Abstrak: Mesin sing digunakake kanggo propulsi kapal diarani mesin propulsi utama (uga dikenal minangka "mesin utama"), sing nduweni peran penting ing kinerja kabeh pembangkit listrik laut. Jinis pembangkit listrik tenaga laut biasane dipérang miturut mesin utama sing béda. Mesin utama kapal modern utamane kalebu mesin diesel, turbin uap, turbin gas lan pembangkit listrik tenaga nuklir. Saiki, umume kapal sipil lan sawetara kapal militer medium lan cilik nggunakake mesin diesel; kapal gedhe lan medium biasane nggunakake turbin uap utawa turbin gas; pembangkit listrik gabungan bisa nyukupi kabutuhan kapal permukaan ing kahanan pandhu arah sing beda; pembangkit listrik tenaga nuklir Ngartekno bisa nambah toleransi lan swasembada kapal, nanging padha kudu nggunakake piranti shielding, abot lan struktur Komplek. Padha cocok kanggo operator pesawat gedhe, kapal selam gedhe lan medium-ukuran, icebreakers lan sawetara kapal sipil gedhe. Kapal selam medium lan cilik bisa nggunakake mesin diesel kanggo nyopir generator kanggo ngasilake listrik lan nyopir kapal selam maju kanthi propulsi listrik. Kanthi nyinaoni pembangkit listrik segara, mbantu cepet ngerti jinis, struktur, karakteristik teknis, panggunaan lan cara manajemen, saengga bisa nambah efek aplikasi nyata sajrone navigasi kapal lan ningkatake kinerja daya sakabèhé kapal.
Tembung kunci: mesin diesel; turbin gas; turbin uap; unit daya gabungan; daya nuklir; operator pesawat; propulsi listrik

Ing awal abad kaping 19, mesin uap kasil digunakake ing kapal daratan "Clermont" minangka daya propulsi utama kanggo kabeh kapal, sing menehi tandha pambentukan konsep "unit daya" kanggo kapal. Makna asli unit daya nuduhake seperangkat mesin, peralatan lan sistem sing ngganti tenaga manungsa utawa tenaga angin kanggo nyedhiyakake daya propulsi kanggo macem-macem kapal. Sajrone pirang-pirang taun, kanthi pangembangan terus-terusan lan optimalisasi teknologi kapal, kinerja unit daya sing gegandhengan uga saya tambah apik.

1 Ringkesan unit daya laut
Ing unit daya laut, mesin sing nyedhiyakake sumber daya kanggo kapal kanggo berlayar diarani mesin propulsi utama, uga dikenal minangka mesin utama kapal. Mesin utama ngowahi energi panas saka macem-macem sumber menyang karya mekanik, saéngga nyedhiyakake energi sing dibutuhake kanggo navigasi kanggo macem-macem kapal. Unit daya dipérang dadi sawetara kategori miturut jinis tartamtu, utamané kalebu mesin diesel, turbin uap, turbin gas, unit daya gabungan, lan unit daya nuklir.

Mesin utama kapal kudu ngupayakake aman lan dipercaya, nduweni vitalitas sing cukup, gampang digunakake, fleksibel, bobot entheng, ukuran cilik, biaya murah, konsumsi bahan bakar murah, gampang perawatan lan umur dawa, duwe kemampuan mundur, lan bisa mbukak stably ing kacepetan kurang utawa kacepetan njelajah, supaya minangka kanggo mesthekake yen macem-macem pagelaran kapal wis maksimal. Pentinge relatif saka ciri iki beda-beda gumantung karo tugas beda saka kapal, lan linuwih paling penting.

Kaya kasebut ing ndhuwur, mesin utama kapal minangka peralatan inti ing pembangkit listrik. Pamilihan jinis mesin utama nemtokake komposisi struktural lan karakteristik kinerja kabeh tanduran tenaga laut ing umum. Mulane, klasifikasi pembangkit listrik tenaga laut biasane adhedhasar jinis mesin utama. Kondisi apa engine utama langsung mengaruhi pandhu arah normal lan safety saka kabeh kapal, lan manungsa waé khusus kudu mbayar nalika milih, ngrancang lan Manufaktur.

2 Karakteristik teknis lan ringkesan pangembangan mesin diesel laut

2.1 Ringkesan mesin diesel laut

Mesin diesel minangka jinis umum mesin pembakaran internal. Amarga ora perlu dilengkapi peralatan liyane kayata boiler, redundansi sistem dikurangi. Saiki digunakake ing macem-macem jinis kapal. Nanging, amarga gerakan bola-bali mesin diesel, nyandhang, geter lan swara relatif gedhe. Utamane, paningkatan tenaga mesin diesel diwatesi dening peralatan pangolahan, teknologi, bahan, volume lan bobot, saengga luwih angel nambah daya mesin siji.

Ing antarane mesin diesel, mesin diesel kacepetan kurang nduweni tingkat konsumsi bahan bakar paling murah lan bisa ngobong diesel abot, mula biaya bahan bakar luwih murah. Amarga kacepetan kurang lan nyandhang cilik mesin diesel kacepetan kurang, urip layanan dawa lan biaya pangopènan kurang. Nanging, bobot lan ukuran mesin diesel-kacepetan kurang gedhe, lan padha Occupy liyane papan kabin lan pamindahan, kang kerugian. Mesin jinis iki umume digunakake minangka mesin utama kapal gedhe.

Mesin diesel kanthi kacepetan dhuwur bobot entheng lan ukurane cilik, lan ngenggoni ruang kabin lan pamindahan sing kurang. Nanging, mesin diesel kanthi kacepetan dhuwur nduweni tingkat konsumsi bahan bakar sing dhuwur lan kudu nggunakake diesel cahya sing berkualitas, mula biaya bahan bakar luwih dhuwur. Ing wektu sing padha, amarga mesin diesel kanthi kacepetan dhuwur, mesin kasebut luwih akeh, umur layanan cendhak, biaya pangopènan dhuwur, lan swara uga dhuwur. Mesin jinis iki umume digunakake minangka mesin utama kapal cilik utawa mesin bantu kapal gedhe lan medium. Kinerja mesin diesel kacepetan medium ana ing antarane loro ing ndhuwur, lan umume digunakake ing kapal ukuran medium. Nanging, ing taun-taun pungkasan, amarga mesin diesel medium-kacepetan uga bisa ngobong lenga abot, lan tingkat konsumsi bahan bakar cedhak karo mesin diesel-kacepetan kurang, karo pangembangan teknologi gearbox abang, sawetara medium-kacepetan dhuwur-daya diesel. mesin uga wis digunakake ing kapal gedhe.

2.2 Fitur teknis utama mesin diesel laut

Umumé, kaluwihan teknis mesin diesel utamane ing aspek ing ngisor iki.

1) Ekonomi apik. Mesin Diesel nduweni ekonomi dhuwur ing macem-macem kondisi operasi. Ing wektu sing padha, mesin diesel-kacepetan rendah uga bisa ngobong lenga abot, sing nyuda biaya bahan bakar. Tingkat konsumsi bahan bakar mesin utama kapal minangka faktor penting kanggo nemtokake efisiensi ekonomi operasi kapal. Ing kahanan energi saiki, ekonomi dhuwur saka mesin diesel njamin prospek aplikasi apik.

2) Wide daya sawetara. Daya lan kacepetan jangkoan mesin diesel laut amba, lan akeh model bisa kasedhiya kanggo macem-macem jinis kapal kanggo milih saka. Mesin diesel kacepetan rendah minangka model paling kuat ing antarane mesin diesel. Pangembangan teknologi kasebut minangka perwakilan. Efisiensi ekonomi, linuwih, lan kemampuan maneuver saya tambah akeh ing taun-taun pungkasan.

3) Maneuverability apik. Mesin diesel diwiwiti kanthi cepet, gampang dioperasi, lan duwe reversing sensitif. Karya pra-wiwitan bisa rampung ing udakara 10 menit. Wektu transisi saka wiwitan kadhemen nganti operasi mbukak mesin utama umume ora luwih saka 10 menit, lan ora luwih saka 3 nganti 4 menit ing kahanan darurat. Pembalikan mesin utama umume bisa rampung sajrone sawetara detik. Maneuverability saka engine utama minangka indikator kinerja technical penting, kang utamané penting kanggo kapal lumahing. Bakal langsung mengaruhi kemampuan respon lengkap lan kinerja teknis kabeh kapal. Ing jaman saiki, senjata kinerja dhuwur sing diwakili dening misil wis dikembangake kanthi lengkap lan dadi ancaman utama kanggo kapal permukaan. Mulane, nyepetake wektu persiapan, kanthi cepet melu pertempuran, lan ninggalake zona bebaya ing wektu sing penting banget kanggo kapal permukaan.

4) Konsumsi hawa sing sithik, papan cilik sing dikuwasani dening saluran inlet lan exhaust, luwih gampang diatur, lan kemampuan kerja mandiri sing luwih apik lan resistensi dampak.

5) Mesin diesel kacepetan rendah bisa langsung nyopir baling-baling, lan kanthi nggunakake kacepetan sing luwih murah, cavitation saka baling-baling bisa nyingkiri, saéngga ningkatake efisiensi propulsi baling-baling. Fitur iki ora mung nambah efisiensi konversi energi sakabèhé, nanging uga ora mbutuhake piranti pangurangan, nyederhanakake peralatan transmisi, lan ngirit investasi konstruksi lan biaya pangopènan nalika nggawe kapal.

6) Daya adaptasi lingkungan sing kuwat. Mesin diesel bisa terus kerja ing pengaruh tekanan dhuwur sing terus-terusan fluktuasi lan vakum gedhe, lan atenuasi daya ora signifikan. Kajaba iku, mesin diesel uga bisa digawe dadi unit magnetik kurang kanggo nyukupi syarat khusus kapal permukaan kayata kapal sapu ranjau.

