船舶动力系统汽水管网热力水力特性研究及优化设计

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1、分类号：密级：UDC：编号：专业硕士学位论文（工程硕士）船舶动力系统汽水管网热力水力特性研究及优化设计硕士研究生：孙雅慧指导教师：杨龙滨副教授学位级别：专业硕士工程领域：动力工程所在单位：动力与能源工程学院论文提交日期：2015年5月22日论文答辩日期：2015年6月6日学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofProfessionalMaster(MasterofEngineering)Thermal-HydraulicCharacte

2、risticsResearchandOptimizationDesignontheSteam-WaterPipelineNetworkofShipPowerSystemCandidate:SunYahuiSupervisor:AssociateProf.YangLongbinAcademicDegreeAppliedfor:ProfessionalMasterSpecialty:PowerEngineeringDateofSubmission:May22,2015DateofOralExamination:June6,2

3、015University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者(签字)：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权

4、的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文(□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后)由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者(签字)：导

5、师(签字)：日期：年月日年月日船舶动力系统管网热力水力特性研究及优化设计摘要汽水管路是船舶动力系统中连接锅炉、汽轮机、涡轮增压机组和冷凝器、给水发电机组等设备的桥梁和纽带，在系统运行过程中，汽水管路的水力热力特性影响着系统设备的工作特性。一方面，不合理的管路布置会导致管路的流量分配不均匀，使得设备前的供汽或供水流量过小、过大或不稳，影响设备的正常运行，导致设备无法提供常规动力。另一方面，凝-给水管路系统是保证船舶动力系统中冷凝器、除氧器、凝水-给水机组及锅炉正常运行的重要部分，在系统运行时应避免泵前的压力值过低，达不到水

6、的饱和压力，造成水发生相变，甚至导致泵的汽蚀。本文以船舶动力系统中的主辅过热蒸汽系统及凝-给水系统为研究对象，采用仿真计算软件的稳态计算模型，首先，对主辅过热蒸汽系统进行水力热力计算，对凝-给水系统进行水力计算，获得不同工况条件下各个设备前的参数值（流量分配、温度以及压力），比较参数值与设计值之间的偏差，对管网布置的合理性进行校核。针对管网中流量分配不均的情况，采用加设节流孔板的方式对管路的流量加以调节，使流量分配值符合设备所需的设计流量值，实现管网在各个工况下的流量分配及压力要求；其次，对凝-给水管网进行变工况水力特性

7、校核，主要考察泵前后的压力值是否达到水的饱和压力，避免汽蚀现象的发生。水力热力计算结果表明：主辅过热蒸汽管网分配至汽轮发电机组及涡轮增压机组管路的流量值偏大，而去往主汽轮机管路的流量分配偏小，通过在汽轮发电机组及涡轮增压机组管路前加设节流孔板的方式，调节流量分配。优化后的管网流量分配值的最大偏差为9.26%，其余情况下的流量分配值偏差均在5%以下，且设备前的入口参数与设计值一致，说明优化后的管网布置合理。凝-给水管网中，凝结泵前的压力值在5个工况均达到各个工况下水的饱和压力，保证凝水管网运行时，水不会发生相变，且凝结泵以

8、及凝结泵前的管道及阀门不会发生汽蚀、损坏等现象，说明管网的布置合理。关键词：汽水管路；水力热力特性；流量分配；汽蚀现象哈尔滨工程大学硕士学位论文船舶动力系统管网热力水力特性研究及优化设计ABSTRACTThesteam-waterpipelinenetworkservesasabridgeandbondinconne