履，以船配机。

5.2 主机选型的原则

5.2.1 从船的全局出发进行论证

在船型论证中，一般不会单独进行针对动力装置的论证，有关主机选型的工作要配合船型一起进行比较分析，从全船的角度来考核主机，以便全面地反映其优势及劣势。例如中速机重量轻、造价低，但是其使用年限短、油费高，可谓优势与劣势并存。其具体优劣要从船的全局出发来进行论证。

如果船型方案较多，每个方案再配上一定数量的机型方案，那么在论证过程中就会面临非常多的方案。通过电子计算机来开展大量重复性的计算工作，针对方案选优的工作也规定其限制条件，由计算机来进行。设计人员所需要做的主要是对选出来的少量方案进行最后的分析及比较。早期方法则是先选出较好的船型方案，再配上若干机型方案以进行分析比较。

5.2.2 指标体系的主次，要服从船的主要矛盾

在船型论证过程中，相关指标体系的主次关系，并非一成不变的，应服从于船型的重要指标与次要指标间的关系。例如，动力装置尺度的指标，在滚装船上尤其重要，这是因为滚装船要求完整和连续的主甲板面积与尽可能大的载货容积，对机舱高度与长度有严格的限制，而在超大型船上（油船、散货船、兼用船等），因为船舶尺度大、机舱较为宽敞，动力装置的尺度则相应成为了次要指标。

文章来源：《内燃机工程》 网址: http://www.nrjgczz.cn/qikandaodu/2021/0522/838.html