7) Mesin diesel medium lan cilik bobot entheng, ngenggoni papan sing luwih sithik, lan peralatan tambahan luwih sithik. Salah sawijining syarat teknis utama kanggo unit tenaga laut yaiku entheng kanggo nyuda pamindahan sing dikuwasani unit daya, sing bisa nambah beban net kapal utawa nambah kacepetan lan daya tahan kapal. Kanggo kapal medium lan cilik, ruang kamar mesin relatif sempit. Saliyane mbutuhake unit daya supaya bobote entheng, uga kudu kompak kanthi ukuran lan volume cilik. Bobot lan volume saka unit daya dhewe gumantung ing ombone gedhe ing engine utama lan peralatan tambahan sing dibutuhake. Kanthi pangembangan teknologi tekanan dhuwur, daya mesin diesel saya tambah akeh, nalika bobot lan ukuran mesin diesel ora owah akeh, lan bobot unit mesin diesel supercharged wis suda. Mesin diesel ora perlu dilengkapi peralatan tambahan gedhe, lan peralatan tambahan sing dibutuhake uga kurang. Kaluwihan saka mesin diesel medium lan dhuwur-kacepetan ing babagan iki utamané penting. Iki uga minangka alesan penting kenapa kapal medium lan cilik umume nggunakake mesin diesel.

Saiki, cacat teknis mesin diesel utamane ing aspek ing ngisor iki.

1) Daya tunggal mesin diesel medium lan dhuwur-kacepetan relatif cilik.

2) Senajan daya mesin diesel kacepetan kurang relatif gedhe, minangka daya saka kabèh mesin mundhak, volume lan bobot saka unit jinis iki bakal nambah kanthi cepet ing rasio tartamtu. Mulane, bakal ana kangelan tartamtu ing ngrancang lan Manufaktur mesin diesel-kacepetan kurang karo daya sing luwih dhuwur, lan salaras, syarat sing luwih dhuwur sing sijine nerusake kanggo Processing, Déwan lan transportasi bagean. Ing proses nyuda beban mekanik lan termal saka bahan unit, kesulitan tartamtu uga bakal ditemoni. Dhuwur unit kasebut uga mbatesi aplikasi ing kapal permukaan gedhe kayata operator pesawat.

3) Ora kaya mesin puteran kayata turbin uap lan turbin gas, piston lan bagean mesin diesel liyane terus bolak-balik tinimbang mung muter, mula pasukan gangguan periodik bakal diasilake. Mulane, mesin diesel ora mung duwe geter gedhe lan gangguan, nanging uga gesekan serius lan nyandhang saka bagean, lan wis kuwat kurang-frekuensi line spektrum swara geter, kang banget unfavorable kanggo siluman lan anti-siluman saka kapal lumahing.

4) Kacepetan stabil minimal mesin diesel dhuwur, nyebabake area kerja stabil sing relatif cilik saka unit kasebut.

2.3 Ringkesan pangembangan teknis mesin diesel laut

Kaya sing diterangake ing 2.2 artikel iki, kaluwihan penting mesin diesel yaiku efisiensi termal sing dhuwur, tingkat konsumsi bahan bakar sing sithik, ekonomi sakabèhé sing apik, sawetara daya sing gedhé, aplikasi sing wiyar, kurang peralatan tambahan lan bobot total sing entheng. Cacat utama mesin diesel yaiku gangguan, getaran lan kerugian gesekan gedhe. Kapal sipil gedhe biasane nggunakake mesin diesel kacepetan rendah minangka mesin utama. Mesin jinis iki nduweni linuwih dhuwur, biaya pangopènan sing murah, lan bisa langsung nyopir baling-baling. Kapal militer medium lan cilik biasane nggunakake mesin diesel kacepetan medium lan dhuwur minangka mesin utama kanggo nyuda ukuran lan bobot unit kasebut.

Ing taun-taun pungkasan, kanthi nambah tonase kapal, kanggo nambah tenaga mesin diesel, mesin diesel kacepetan kurang berkembang ing arah nambah diameter silinder lan nambah supercharging, sing bisa nyukupi syarat propulsi kapal daya dhuwur. lan bisa drive baling-baling liwat piranti abang kacepetan. Utamane ing macem-macem jinis kapal darat, mesin diesel duweni kauntungan mutlak lan meh dadi siji-sijine jinis tenaga.

Ing taun-taun pungkasan, carane ngirit energi wis dadi topik riset utama ing omah lan ing luar negeri. Saiki, riset sing relevan ditindakake kanggo nggayuh efisiensi termal mesin diesel laut sing luwih dhuwur. Saliyane ningkatake sistem pembakaran, sistem injeksi, lan sistem supercharging, lan nyuda kerugian gesekan lan kebocoran udara, riset uga ditindakake kanggo nyuda kerugian pendinginan, kayata nggunakake energi gas exhaust lan nginstal turbin daya sawise turbocharger gas exhaust kanggo nggunakake energi saka gas exhaust. Ing sapunika taksih kathah karya riset lan pengembangan ingkang badhe dipuntindakaken babagan mesin diesel laut.

Ing taun-taun pungkasan, teknologi mesin diesel laut wis dikembangake kanthi cepet, utamane ing aspek ing ngisor iki.

1) Mesin diesel daya dhuwur umume nggunakake teknologi supercharging dhuwur, lan mboko sithik nambah kinerja unit ing kahanan kerja sing sithik.

2) Ngadopsi desain modular lan teknologi manufaktur sing bisa dipercaya.

3) Mesin diesel medium lan kacepetan kurang nggunakake teknologi sing gegandhengan kanggo ngobong lenga abot.

4) Nganggo teknologi kontrol elektronik "cerdas" lan teknologi sistem bahan bakar common rail tekanan dhuwur, uga teknologi kurang emisi lan teknologi liyane sing gegandhengan.

Ing jaman biyen ing wektu sing suwe, kapal sipil kanthi macem-macem tujuan umume nggunakake mesin diesel minangka unit tenaga, dene kapal gedhe biasane nggunakake turbin uap. Ing taun-taun pungkasan, kanthi paningkatan teknologi pembakaran lenga abot mesin diesel, kekuwatan mesin diesel kanthi kacepetan kurang saya tambah apik. Malah ing kapal gedhe, mesin diesel duwe kecenderungan kanggo ngganti turbin uap kanthi bertahap. Ing kapal darat, amarga watesan kondisi obyektif kayata kedalaman saluran lan tonase kapal, umume kapal darat nggunakake mesin diesel kacepetan medium lan dhuwur minangka mesin utama.

3 Karakteristik teknis lan ringkesan pangembangan turbin uap laut

3.1 Ringkesan turbin uap laut

Turbin uap minangka jinis mesin turbin termal sing nggunakake ekspansi uap kanggo ngowahi energi termal dadi energi mekanik. Antarane, boiler, badan turbin uap, kondensor lan pompa feed minangka peralatan sing penting.

Kaya mesin uap, turbin uap minangka piranti listrik sing ngowahi energi termal uap dadi karya mekanik. Bentenipun ing antarane loro yaiku ing turbin uap, energi termal uap diowahi dadi energi kinetik uap, lan bagean energi kinetik iki banjur diowahi dadi karya mekanik lan dikirim menyang poros turbin. Ing babagan proses kerjane, uap tekanan dhuwur saka boiler mlebu ing nozzle tetep, lan uap ngembang ing nozzle. Nalika ngembangake, tekanan uap mudhun, lan tingkat aliran uap mundhak. Aliran uap kanthi kacepetan dhuwur nyebabake lading sing dipasang ing pelari, nyebabake pelari bisa muter.

3.2 Fitur teknis utama turbin uap laut

Umumé, turbin uap duwe kaluwihan teknis ing ngisor iki.

1) Minangka mesin termal kanthi daya siji-unit paling dhuwur, kanthi efektif bisa nyukupi syarat daya kapal permukaan gedhe.

2) Wis linuwih dhuwur lan umur layanan dawa, lan urip layanan efektif bisa tekan luwih saka 100,000 jam, lan operasi, pangopènan lan proses pangopènan relatif prasaja.

3) Unit kasebut nduweni getaran, gesekan lan gangguan sing sithik, sing bisa nyedhiyakake lingkungan sing luwih tenang lan nyaman kanggo personel kapal.

4) Nduwe daya adaptasi bahan bakar sing kuwat lan bisa nggunakake bahan bakar sing luwih murah, sing bisa nambah kinerja ekonomi.

Nanging ing wektu sing padha, turbin uap uga duwe kekurangan ing ngisor iki.

1) Proses konversi energi punika rumit lan ekonomi miskin. Ing proses transfer energi, energi panas bakal ilang ing boiler, pipa, klep, pompa lan peralatan liyane, utamane ing kondensor, saengga efisiensi termal unit kasebut relatif kurang. Kanggo turbin uap sing nganggo siklus sing prasaja, ekonomine kurang, ora kaya mesin diesel utawa turbin gas. Alesan utama yaiku suhu awal cairan kerja kurang, lan akeh energi panas bakal dijupuk dening banyu pendinginan kondensor, saengga efisiensi siklus luwih murah tinimbang rong jinis mesin utama liyane. .

2) Komposisi sistem kompleks. Turbin uap nggunakake uap minangka cairan kerja, lan kudu dilengkapi boiler, kondensor, pompa, lan piranti tambahan liyane, utawa dilengkapi reaktor nuklir lan sistem sing gegandhengan kanggo entuk uap suhu dhuwur. Mulane, indeks bobot turbin uap luwih gedhe tinimbang mesin diesel kecepatan menengah, mesin diesel kecepatan tinggi lan turbin gas. Lan kena pengaruh proses persiapan uap, kemampuan maneuver turbin uap uga ora apik kaya unit ing ndhuwur.

3) Amarga kacepetan dhuwur, turbin uap kudu dilengkapi piranti pangurangan, sing nambah bobot unit, nggawe komposisi sistem luwih rumit, nambah biaya desain lan manufaktur, lan nyuda linuwih sistem.

3.3 Ringkesan pangembangan teknis turbin uap laut

Wiwit turbin uap muter, padha bisa lancar, duwe geter kurang lan gangguan, lan gawé kurang gesekan lan nyandhang, lan duwe umur layanan dawa, dadi utamané cocok kanggo kapal penumpang. Turbin uap gampang dijaga lan nduweni linuwih dhuwur. Padha bisa operate ing kondisi mbukak lengkap kanggo dangu, duwe kapasitas kakehan kuwat, lan luwih lingkungan adaptasi. Turbin uap nduweni daya dhuwur, bisa ngobong lenga abot utawa gas alam cair, lan luwih cilik tinimbang mesin uap saka segi bobot lan volume. Nanging, proses konversi energi turbin uap luwih rumit, kanthi efisiensi termal sing sithik, tingkat konsumsi bahan bakar sing dhuwur, lan ekonomi sing ora apik. Saiki, umume digunakake ing kapal tanker minyak, kapal kontainer, lan kapal gas alam cair.

