Судовые электростанции и электродвижение судов


Категория Судовые электростанции

Современные суда оснащаются разнообразными электротехническими установками и устройствами, среди которых важнейшую роль играют судовые электростанции, вырабатывающие электроэнергию для многочисленных судовых потребителей.

Впервые использование электрической энергии на судне в опытном порядке осуществлено в 1838 г., когда русским академиком Б. С. Якоби была предпринята попытка применения электродвигателя для привода движителей. Сравнительно широкое производство и использование электроэнергии на кораблях и судах началось в конце XIX и начале XX веков.

Такие достоинства электроэнергии, как простота ее получения и передачи на расстояние, легкость дробления и превращения в другие виды энергии — механическую, тепловую, световую, обеспечили быстрое внедрение на судах источников электроэнергии по мере их совершенствования и приспособляемости к специфическим условиям судовой обстановки. Так, например, на броненосце «Бородино», входившем в состав русского военно-морского флота в начале XX века, мощность судовой электростанции достигала 765 кВт. Электрическая энергия использовалась для обслуживания разнообразных корабельных механизмов — насосов, вентиляторов, рулевых устройств, шпилей, брашпилей, лебедок, механизмов артиллерийских установок, а также для освещения.

В начальный период внедрения на судах в качестве источников электроэнергии применялись генераторы постоянного тока, приводимые паровыми машинами. Однако уже в 1908 г. на судах и кораблях появляется электрооборудование переменного тока, характеризующееся более высокими технико-экономическими показателями и надежностью.

В период 1911—1914 гг. установки переменного тока были успешно внедрены на линкорах «Петропавловск», «Полтава», «Севастополь» и др. В целом, однако, состояние судовой электротехники в указанный период находилось на низком уровне. Степень электрификации судов и кораблей составляла 5—10 Вт на тонну водоизмещения.

После восстановления народного хозяйства, разрушенного в период гражданской войны и интервенции, наша страна уверенно встала на путь промышленного развития. В годы первых пятилеток наряду с бурным ростом различных отраслей промышленности существенное развитие получило и отечественное судостроение. Значительно возросла степень электрификации кораблей и судов, шире стало внедряться электрооборудование переменного тока. Ведущие заводы нашей электротехнической промышленности обеспечили флот современным электрооборудованием. Паровые машины, используемые как приводные двигатели генераторов, стали заменяться дизелями. В 30-х годах появились первые системы автоматизации судового электрооборудования, выполненные на базе ре-лейно-контакторной аппаратуры.

Резко возросла программа отечественного судостроения в послевоенные годы. Значительно возросшие мощности судовых электроэнергетических систем ставили перед специалистами новые сложные задачи, такие, как создание новых систем регулирования напряжения судовых генераторов и систем электродвижения. Степень электрификации судов достигла 200 Вт и выше на тонну водоизмещения. За последние 30 лет средняя мощность судовых электростанций возросла в 5—б раз. Основными источниками электроэнергии на судах стали высокоэкономичные дизель-генера-торы переменного тока.

На современном судне электрическая энергия используется не только для разнообразных электрифицированных вспомогательных механизмов, но также и для обеспечения нормальной, бесперебойной работы главной силовой установки — дизелей, паровых и газовых турбин. Судовая электротехника играет решающую роль в деле комплексной автоматизации судов.

Расширяется круг судов, в которых электрическая энергия используется для привода гребного винта.

Идея электродвижения впервые была реализована в 1838 г. русским ученым Б. С. Якоби, сконструировавшим, осуществившим и испытавшим первый в мире электропривод гребного винта. Из-за отсутствия в то время необходимых источников электрической энергии опыты Б. С. Якоби не нашли промышленного при-/ менения.

Первые электроходы «Вандал» и «Сармат», имевшие практическое значение, были построены на Сормовском заводе в 1903 г. Система электродвижения на этих судах использовалась в основном при реверсах, что позволило установить на них нереверсивные дизели.

Основное строительство судов-электроходов в нашей стране началось в 50-х годах, а с начала 60-х годов развитие гребных электрических установок перешло на новую основу, широко использующую средства автоматики — электромашинные и магнитные усилители, элементы преобразовательной и вычислительной техники с реализацией оптимальных законов управления.

В последние годы разработаны и внедряются многие прогрессивные гребные электрические установки, такие, как системы неизменного тока, системы с отбором мощности на общесудовые потребители, установки двойного рода тока. Это привело к заметному увеличению числа судов-электроходов. Так, если в 1966 г.

мировом флоте насчитывалось 797 судов с электродвижением, общая валовая вместимость которых составляла 4 948 288 per. т, о в 1971 г. число судов с электродвижением увеличилось до 1070 с общей валовой вместимостью 5 120 040 per. т. Кроме того, военно-морские флоты имеют в своем составе свыше 1000 судов-элек-троходов.

Программа строительства судов-электроходов в нашей стране непрерывно расширяется. В настоящее время свыше 80% всех су-1,0В с электродвижением в составе морского флота СССР являются судами отечественной постройки. К ним относятся сотни судов-электроходов различного назначения: грузопассажирские, транспортные рефрижераторы, ледоколы, паромы, буксирные суда и т. д.

Большим достижением советской науки и техники в области электродвижения судов явилась постройка и эксплуатация первого в мире атомного ледокола-электрохода «Ленин». В настоящее время проектируется серия еще более мощных и совершенных ледоколов-электроходов, на которых будут использованы новейшие достижения в областях атомной техники, электромашиностроения, преобразовательной техники, теории и практики автоматического управления.

Ведутся исследования возможности применения сверхпроводящих обмоток в мощных электрических машинах, что позволит уменьшить массу и габариты электрических машин в 5—10 раз. Большие перспективы открываются перед ГЭУ с униполярными машинами, масса которых может быть снижена в 5—6 раз по сравнению с массой современных электрических машин постоянного тока.

Использование новых источников электроэнергии, в частности топливных элементов, также значительно расширит область применения ГЭУ.

Все это говорит о том, что одно из важных направлений технического прогресса в области судовых силовых установок связано с дальнейшим развитием и внедрением систем электродвижения.


Читать далее:

Категория Судовые электростанции