Wiwit turbin uap mung bisa muter ing siji arah. Kanggo entuk daya kanggo rotasi mbalikke, tataran mbalikke biasane dipasang ing poros silinder tekanan rendah turbin uap maju. Ing tataran mbalikke biasane wis ora luwih saka telung larik agul-agul puteran, utawa mung loro larik, lan daya iku njedulake kira 40% saka daya maju. Sajrone operasi normal saka turbin uap, tataran mbalikke ing negara mbalikke, supaya umume dipasang ing mburi kurang-tekanan saka turbin uap-tekanan kurang. Kapadhetan uap saka bagean iki kurang, mula mundhut resistensi gas sing diasilake dening turbin uap mbalikke uga kurang.

Ing taun 1896, Inggris kasil nggunakake turbin uap minangka mesin utama kapal, lan kacepetan nyoba bisa tekan 34.5 kn (knots). Wiwit iku, turbin uap wis akeh digunakake ing kapal daya dhuwur. Turbin uap awal digunakake langsung kanggo nyopir baling-baling, lan ora ana gear reduksi sing digunakake. Supaya baling-baling bisa mlaku kanthi kacepetan sing becik, gear pangurangan ditambahake ing turbin uap supaya turbin uap lan baling-baling bisa mlaku kanthi kecepatan optimal. Ing taun 1916, meh kabeh turbin uap laut nggunakake gear reduksi, lan rasio reduksi tambah saka awal 1:20 dadi luwih saka 1:80. Sawise nggunakake piranti pangurangan, turbin uap bisa mlaku kanthi kacepetan sing luwih dhuwur, efisiensi saya tambah akeh, ukuran awak mesin dikurangi, kabeh piranti luwih kompak, bobot total saya suda, lan efisiensi kerja. saka baling-baling wis apik banget, nggawe turbin uap piranti daya dhuwur daya laut becik. Akeh kapal penumpang gedhe, supertanker lan kapal kontainer kanthi kacepetan dhuwur nggunakake turbin uap.

Kanggo wektu sing suwe, amarga keuntungan sing signifikan ing daya output, turbin uap duwe prospek aplikasi tartamtu ing macem-macem kapal gedhe, utamane ing bidang kapal permukaan gedhe. Nanging, amarga wiwit pungkasan industri manufaktur turbin uap negaraku, proporsi kapal sing nggunakake turbin uap minangka mesin utama ora dhuwur. Kanthi dandan sistem industri galangan kapal ing negaraku, isih dikarepake bisa berkembang kanthi lengkap. Saiki, ana rong tren utama ing pangembangan turbin uap laut ing tahap iki: siji yaiku ningkatake efisiensi termal sistem, kanthi nambah paramèter awal uap lan ngadopsi siklus rumit, saéngga ningkatake efisiensi mesin utama. lan mesin tambahan; liyane yaiku nggunakake paramèter uap sing luwih murah lan nambah tingkat aliran uap, supaya awak turbin lan ketel bisa nganggo sistem struktur sing luwih prasaja, saéngga nyederhanakake proses manajemen lan nambah linuwih piranti kasebut.

4 Karakteristik teknis lan ringkesan pangembangan turbin gas laut

4.1 Ringkesan turbin gas laut

Wiwit dikenalake, turbin uap lan mesin diesel wis akeh digunakake. Kaya sing diterangake ing 2.2 lan 3.2 saka artikel iki, mesin diesel minangka jinis mesin pembakaran internal, ing ngendi bahan bakar diobong ing jero silinder, lan nduweni kaluwihan saka maneuverability sing apik; turbin uap iku jinis mesin turbin termal, lan kauntungan utama iku padha duwe daya siji-unit gedhe. Turbin gas nggabungake kaluwihan saka loro, lan minangka jinis mesin termal sing dikembangake sacara resmi ing pertengahan abad kaping-20 sawise loro kasebut.

Kaya turbin uap, turbin gas uga minangka jinis mesin turbin termal, utamane dumadi saka telung bagean: kompresor, ruang bakar lan turbin. Ing antarane, turbin utamane kalebu turbin supercharger lan turbin daya. Turbin supercharger punika coaxial karo kompresor, lan turbin daya drive baling-baling liwat sistem poros, kang biasane uga disebut turbin gas dual-poros. Kompresor, ruang bakar lan turbin supercharger bebarengan dadi generator gas.

4.2 Fitur teknis utama turbin gas laut

Sajrone proses pangembangan, turbin gas pisanan digunakake ing bidang propulsi penerbangan lan mesin piston sing diganti kanthi lengkap. Wiwit taun 1947, turbin gas uga wis digunakake ing bidang kapal permukaan, lan wis nggawe kemajuan gedhe ing dekade sabanjure. Padha mboko sithik dadi salah siji saka unit daya utama kapal lumahing lan wis Highly rego dening angkatan laut ing saindhenging donya. Kaluwihan teknis utamane kaya ing ngisor iki.

1) Kemampuan maneuver sing apik, kinerja wiwitan lan akselerasi sing apik. Turbin gas diwiwiti saka kahanan kadhemen lan mung butuh 2 nganti 3 menit kanggo nggayuh kondisi beban lengkap. Sawise mungsuh ditemokake, kapal bisa nanggapi kanthi cepet lan cepet melu pertempuran, ningkatake kemampuan maneuver pertempuran lan kanthi efektif nyepetake wektu persiapan. Kaluwihan ing ndhuwur iku penting banget kanggo kapal permukaan.

2) Turbin gas bobot entheng lan ukurane cilik, bisa digawe dadi awak kothak, lan nduweni daya siji unit sing dhuwur.

3) Ana sawetara aksesoris, lan akeh sing dipasang ing sasis, supaya unit kasebut nduweni vitalitas sing kuat.

4) Tingkat otomatisasi dhuwur, lan kurang staf dibutuhake.

5) Amplitudo geter unit cilik, sing bisa ningkatake lingkungan kerja personel kapal kanthi efektif.

6) Gampang kanggo ndandani, gampang ngatur, duwe beban kerja pangopènan cilik, lan gampang dikontrol kanthi otomatis.

Sanajan turbin gas duwe kaluwihan teknis sing luar biasa, dheweke uga duwe kekurangan ing ngisor iki.

1) Ekonomi turbin gas ora apik kaya mesin diesel, utamane nalika nyimpang saka kondisi operasi sing dirating, tingkat konsumsi bahan bakar turbin gas bakal mundhak kanthi cepet. Njupuk turbin gas WR-21 minangka conto, tingkat konsumsi bahan bakar ing kondisi sing dirating padha karo mesin diesel kacepetan dhuwur, nanging nalika operasi ing kahanan kurang beban, tingkat konsumsi bahan bakar saka jinis turbin gas bakal nambah. kanthi cepet. Amarga anane masalah ing ndhuwur, aplikasi turbin gas ing kapal sipil diwatesi.

2) Turbin gas ora bisa dibalik langsung, lan kudu dilengkapi piranti transmisi mbalikke utawa baling-baling sing bisa diatur, sing ndadekake struktur unit daya luwih rumit lan nambah biaya sistem.

3) Turbin gas nduweni area cross-sectional gedhe kanggo saluran inlet lan exhaust, sing mengaruhi tata letak sakabèhé dek lan ruang kabin kapal permukaan.

4) Suhu exhaust dhuwur lan radiasi panas kuwat, supaya karakteristik sinyal termal uga kuwat, kang mengaruhi concealment saka kapal kabeh.

5) Sensitif kanggo kahanan lingkungan kayata suhu, sing gampang mengaruhi efisiensi termal unit kasebut.

6) Urip unit cendhak. Wiwit ruang bakar lan bilah turbin turbin gas terus-terusan kerja ing kahanan suhu lan tekanan dhuwur. Ing wektu sing padha, udara segara sing dihirup dening turbin gas ngemot uyah tartamtu. Ing tumindak zat kayata sodium lan vanadium, bilah turbin lan muncung bisa corroded ing wektu cendhak. Sanajan bahan campuran bermutu tinggi biasane dipilih, umur layanan turbin gas laut isih cendhak.

4.3 Ringkesan pangembangan teknis turbin gas laut

Dibandhingake karo turbin uap, turbin gas ukurane cilik, bobot entheng, konsumsi bahan bakar sithik, apik ing wiwitan lan akselerasi, prasaja ing operasi lan pangopènan saben dina, lan trep kanggo kontrol terpusat remot. Dibandhingake karo mesin diesel, sanajan turbin gas nduweni efisiensi termal sing relatif kurang, padha nduweni daya sing luwih dhuwur saben unit, struktur sing luwih prasaja, bagian sing luwih sithik, bobote luwih entheng, ukuran sing luwih cilik, lan keandalan sing luwih apik. Mulane, wilayah aplikasi wis mboko sithik ditambahi ing taun anyar.

Ing taun-taun pungkasan, sawetara kapal sipil kacepetan dhuwur uga wiwit nggunakake turbin gas minangka tenaga propulsi utama. Kapal utama sawetara negara kabeh nggunakake turbin gas minangka daya propulsi. Kanthi tuwuhing panjaluk tenaga kapal, uga ana rencana nggunakake turbin gas minangka pembangkit listrik. Riset lan pangembangan turbin gas laut ing negaraku uga wis ngalami kemajuan sing signifikan lan duwe prospek pembangunan sing amba.

Ing tahap iki, rong jinis turbin gas utamane dikembangake: asale saka penerbangan lan industri. Jinis asale saka penerbangan nduweni karakteristik struktur sing prasaja, bobot entheng, lan kontrol sing gampang, nanging kudu nggunakake bahan bakar sing berkualitas tinggi. Turbin gas industri minangka model model liyane, sing umure luwih suwe lan bisa nggunakake lenga abot sing dirawat kanthi bener. Unit industri umume nggunakake regenerator. Pembakaran bahan bakar mbutuhake hawa sing akeh lan ngasilake gas buang sing akeh, sing ndadekake pasokan udara lan emisi gas buang dadi masalah penting.

Alasan liya kanggo pangembangan turbin gas laut kanthi cepet yaiku dheweke entuk warisan lan nggunakake dhasar teknis turbin gas penerbangan lan turbin gas industri sing wis ana. Utamane kanggo mantan, mesin penerbangan tansah dadi cikal bakal pangembangan teknologi turbin gas. Prinsip turbin gas wis dikenal wong kanggo dangu, nanging kanggo dangu, dibandhingake karo turbin uap, aplikasi turbin gas ing industri wis relatif alon. Cairan kerja turbin uap bisa ngembun dadi banyu, mula daya sing dikonsumsi dening pompa banyu feed ora gedhe. Nanging, cairan turbin gas sing digunakake yaiku hawa lan gas sing ora bisa ngembun dadi banyu, mula kompresor kudu nggunakake energi sing akeh kanggo entuk proses kompresi. Mulane, mung nalika suhu siklus, kompresor lan efisiensi turbin dhuwur, turbin gas bisa duwe efisiensi siklus dhuwur lan menehi daya migunani gedhe. Kesulitan teknis ing bahan suhu dhuwur, teknologi pendinginan blade, lan kinerja kompresor aerodinamis sing mbatesi pangembangan lan aplikasi turbin gas.

Dibandhingake karo turbin gas industri, turbin gas laut duwe syarat sing luwih ketat babagan bobot lan ukuran unit kasebut. Nanging, syarat iki relatif longgar dibandhingake karo turbin gas penerbangan. Kosok baline, fokus, utawa kontradiksi utama, desain aerodinamis turbin gas laut asring efisiensi komponen dhuwur lan karakteristik operasi variabel sing stabil. Ing wektu sing padha, kanggo nyepetake siklus pangembangan, perlu nyuda beban kerja debugging. Nalika ngrancang komponen utama turbin gas laut, perlu kanggo mbayar manungsa waé lengkap kanggo syarat teknologi diwasa, solusi stabil, struktur prasaja, lan manufaktur trep. Ora kaya turbin gas penerbangan, daya jelajah turbin gas laut luwih murah tinimbang daya maksimum. Sanajan kekhususan iki bisa ditanggulangi kanthi nggunakake unit tenaga gabungan saka unit jelajah lan unit akselerasi, nanging isih ngetrapake syarat tartamtu kanggo ekonomi turbin gas laut ing macem-macem kahanan beban.

Saiki, turbin gas sing asale saka penerbangan umume dadi unit daya kapal militer. Turbin gas industri luwih cocok kanggo kapal sipil, sing nduweni syarat sing luwih murah kanggo bobot lan ukuran unit daya. Yen kapal kudu mundur, baling-baling pitch variabel lan propulsi listrik bisa digunakake. Kajaba iku, turbin gas siklus tertutup nduweni efisiensi dhuwur, nanging isih ana ing tahap riset. Ing kapal, turbin gas asring digunakake karo unit daya gabungan.

Saiki, turbin gas laut tansah berkembang babagan nambah daya, ningkatake efisiensi, lan nyuda ukuran lan bobot. Arah pangembangan mangsa ngarep utamane kaya ing ngisor iki.

1) Terus ngembangake siklus prasaja kanthi paramèter wiwitan sing luwih dhuwur, terus-terusan nambah suhu awal gas, lan nambah rasio tekanan sing cocog, nalika nggunakake teknologi pendinginan sing luwih efisien. Kanthi ngadopsi teknologi cooling majeng, suhu awal gas bisa tambah kira-kira 25 ℃ rata-rata saben taun. Ing taun-taun pungkasan, bahan-bahan sing tahan panas uga terus dikembangake. Kanthi nggunakake bahan suhu dhuwur, suhu awal gas bisa ditambah kira-kira 10 ℃ rata-rata saben taun.

2) Terus ngembangake siklus kompleks lan nggunakake panas exhaust turbin gas kanggo nambah efisiensi sakabèhé unit. Kanggo tujuan iki, siklus pemulihan panas lan siklus gabungan gas-uap bisa digunakake.

3) Luwih nambah kinerja komponen utama turbin gas lan nambah efisiensi sakabèhé saka unit.

5 Perbandingan parameter teknis mesin utama laut

Daya output minangka faktor sing kudu difokusake kapal permukaan gedhe nalika milih mesin utama. Umumé, ana rong indikator utama sing nemtokake daya output nyata mesin termal: tingkat aliran cairan kerja lan penurunan entalpi spesifik saka cairan kerja saben tingkat aliran unit.

Ing premis ukuran unit sing padha, turbin gas luwih apik tinimbang mesin diesel ing babagan daya output. Alesan utama kanggo fenomena ing ndhuwur yaiku kesinambungan aliran fluida kerja saka turbin gas dhewe. Proses pembakaran ing jero turbin gas ana ing kahanan sing terus-terusan, nalika proses pembakaran ing njero mesin diesel ana intermiten. Kanggo ngindhari kegagalan suhu dhuwur lan fenomena liyane, suhu puncak cairan kerja ing turbin gas biasane luwih murah tinimbang mesin diesel. Kajaba iku, efek kompresi kompresor aksial sing digunakake ing turbin gas biasane ora apik kaya mekanisme piston mesin diesel. Mulane, ing babagan penurunan entalpi spesifik saka cairan kerja per unit laju aliran, turbin gas ora duwe kauntungan. Nanging, kaya sing kasebut ing ndhuwur, amarga cairan kerja ing turbin gas ana ing kahanan aliran sing terus-terusan lan ora ana fenomena throughput timbal balik, cairan kerja kasebut duwe kauntungan sing jelas babagan tingkat aliran. Umumé, miturut ukuran struktur lan bobot sing padha, daya output turbin gas biasane luwih dhuwur tinimbang mesin diesel.

Dibandhingake karo turbin uap, sing uga mesin turbin termal, cairan sing digunakake ing turbin gas uga ana ing aliran terus. Sanajan suhu cairan kerja ing turbin gas luwih dhuwur, tekanane luwih murah. Tekanan fluida kerja turbin gas biasane mung sawetara MPa, nanging tekanan uap saka turbin uap ultra-superkritis saiki bisa tekan 30 MPa, nyebabake penurunan entalpi spesifik turbin gas sing kasedhiya kira-kira 1/5. nganti 1/3 saka turbin uap. Umumé, turbin gas biasane luwih murah tinimbang turbin uap ing babagan daya output, nanging ngelingi kemampuan maneuver lan manajemen otomatis turbin gas sing dhuwur, dheweke isih duwe prospek aplikasi tartamtu ing bidang kapal permukaan gedhe. Adhedhasar ing ndhuwur, paramèter teknis sing cocog kanggo macem-macem mesin utama laut ditampilake ing Tabel 1.

6 Karakteristik teknis lan ringkesan pangembangan unit tenaga gabungan laut

6.1 Asal saka unit daya gabungan laut

Unit daya laut ndhuwur beda-beda ing daya, kacepetan, maneuverability, ekonomi, bobot lan ukuran. Kanggo kapal sipil, pertimbangan utama yaiku ekonomi, lan kekurangane mung bisa didandani kanthi langkah-langkah sing cocog. Kanggo kapal militer, efektifitas tempur minangka tujuan utama, lan luwih akeh perhatian dibayar kanggo ningkatake kekuwatan unit kanggo nambah kacepetan lan maneuverabilitas kapal kabeh.

Miturut statistik sing cocog (Tabel 2), sajrone pandhu arah, kapal lumahing ana ing kahanan jelajah (kacepetan sithik). Ing wektu iki, output daya saka unit daya biasane ora ngluwihi 25% saka total daya, supaya unit karo daya luwih murah, urip maneh lan tingkat konsumsi bahan bakar murah bisa dipilih kanggo operasi. Yen ana perang utawa latihan tempur sing nyata (wektu pelayaran kapal permukaan ing kahanan kaya ngono mung kira-kira 3% saka total wektu pelayaran), unit akselerasi liyane kanthi daya sing luwih dhuwur lan tingkat konsumsi bahan bakar sing luwih dhuwur bisa digunakake. Ing wektu sing padha, unit cruise lan unit akselerasi uga bisa dioperasikake bebarengan kanggo ngasilake daya sing luwih dhuwur lan nyukupi syarat kacepetan dhuwur. Piranti kasebut biasane disebut unit daya gabungan, sing bisa digunakake kanggo ngimbangi syarat ekonomi kapal permukaan ing kahanan jelajah lan syarat maneuverabilitas sing dhuwur sajrone pertempuran.

6.2 Ringkesan pangembangan unit daya gabungan lan jinis kombinasi

6.2.1 Ringkesan pangembangan unit daya gabungan

Nganti saiki, unit daya gabungan kanggo kapal permukaan wis dikembangake kanggo wektu sing suwe. Pengalaman sing relevan nuduhake yen saben jinis mesin termal anyar metu, unit daya gabungan anyar sing kasusun saka unit jinis iki lan mesin utama liyane sing wis ana bakal kerep katon. Ing panggunaan nyata, nalika kinerja teknis mesin termal anyar saya apik, siji jinis unit daya bakal entuk kauntungan lan ngganti unit tenaga gabungan sing sadurunge digunakake. Nganti mesin termal sing luwih maju katon, bakal digabungake karo mesin utama sing ana maneh kanggo ngasilake unit tenaga gabungan sing luwih anyar. Fenomena iki mbaleni dhewe tanpa wates.

Secara khusus, mesin uap minangka jinis mesin termal sing lair nalika Revolusi Industri lan nduwe peran penting ing sejarah manungsa. Ing pungkasan abad kaping 19, turbin uap muncul, yaiku jinis unit tenaga uap anyar. Unit daya gabungan paling wiwitan ing sajarah dumadi saka mesin uap lan turbin uap. Konsep desain saka unit daya gabungan iki kaya ing ngisor iki: Amarga watesan volume reresik lan stroke silinder mesin uap, uap suhu dhuwur ora bisa ditambahi kanthi lengkap ing silinder, mula turbin uap disusun ing mburi. mesin uap. Uap sing wis kerja ing mesin uap mlebu ing turbin uap kanggo nggedhekake maneh, saéngga mbalekake bagean saka energi uap. Kanthi cara iki, panggunaan energi kaskade bisa ditindakake, lan efisiensi daya lan termal unit kasebut kanthi efektif ditingkatake.

Nanging, kanthi perkembangan teknologi, mesin uap saya suwe saya mundur saka tahap sejarah, lan macem-macem kapal gedhe luwih cenderung nggunakake siji jinis mesin utama kayata turbin uap. Supaya bisa nerusake kaluwihan teknis turbin uap lan ngatasi kekurangane, saliyane kanggo terus-terusan ningkatake kinerja teknis awak turbin uap, uga bisa mbentuk unit tenaga gabungan karo jinis mesin termal liyane. Sawisé Perang Donya II, kanthi dandan bertahap saka teknologi turbin gas, kinerja daya banget uga wis kepincut manungsa waé nyebar, lan seri saka unit daya gabungan karo iku minangka unit akselerasi wis mboko sithik muncul.

Saiki, utamane ana jinis unit tenaga gabungan sing didominasi dening turbin gas.

1) Unit daya gabungan uap-pembakaran. Jinis pembangkit listrik gabungan iki nggunakake turbin uap cilik minangka piranti layaran lan turbin gas minangka piranti akselerasi. Dibandhingake karo pembangkit listrik turbin uap siji, pembangkit listrik gabungan iki wis apik banget saka segi ukuran, bobot, lan kinerja akselerasi wiwitan.

2) Pembangkit listrik gabungan bahan bakar. Pembangkit listrik gabungan bahan bakar dipérang dadi rong jinis: pembangkit listrik gabungan bahan bakar lan pembangkit listrik ganti bahan bakar. Unit pelayaran lan unit akselerasi piranti iki minangka turbin gas. Turbin gas pelayaran kanthi ekonomi bisa nyedhiyakake tenaga sing sithik sing dibutuhake kanggo lelayaran, lan beroperasi minangka unit akselerasi ing kahanan kacepetan dhuwur. Sistem iki nduweni kaluwihan saka operasi fleksibel, daya dhuwur, lan bobot entheng, nanging piranti larang, lan saluran intake lan exhaust manggoni papan gedhe ing dek, mengaruhi tata letak kabeh kapal.

3) Pembangkit listrik gabungan bahan bakar diesel. Jinis pembangkit listrik gabungan iki dipérang dadi rong jinis: pembangkit listrik gabungan bahan bakar diesel lan pembangkit listrik gantian bahan bakar diesel. Piranti iki nggunakake mesin diesel minangka unit cruise lan turbin gas minangka unit akselerasi. Mesin diesel digunakake kanggo njelajah lan mbalikke, lan turbin gas digunakake ing pandhu arah kacepetan dhuwur. Jinis unit daya gabungan nduweni kaluwihan saka konsumsi bahan bakar kurang, akselerasi apik lan linuwih apik.

6.2.2 Jinis kombinasi utama unit daya gabungan

Ngelingi kaluwihan teknis sing luar biasa saka turbin gas, unit tenaga gabungan sing kalebu ing ngisor iki ditampilake ing ngisor iki lan diringkes ing Tabel 3.

6.3 Fitur teknis utama unit daya gabungan

Umumé, unit daya gabungan nduweni fitur teknis ing ngisor iki.

1) Wiwit turbin gas sing luwih entheng lan luwih bisa maneuver digunakake minangka unit akselerasi, lan kanthi mangkono nyedhiyakake paling akeh (utawa kabeh) daya ing kahanan beban dhuwur, bobot total unit daya kabeh kapal bisa dikurangi. .

2) Wiwit unit jelajah sing luwih efisien lan ekonomi digunakake, daya tahan kapal permukaan bisa saya tambah akeh.

3) Wiwit rong jinis unit independen digunakake, linuwih saka unit daya wis apik.

4) Kanggo nyadari proses mbalikke kapal permukaan, unit daya gabungan luwih cocok kanggo cocog karo sistem sing gegandhengan kayata baling-baling pitch, reducer, lan propulsi listrik. Ing wektu iki, sembarang engine utama bisa independen drive baling-baling. Nanging, kudu dicathet yen yen mesin utama sing bisa nggayuh rotasi mundur (kayata mesin diesel kecepatan rendah lan turbin mbalikke sing kasebut ing 3.3 artikel iki) digunakake, mula asring nyebabake daya transmisi sing ora cocog utawa liyane. masalah teknis luwih rumit, saéngga nyuda linuwih sistem.

6.4 Tren pangembangan sakabèhé saka unit daya gabungan

Kaya sing kasebut ing ndhuwur, amarga karakteristik kinerja sing beda-beda lan aplikasi saka sawetara jinis mesin termal, ora bisa nggawe mesin utama sing gegandhengan dadi unit daya gabungan sing becik kanthi mung nggabungake kanthi pasangan.

Kanggo unit daya gabungan saiki, turbin gas biasane digunakake minangka unit akselerasi. Njupuk unit daya gabungan tipe COGOG minangka conto, unit pelayaran biasane nggunakake turbin gas abot kanthi bobot unit luwih gedhe, daya luwih cilik, tingkat konsumsi bahan bakar luwih murah lan umure luwih dawa, dene unit akselerasi biasane nggunakake turbin gas entheng kanthi daya luwih gedhe. , tingkat konsumsi bahan bakar sing luwih dhuwur lan umur luwih cendhek.

Conto liyane yaiku unit daya gabungan jinis COSAG sing kasebut ing ndhuwur. Kanthi paningkatan tenaga mesin diesel lan peningkatan efisiensi turbin gas ing taun-taun pungkasan, uga efek panggunaan nyata lan linuwih turbin uap mbalikke ing negara gabungan unit kasebut, penting kanggo nambah. Mulane, unit daya gabungan tipe COSAG diganti kanthi bertahap dening unit daya gabungan tipe CODOG lan unit daya gabungan tipe CODAG.

7 Karakteristik teknis lan jinis spesifik unit tenaga nuklir laut

7.1 Ringkesan unit tenaga nuklir laut

Bagean utama unit tenaga nuklir yaiku reaktor atom, sing padha karo tungku lan ruang pembakaran ketel. Unit tenaga nuklir umume nggunakake 235U minangka bahan bakar nuklir reaktor. Kapal perang bertenaga nuklir biasane nggunakake bahan bakar nuklir konsentrasi dhuwur kanthi konsentrasi luwih saka 20% nganti 40% kanggo nyuda ukuran lan bobot piranti kasebut. Kapal dagang bertenaga nuklir, saka sudut pandang ekonomi, umume nggunakake bahan bakar nuklir konsentrasi rendah kanthi konsentrasi kurang saka 5%. Pembangkit listrik tenaga nuklir bisa ningkatake daya tahan mesin utama kapal, lan ora perlu nghirup udara lan ngeculake gas buang, sing penting banget kanggo kapal selam. Mulane, pembangkit listrik tenaga nuklir pisanan digunakake ing kapal selam. Pembangkit listrik tenaga nuklir uga duwe prospek aplikasi sing apik ing kapal gedhe kayata kapal induk lan kapal penjelajah. Amarga karusakan saka zat radioaktif ing kapal bertenaga nuklir menyang awak manungsa lan polusi banyu pelabuhan, lapisan protèktif timbal sing gedhe lan langkah-langkah perlindungan safety sing lengkap kudu digunakake, sing larang lan teknologi tes lan manajemen kompleks. Sanajan uga digunakake ing kapal sipil, nanging durung akeh promosi lan isih ana ing tahap pangembangan.

7.2 Fitur teknis utama pembangkit listrik tenaga nuklir laut

Aplikasi skala gedhe saka reaktor nuklir wis mbukak prospek sing amba kanggo pangembangan pembangkit listrik tenaga laut, lan keuntungan teknis utamane kaya ing ngisor iki.

1) A jumlah cilik saka bahan bakar nuklir bisa digunakake kanggo njupuk energi ageng. Kapal sing nggunakake pembangkit listrik tenaga nuklir bisa lelungan kanthi jarak sing adoh banget kanthi kacepetan dhuwur. Contone, pembangkit listrik tenaga nuklir kanthi daya sekitar 11,040 kW (15,000 PS) mung ngonsumsi 15 nganti 18 g bahan bakar nuklir sajrone sedina lan wengi. Kapal selam nuklir pisanan ing Amerika Serikat, Nautilus, bisa lelayaran ing saindhenging donya ing jero banyu tanpa ngisi bahan bakar. Kapal pemecah es bertenaga nuklir Soviet Lenin bisa terus berlayar nganti setahun tanpa ngisi bahan bakar. Sawise nggunakake pembangkit listrik tenaga nuklir, daya tahan kapal permukaan saya tambah apik, lan papan sing disimpen bisa digunakake kanggo nggawa senjata lan peralatan liyane, nambah kemampuan tempur kabeh kapal.

2) Ora ana konsumsi udara. Proses reaksi nuklir ora mbutuhake partisipasi hawa. Fitur iki ora bisa ditandingi karo jinis pembangkit listrik liyane, utamane kanggo kapal selam. Kanthi nggunakake pembangkit listrik tenaga nuklir, efektifitas pertempuran kapal selam bisa saya tambah akeh, lan bisa didhelikake ing segara jero nganti suwe, dadi angel ditemokake dening mungsuh. Karakteristik pembangkit listrik tenaga nuklir sing ora ngonsumsi hawa uga duwe kaluwihan tartamtu kanggo kapal permukaan, amarga ora perlu nyiyapake saluran asupan udara lan saluran pembuangan, lan ora ana kumelun suhu dhuwur, sing bisa nambah ndhelikake. Ing perang nuklir, risiko nghirup asap radioaktif saka asupan udara uga suda, saéngga gampang kanggo nindakake proteksi nuklir.

Nanging ing wektu sing padha, pembangkit listrik tenaga nuklir uga duwe kekurangan tartamtu, utamane kaya ing ngisor iki.

1) Bobot lan ukuran gedhe. Wiwit proses reaksi nuklir bakal ngeculake akeh zat radioaktif, sing bakal nyebabake karusakan serius kanggo awak manungsa lan nyebabake polusi tartamtu ing segara, perairan lepas pantai lan dermaga, perlu kanggo nyetel alangan sing bobote atusan ton utawa malah. ewu ton kanggo nyegah uwal saka zat radioaktif, kang ndadekake ukuran lan bobot saka kabeh pembangkit listrik luwih gedhe.

2) Pembangkit listrik tenaga nuklir larang regane lan teknologi operasi lan manajemen rumit, sing bisa mbatesi promosi skala gedhe.

Kanggo alasan ing ndhuwur, pembangkit listrik tenaga nuklir utamane digunakake kanggo kapal permukaan gedhe lan kapal selam, lan pangembangane ing bidang kapal sipil relatif alon.

7.3 Jinis spesifik reaktor nuklir laut
Kanggo njamin safety personel onboard, kapal bertenaga nuklir biasane duwe syarat proteksi radioaktivitas sing luwih ketat tinimbang pembangkit listrik tenaga nuklir adhedhasar darat. Kapal lumahing bisa nemoni tabrakan, grounding, kebakaran lan bledosan sajrone pandhu arah, utawa bisa dicemplungake kanthi serangan ora sengaja saka senjata kayata torpedo lan misil. Ing premis sing kacilakan sing gegandhengan bisa kedadeyan, kanggo nyuda panyebaran polusi nuklir, pembangkit listrik tenaga nuklir kapal kudu nduweni fungsi mati permanen lan kudu dilengkapi penghalang reaktor padat. Miturut syarat khusus kapal kanggo pembangkit listrik tenaga nuklir, reaktor banyu bertekanan sing saiki digunakake utamane saka telung jinis ing ngisor iki.

7.3.1 Highly enriched uranium plate bahan bakar reaktor unsur

Reaktor jinis iki nggunakake unsur bahan bakar piring kanthi pengayaan 235U luwih saka 20%. Unsur piring nduweni area boros panas sing gedhe, tata letak inti kompak, volume cilik, lan daya output dhuwur saben volume unit. Iki bisa nyuda ukuran cangkang reaktor lan nggawe tata letak peralatan luwih kompak. Nanging, cacat teknis utamane yaiku konsentrasi bahan bakar nuklir sing dibutuhake, lan biaya desain, konstruksi lan operasi sing dhuwur.

7.3.2 Low-enriched uranium dispersed pressurized reaktor banyu

Struktur jinis reaktor banyu bertekanan iki kira-kira padha karo reaktor banyu bertekanan pembangkit listrik tenaga nuklir berbasis darat. Iku kasusun saka generator uap, reaktor, pump coolant utami lan pressurizer. Komponen sing relevan disambungake nganggo pipa kanggo mbentuk daur ulang tertutup suhu dhuwur lan tekanan dhuwur. Sistem lan peralatan loop sekunder padha karo pembangkit listrik uap laut konvensional.

7.3.3 Integrated reaktor banyu meksa

Njupuk reaktor banyu tekanan laut Jerman "Otto Hahn" minangka conto. Iki nganggo struktur terintegrasi, sistem daur ulang utama sing sederhana, peralatan kompak, lan ukuran cangkang safety reaktor cilik, sing cocog kanggo kapal permukaan. Kajaba iku, inti diisi banyu adhem lan nduweni kinerja sirkulasi alam sing apik. Nalika pump cooling mandheg ing daur ulang utami, circulation alam saka coolant isih bisa dipercaya kanggo njaga proses cooling inti. Kerugian reaktor banyu bertekanan terintegrasi yaiku reaktor, evaporator lan pompa utama disambungake bebarengan, sing ndadekake struktur internal kompleks reaktor lan nambah kesulitan desain, manufaktur lan pangopènan.

8 Piranti propulsi listrik laut

Piranti propulsi listrik uga bisa digunakake kanggo propulsi kapal. Piranti jinis iki entuk energi listrik liwat macem-macem cara, banjur motor nyopir baling-baling kanggo nyedhiyakake daya propulsi kanggo kapal. Karakteristik kasebut yaiku kacepetan baling-baling bisa diatur kanthi sewenang-wenang kanggo nyukupi kabutuhan pandhu arah ing macem-macem kahanan kerja, lan gampang dioperasi lan gampang diatur. Luwih cocok kanggo sawetara kapal kanthi syarat khusus, kayata kapal selam, kapal riset ilmiah, feri, lan liya-liyane. Kauntungan paling gedhe saka piranti propulsi listrik yaiku kemampuan maneuver sing apik. Kacepetan minimal motor bisa tekan kurang saka 1/10 saka kacepetan dirating, lan kapal bisa lelayaran ing kacepetan banget kurang. Kajaba iku, wektu wiwitan lan maju lan mundur saka jinis piranti iki uga cendhak. Generator utama lan baling-baling motor-mimpin saben bisa operate ing kahanan apa paling, lan iku gampang kanggo mbatalake kontrol lan ngatur, lan geter lan gangguan saka kabeh piranti relatif cilik.

Umumé, unit sing digunakake kanggo pembangkit listrik kalebu penggerak utama lan generator. Penggerak utama utamane kalebu turbin uap, mesin diesel lan turbin gas, sing dhasare padha karo jinis mesin utama kapal. Kaya sing kasebut ing ndhuwur, amarga kekuwatan mesin diesel sing relatif cilik, umume digunakake kanggo set generator utama lan tambahan kapal bantu militer, utawa set generator tambahan kapal militer. Turbin uap nduweni kaluwihan saka kacepetan dhuwur lan daya dhuwur, lan teknologi relatif diwasa, nanging uga duwe cacat kayata ukuran gedhe lan bobot, efficiency kurang, area kapal gedhe, lan tata letak angel. Yen digunakake ing generator set, Kapadhetan daya saka kabeh generator pesawat bakal suda. Kajaba iku, amarga kecepatan turbin uap sing dhuwur, yen kothak daya AC 50 Hz digunakake, kothak gear sing gedhe dibutuhake kanggo nyuda kacepetan, sing bakal nambah swara kabeh kapal. Turbin gas duwe prospek apik ing lapangan iki. Saiki, akeh sistem propulsi listrik kapal milih turbin gas minangka penggerak utama kanggo pembangkit listrik.

9 Ringkesan sejarah perkembangan teknologi pembangkit listrik tenaga laut

Wiwit mesin uap digunakake ing pembangkit listrik laut, kanthi cepet ngenggoni posisi dominan tartamtu. Nganti Perang Donya I, mesin uap isih nguwasani kapal sipil lan militer ing saindenging jagad lan dadi sumber daya paling penting kanggo kapal. Nanging, jaman jaya mesin uap wis rampung. Amarga ukuran gedhe lan efisiensi termal mesin uap sing sithik, mesin uap kasebut mboko sithik diganti karo mesin diesel lan turbin uap nalika Perang Dunia I lan Perang Dunia II. Ing wektu sing padha, amarga tingkat konsumsi bahan bakar mesin diesel kacepetan kurang Ngartekno luwih murah tinimbang turbin uap, padha bisa ngobong bahan bakar kualitas kurang lan linuwih, supaya padha mboko sithik ngganti turbin uap ing lapangan kapal sipil.

Kanggo kapal kanthi pamindahan sing luwih gedhe, turbin uap meh kabeh digunakake, dene kapal cilik luwih cenderung nggunakake mesin diesel. Ora nganti taun 1947 muncul saingan anyar kanggo mesin diesel. Sawise kapal Inggris pisanan sing digerakake dening turbin gas diuji, kapal kasebut wiwit bersaing karo mesin diesel lan turbin uap sing didominasi nalika iku.

Sanajan irit banget lan entuk asil sing luar biasa ing babagan pembangkit listrik tenaga laut, mesin diesel dhewe diwatesi lan ora bisa nyukupi syarat kinerja kapal gedhe. Ing kontras, sanajan turbin uap nduweni struktur sing prasaja lan daya dhuwur, nanging kudu dilengkapi piranti ngasilake uap gedhe (kayata boiler, lan liya-liyane) lan sistem tambahan, lan ekonomi lan maneuvere kurang. Kahanan sing kontradiktif iki terus nganti turbin gas metu. Nalika turbin gas dipopulerkan kanthi wiyar ing babagan kekuwatan kapal militer, masalah ing ndhuwur mboko sithik ditanggulangi. Turbin gas ora mung bisa mbangun model siji unit daya, nanging uga bisa dicocogake karo unit daya liyane kayata mesin diesel kanggo mbentuk unit daya gabungan anyar. Kapal kanthi turbin gas siklus kompleks minangka unit daya ora mung nduweni indikator ekonomi sing apik, nanging uga nduweni daya sakabèhé sing dhuwur, sing bisa diarani minangka sing paling apik ing donya.

Sabenere amarga turbin gas duwe kaluwihan saka wiwitan sing gampang lan kemampuan maneuver sing apik, dheweke wis entuk perhatian sing akeh lan bisa uga dadi "latecomers". Nanging, amarga turbin gas bisa digunakake ing suhu dhuwur lan kahanan tekanan dhuwur, padha duwe syarat sing dhuwur kanggo kualitas bahan bakar lan efisiensi termal luwih murah tinimbang mesin diesel, saengga jarang digunakake ing kapal sipil.

Pembangkit listrik tenaga nuklir nggunakake reaktor nuklir kanggo entuk uap kanthi suhu dhuwur lan tekanan dhuwur. Reaktor nuklir ngasilake energi dhuwur liwat reaksi rantai fisi nuklir sing bisa dikontrol, sing diserap dening banyu pendinginan sing terus-terusan. Banjur panas ditransfer menyang banyu ing daur ulang kapindho liwat generator uap, sing dadi uap lan banjur menyang turbin uap kanggo nindakake karya. Saiki, pembangkit listrik tenaga nuklir utamane digunakake ing kapal permukaan lan kapal selam gedhe.

Negara-negara ing saindenging jagad uga nindakake riset sing relevan babagan aplikasi pembangkit listrik tenaga nuklir ing bidang kapal sipil. Amerika Serikat wis kasil nguji ing kapal "Savannah"; Uni Soviet uga wis nggunakake pembangkit listrik tenaga nuklir ing kapal pemecah es "Lenin". Wiwit iku, Jerman lan Jepang uga wis mbangun kapal sipil bertenaga nuklir. Sawise wektu uji coba, kapal sing relevan dipeksa mandheg lelayaran amarga alasan legal lan pendapat umum. Amarga kuwatir yen zat radioaktif bakal ngrusak saluran banyu, pelabuhan lan lingkungan kutha, akeh pelabuhan ora ngidini kapal bertenaga nuklir mlebu ing pelabuhan kasebut. Ana uga kekurangan cara perawatan sing tepat kanggo sampah nuklir sawise nggunakake bahan bakar nuklir, sing nganti watesan tartamtu kanggo aplikasi pembangkit listrik tenaga nuklir ing kapal sipil.

Kanthi perkembangan ilmu pengetahuan lan teknologi kanthi cepet, piranti daya segara anyar terus muncul, kayata sel bahan bakar, propulsi magnetohydrodynamic, sel surya, lan liya-liyane. Antarane, propulsion magnetohydrodynamic novel nduweni prospek sing apik. Cara propulsi iki minangka propulsi elektromagnetik superkonduktor. Prinsip kasebut yaiku nginstal magnet superkonduktor ing kapal, lan banjur ngliwati banyu segara, nggunakake medan magnet sing diasilake dening magnet superkonduktor lan gaya sing diasilake arus ing banyu segara kanggo nyurung kapal kasebut maju. Karakteristik wangun propulsi iki yaiku mode transmisi sing disederhanakake, ora ana bagian sing muter (ora ana baling-baling lan sistem poros), dorongan gedhe, lan kecepatan dhuwur.

10 Syarat teknis utama kanggo piranti tenaga laut

Kanggo mesthekake kemampuan pandhu arah piranti daya laut, nalika milih mesin utama, kinerja teknis ing ngisor iki kudu ditemokake kanthi lengkap, sing uga bisa dadi referensi penting kanggo pilihan mesin utama.

10.1 linuwih

Sawise dioperasikake sajrone sawetara wektu, peralatan elektromekanis mesthi bakal gagal. Kanggo piranti daya laut, linuwih iku penting banget. Reliabilitas nduweni rong makna: siji yaiku vitalitas unit daya, sing utamane nuduhake kemampuan unit daya kanggo njaga operasi sawise kena pengaruh faktor eksternal. Luwih elek kahanan sing bisa ditahan, luwih kuat vitalitas; liyane iku wektu unit daya ing operasi normal. Sing luwih dawa wektu operasi normal, sing luwih dhuwur linuwih, lan kosok balene.

Kanggo unit daya kapal lumahing, multi-mesin multi-baling-baling utawa multi-mesin cara propulsi paralel asring digunakake, lan linuwih lan vitalitas sing Ngartekno luwih saka siji-mesin siji-propeller cara propulsi. Njupuk cara propulsion dual-mesin dual-baling-baling minangka conto, nalika salah siji saka mesin utama utawa baling-baling dicocogaké karo gagal serius, mesin utama liyane lan baling-baling isih bisa operate biasane, lan pasukan propulsion kapal ora rampung ilang. Mulane, saka efek propulsi sakabèhé, metode propulsi dual-propeller dual-engine nduweni vitalitas sing luwih kuat. Mulane, kapal permukaan biasane nggunakake dual-engine dual-propeller utawa multi-engine dual-propeller cara transmisi.

10.2 Maneuverability

Maneuverability nuduhake kemampuan unit daya laut kanggo transisi saka siji kondisi operasi menyang liyane, kayata miwiti, akselerasi, rem, mbalikke lan gabung. Kinerja konversi kondisi operasi unit daya langsung mengaruhi kemampuan kapal kanggo ninggalake dermaga, berlayar ing wilayah es, berlayar ing cuaca pedhut, lan nyegah kahanan darurat.

10.2.1 Miwiti

Kualitas startability raket banget karo jinis mesin utama. Kanggo wektu wiwitan mesin diesel, utamane gumantung marang sistem kanthi wektu operasi paling dawa ing antarane sistem tambahan kayata bahan bakar, lenga pelumas, banyu adhem, lan udhara wiwitan. Kanggo nambah maneuverability saka mesin diesel, langkah-langkah kayata pemanasan silinder biasane diadopsi.

Dibandhingake karo turbin uap, mesin diesel mbutuhake aliran uap suhu dhuwur tartamtu sajrone proses wiwitan turbin uap, mula utamane gumantung saka proses paramèter uap sing tekan negara sing ditemtokake sawise boiler diobong. Sanajan sawetara boiler bisa nyuplai uap kanthi cepet, rata-rata wektu wiwitan turbin uap isih luwih dawa tinimbang mesin diesel.

Dibandhingake karo mesin diesel, turbin gas duwe wektu wiwitan sing luwih cendhek, nanging sakabèhé, ora ana prabédan sing signifikan ing antarane loro kasebut.

10.2.2 Akselerasi

Akselerasi uga ana hubungane karo jinis mesin utama. Kawontenan pisanan kanggo shortening wektu akselerasi iku engine utama perlu kanggo nambah daya kanggo Nilai maksimum ing wektu cendhak. Kapindho yaiku apa baling-baling bisa nyerep output daya mesin utama sajrone proses akselerasi lan ngowahi dadi tenaga propulsi eksternal.

Kanggo mesin utama, faktor utama sing mengaruhi wektu akselerasi yaiku bobot lan inersia termal komponen. Bobot sing luwih entheng lan inersia termal sing luwih murah kondusif kanggo akselerasi. Umumé, komponen panas-prewangan saka turbin gas relatif entheng lan cilik, supaya padha duwe kinerja akselerasi luwih.

Kanggo baling-baling, wiwit kacepetan baling-baling tetep-pitch tundhuk Watesan tartamtu, iku bakal nambah patut karo Tambah kacepetan kapal. Mulane, minangka kacepetan baling-baling fixed-pitch mundhak, daya saka engine utama uga kudu mboko sithik tambah kanggo entuk match cukup. Baling-baling pitch luwes ora diwatesi kanthi kacepetan dhewe nalika nyerep daya, lan bisa ngasilake dorongan sing luwih gedhe ing wektu sing cendhak, saéngga akselerasi luwih apik tinimbang baling-baling jarak tetep.

10.2.3 Braking lan kinerja mbalikke

Kinerja kapal ing rem lan mbalikke utamané gumantung ing propeller lan mode transmisi cocog. Kanggo kombinasi mesin diesel kecepatan rendah sing bisa dibatalake + baling-baling pitch tetep, mesin diesel kecepatan rendah kudu mandheg nyuntikake bahan bakar lan nyuda kacepetan menyang sawetara tartamtu sadurunge miwiti mbalikke, saengga wektu mbalikke umume luwih suwe.

Kanggo kombinasi kayata non-reversible engine utama + kopling + fixed-pitch baling-baling, iku utamané gumantung ing kinerja kopling. Yen sistem nggunakake kopling gesekan, wektu mbalikke kapal utamané gumantung ing Tambah suhu saka bagean gesekan nalika kopling reverses. Sing luwih dhuwur beban mekanik lan beban termal sing bisa ditahan kopling nalika mbalikke, luwih kondusif kanggo nambah rem darurat lan kemampuan mbalikke.

Kanggo kombinasi kayata non-reversible engine utama + luwes Jarak baling-baling, amarga kapal ora perlu kanggo mungkasi engine utama nalika braking, lan mbalikke tikaman bisa kui kanthi nyetel Jarak saka glathi, braking lan mbalikke kinerja relatif apik. .

11 Analisis prospek aplikasi unit daya laut

Ing taun-taun pungkasan, mesin diesel wis dadi sumber daya utama kanggo macem-macem jinis kapal. Ing jaman saiki sing saya kurang energi, ngelingi efisiensi termal mesin diesel sing dhuwur lan promosi teknologi lenga kualitas rendah, mesin diesel bakal terus manggoni posisi penting ing mesin utama kapal ing sawetara taun sabanjure.

Kapal lumahing tengah lan cilik biasane nganggo mesin diesel. Kapal kasebut kalebu pemburu kapal selam, kapal sapu ranjau, prau patroli, kapal meriam, prau torpedo, prau misil lan kapal bantu. Sawetara kapal gedhe kayata fregat lan kapal perusak uga nggunakake mesin diesel utawa unit tenaga gabungan bahan bakar diesel minangka sumber tenaga. Ing unit daya gabungan bahan bakar diesel, mesin diesel biasane digunakake minangka mesin utama pelayaran kanggo njupuk kauntungan saka tingkat konsumsi bahan bakar sing murah kanggo ngluwihi jarak jelajah kapal. Kanggo kapal selam, kajaba unit tenaga nuklir, kabeh kapal selam konvensional nggunakake mesin diesel minangka mesin utama, lan sawetara uga nggunakake sistem propulsi mandiri udara (AIP).

Saiki, amarga pangembangan mesin diesel lan turbin gas, unit tenaga uap sing diwakili dening turbin uap wis nyerahake dominasi sing komprehensif lan mbentuk tripod telung sikil bebarengan. Nanging, turbin uap isih nguwasani kapal gedhe, utamane kapal induk pesawat lan kapal selam nuklir.

Amarga konsumsi bahan bakar akeh turbin uap, jumlah kapal turbin uap sipil sing mentas dibangun saya suda saben taun. Ing kontras, meh kabeh kapal gas alam liquefied nggunakake turbin uap kanggo daur ulang lan nggunakke gas alam oncat minangka bahan bakar boiler. Ing negaraku, turbin uap isih nguwasani kapal-kapal gedhe lan medium, kayata kapal induk lan kapal selam nuklir. Saka perspektif panggunaan kapal nyata, kaluwihan luar biasa saka turbin uap yaiku safety lan linuwih, maneuverability apik, gampang digunakake, lan maintainability apik. Kerugian kasebut yaiku ekonomi sing ora apik. Ing jumlah bahan bakar sing padha, jarak jelajah cendhak. Iki minangka kelemahan fatal sing mengaruhi pangembangan turbin uap laut. Supaya bisa terus ngembangake turbin uap, upaya kudu ditindakake kanggo ningkatake ekonomi.

Kaya kasebut ing ndhuwur, sajrone lan sawise Perang Donya II, mesin diesel lan turbin uap digunakake akeh ing kapal. Nanging, kanthi perkembangan teknologi sabanjure, ana tren nggunakake turbin gas minangka mesin utama. Saiki, turbin gas bisa dipérang dadi turbin gas entheng lan turbin gas abot miturut jinis struktur sing beda. Antarane, turbin gas entheng minangka jinis unit anyar sing adhedhasar turbin gas penerbangan lan luwih diowahi kanggo adaptasi karo kahanan navigasi kapal. Turbin gas abot dikembangake adhedhasar turbin gas industri lan saiki biasane cocok kanggo kapal sipil gedhe, kayata kapal kontainer, kapal roll-on / roll-off lan feri, nanging amarga ekonomi miskin saka unit iki, aplikasi kasebut isih ing tahap eksperimen.

Turbin gas laut utamane ngetutake dalan modifikasi penerbangan. Ing kahanan lingkungan segara lan syarat panggunaan kapal, akeh riset lan karya eksperimen wis ditindakake saka aspek ningkatake ekonomi lan linuwih, lan akeh teknologi lan proses anyar sing diadopsi. Produk wis dianyari kaping pirang-pirang lan wis tekan tataran relatif diwasa, nanging dibandhingake karo mesin diesel, isih ana longkangan tartamtu ing ekonomi. Saiki, loro turbin uap lan turbin gas kerja keras kanggo ningkatake ekonomi lan nyuda konsumsi bahan bakar, lan entuk asil sing nyenengake.

Kanggo ngimbangi ekonomi ing kahanan pelayaran lan akselerasi sing dibutuhake kanggo maneuver strategis, kapal permukaan umume nggunakake unit tenaga gabungan, kalebu unit pelayaran lan unit akselerasi. Kaloro unit kasebut disambungake menyang reducer utama kanthi kopling, lan kotak gear mundur lan maju utawa baling-baling pitch luwes digunakake kanggo ngetrapake mundur. Kauntungan saka unit daya gabungan yaiku nduweni daya sing cukup, lan bobot lan volume unit kasebut relatif cilik. Iku solves kontradiksi antarane full-speed daya dhuwur lan ekonomi jelajah, lan mbenakake toleransi saka kapal.

Unit tenaga nuklir bisa ningkatake daya lan daya tahan kapal kanthi signifikan, lan ora mbutuhake pembakaran udara, sing luwih cocok kanggo kapal ing jero banyu kayata kapal selam. Nanging, amarga zat radioaktif bisa nyebabake karusakan serius kanggo awak manungsa lan ngrusak lingkungan sekitar, peralatan perlindungan radioaktif sing ketat kudu disiyapake kanggo iki. Senajan bahan bakar nuklir manggoni papan cilik ing kapal nuklir-powered, considering lapisan shielding dibutuhake lan peralatan tambahan ageng, kaluwihan diimbangi, lan isih bisa kanggo nambah beban kapal total. Kajaba iku, pembangkit listrik tenaga nuklir arang digunakake ing kapal sipil amarga bobote abot, biaya dhuwur, lan teknologi konstruksi, operasi, lan manajemen sing rumit. Saiki, aplikasi pembangkit listrik tenaga nuklir ing kapal sipil luwih ditemtokake dening faktor kayata ditampa lingkungan pelabuhan lokal, perjanjian internasional, perjanjian asuransi, lan biaya awal, tinimbang kelayakan teknis sing prasaja.

Ing ringkesan, prospek aplikasi pembangkit listrik tenaga laut ditampilake ing Tabel 4.

Miturut kahanan ing ndhuwur, kapal sipil isih bakal nggunakake mesin diesel minangka pembangkit listrik utama kanggo sawetara wektu. Kanggo kapal sipil gedhe, mesin diesel kecepatan rendah umume isih dadi pembangkit listrik utama, dene kanggo kapal sing dhuwure kabin winates kayata kapal ro-ro, kapal penumpang, feri, lsp, mesin diesel kacepetan medium lan dhuwur luwih cocog. . Antarane wong-wong mau, kapal dharatan isih utamané mesin diesel kacepetan medium lan dhuwur, nalika kapal gedhe-arep segara utamané mesin diesel kacepetan kurang. Ing taun-taun pungkasan, tingkat konsumsi bahan bakar mesin kacepetan medium wis cedhak karo mesin diesel kacepetan kurang. Dheweke duwe kaluwihan efisiensi panggunaan panas sampah sing dhuwur, ukuran cilik, bobot entheng, biaya murah, lan prospek sing apik.

Miturut kahanan negaraku, kapal permukaan medium lan cilik, kapal selam lan kapal tambahan isih bakal dilengkapi mesin diesel kacepetan medium lan dhuwur. Kapal selam gedhe bakal fokus ing pangembangan unit tenaga nuklir lan isih nggunakake turbin uap minangka mesin utama. Ing wektu sing padha, turbin gas duwe kaluwihan kinerja sing signifikan lan mboko sithik dadi unit daya standar kanggo kapal militer domestik lan manca. Macem-macem unit daya gabungan karo turbin gas minangka unit akselerasi uga kudu digatekake lan dikembangake. Saiki, penting banget kanggo ngiyatake riset lan pangembangan turbin gas daya dhuwur kanggo kapal.

12 Prospek kanggo unit daya laut

Kanggo nyimpulake ing ndhuwur, mesin diesel nduweni kaluwihan efisiensi termal sing dhuwur, ekonomi sing apik, sawetara daya gedhe, struktur kompak, sawetara peralatan tambahan, lan bisa langsung nyopir baling-baling. Nanging, kanthi nambah bertahap ing tonase kapal, mesin diesel laut dibutuhake kanggo berkembang ing arah daya dhuwur. Kanggo nambah daya mesin diesel, siji-sijine cara yaiku nambah diameter silinder, nambah jumlah silinder utawa nggunakake macem-macem model. Iki mesthi bakal nambah bobot lan volume, nggawe manufaktur angel lan larang. Mulane, mesin diesel biasane ora digunakake minangka unit daya propulsi utama ing kapal gedhe. Sawise pirang-pirang taun pembangunan, mesin diesel laut wis tekan tingkat teknis sing relatif dhuwur. Nanging, kanggo kapal permukaan medium lan cilik, kapal selam konvensional lan kapal sipil, mesin diesel isih dadi sumber tenaga utama. Emisi karbon sing sithik minangka tantangan serius sing diadhepi mesin diesel ing tahap iki. Kanthi watesan babagan emisi saka mesin diesel laut, luwih angel nambah ekonomi, sing uga dadi topik anyar ing pangembangan mesin diesel laut. Umumé, amarga karakteristik mesin diesel sing signifikan, kemajuan teknologi wis ningkatake pangembangan lan revolusi teknologi kapal lan mbukak bab anyar ing pangembangan unit daya laut.

Turbin uap nduweni daya dhuwur, ukuran cilik, bobot entheng, operasi stabil, umur dawa, linuwih dhuwur, tingkat konsumsi lenga pelumas sing kurang, kapasitas kakehan sing kuwat, bisa ngobong bahan bakar kanthi kualitas rendah, geter lan swara sing kurang, nanging efisiensi termal sing sithik, manajemen kompleks , pangolahan lan manufaktur sing angel, biaya dhuwur, kudu dilengkapi kotak gear pengurangan lan ketel utama sing gedhe, lan kudu nyopir baling-baling liwat piranti pangurangan. Saiki, umume digunakake ing kapal tanker minyak, kapal induk, lan kapal selam nuklir.

Dibandhingake karo unit daya ing ndhuwur, turbin gas ukurane cilik, bobote entheng, ngenggoni ruang kabin lan pamindahan sing paling sithik, lan duwe kaluwihan getaran lan gesekan sing sithik, manajemen lan pangopènan sing gampang, wiwitan kanthi cepet, lan bisa nggayuh kekuwatan maksimal ing njero. sawetara menit sawise wiwitan. Mulane, luwih cocok kanggo kapal militer. Nanging, amarga cacat efisiensi termal sing kurang, ekonomi sing kurang, umur sing cendhak, syarat dhuwur kanggo bahan logam lan ora bisa dibalik, dheweke durung dipromosekake ing kapal sipil, lan biasane digunakake ing kapal kinerja dhuwur kayata hovercraft.

Ing bidang kapal permukaan, ana unit tenaga gabungan sing nggunakake turbin gas bebarengan karo mesin diesel, turbin uap, lan unit tenaga nuklir. Jinis unit daya iki muncul sawise Perang Donya II lan bisa menehi muter lengkap kanggo kaluwihan saka macem-macem mesin utama lan nggunakake lengkap kaluwihan turbin gas.

Unit tenaga nuklir duwe kaluwihan sing ora bisa ditandhingake karo unit daya liyane, nanging kudu dilengkapi langkah-langkah protèktif sing ati-ati lan abot, lan larang, lan teknologi manajemen konstruksi lan tes rumit. Mulane, saiki durung digunakake ing kapal sipil, lan biasane digunakake ing kapal permukaan gedhe kayata kapal induk lan kapal selam. Kanthi nyuda energi kayata lenga, unit tenaga nuklir samesthine bakal luwih maju ing bidang kapal sipil.

13 Kesimpulan

Ing ringkesan, unit daya laut berkembang ing arah diversifikasi lan daya dhuwur. Kapal sipil medium lan cilik biasane nggunakake mesin diesel kacepetan medium lan dhuwur. Kapal sipil gedhe lan medium biasane nggunakake mesin diesel kacepetan medium lan kurang. Turbin uap duweni kaluwihan teknologi sing diwasa lan dipercaya, perawatan sing apik, lan umur layanan sing dawa, nanging kekurangane yaiku efisiensi ekonomi sing kurang lan instalasi sing rumit. Sanajan turbin gas duwe kekurangan umur layanan sing cendhak, kapal bisa nggunakake kaluwihan turbin gas sing bisa diwiwiti kanthi cepet lan entuk daya dhuwur ing wektu sing cendhak, mula isih duwe prospek sing apik.

Pembangkit listrik tenaga nuklir bakal dadi sumber daya laut sing penting. Sawise bahan bakar nuklir dipasang, kapal kasebut bisa lelayaran nganti pirang-pirang taun. Cocog banget minangka sumber daya kanggo kapal gedhe, lan turbin uap uga bakal digunakake minangka mesin utama. Propulsi listrik bakal dadi jinis propulsi sing penting kanggo kapal sing bakal teka. Bisa nyedhiyakake listrik liwat baterei, generator sing digerakake dening penggerak utama, lan peralatan pembangkit listrik elektrokimia kayata sel bahan bakar.