Технический проект универсального сухогрузочного судна

Размещено на http://www.allbest.ru/

РЕФЕРАТ

По результатам расчета ходкости для заданного корпуса судна произведён альтернативный выбор ГД, для которого разработаны системы (топливная, масляная, охлаждения, пускового воздуха), обеспечивающие его надежную работу. Для этих систем определён состав и технические характеристики основного оборудования. По вычисленным нагрузкам в потребности электроэнергии, тепла и пресной воды произведён выбор основного комплектующего оборудования вспомогательных энергетических установок.

Выполнен расчет рабочего колеса, спирального отвода и расчет на кавитацию центробежного охлаждающего насоса пресной воды.

Описана укрупненная технология монтажа центробежного охлаждающего насоса пресной воды.

Рассмотрены мероприятия по охране морской среды методы по снижению токсичности выпускных газов и мероприятия по уменьшению загрязнения морской среды нефтепродуктами.

Произведено технико-экономическое обоснование выбора ГД.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ХАРАКТЕРИСТИКИ СУДНА

2. ВЫБОР ТИПА СЭУ И ГЛАВНОГО ДВИГАТЕЛЯ

3. РАСЧЕТ И КОМПЛЕКТОВАНИЕ СИСТЕМ СЭУ

3.1 ТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА

3.2 МАСЛЯНАЯ СИСТЕМА

3.3 СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ

3.4 СИСТЕМА СЖАТОГО ВОЗДУХА

3.5 СИСТЕМА ГАЗООТВОДА

4. РАСЧЕТ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ЗАПАСОВ

5. ВЫБОР ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК

6. КОНСТРУКТИВНЫЙ УЗЕЛ

6.1 ОСНОВНЫЕ ДАННЫЕ

6.2 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ РАБОЧЕГО КОЛЕСА

6.3 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СПИРАЛЬНОГО ОТВОДА

6.4 РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ КРИВОЙ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ

6.4 РАСЧЕТ НА КАВИТАЦИЮ КОЛЕСА ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА

7. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ: ТЕХНОЛОГИЯ МОНТАЖА ЦЕНТРОБЕЖНОГО ЭЛЕКТРОНАСОСА

7.1 КОНСТРУКТИВНО - ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА.

7.2 ОПИСАНИЕ ЭТАПОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА МОНТАЖА ЭЛЕКТРОНАСОСА

8. ОХРАНА МОРСКОЙ СРЕДЫ

9. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ

В наше время невозможно представить себе международные связи без судоходства. Судоходство, несмотря на конкуренцию других видов транспорта, играет решающую роль в перевозке различных грузов, таких как нефть, уголь, зерно, стальной прокат, машины и т.д. Существует несколько видов судов для перевозки грузов, однако особенно интересны универсальные сухогрузные суда, имеющие относительно небольшие осадки (7,5- 8,0м), что позволяет им работать на порты с ограниченными путевыми условиями, куда не смогут зайти их главные конкуренты - специализированные контейнеровозы и балкеры. В целом морские сухогрузы для российских заказчиков должны объединить в себе черты универсального сухогруза, балкера, лесовоза и фидерного контейнеровоза, причем главным приоритетом является приспособленность к перевозкам массовых.

двигатель судно технический оборудование

1. ХАРАКТЕРИСТИКИ СУДНА

Описание судна, его назначение

Технический проект - универсальное сухогрузочное судно. Судно предназначено для перевозки генеральных грузов, включая груз на паллетах, промышленного оборудования, металлоконструкций, труб крупного и мелкого диаметра, насыпных грузов, включая уголь, руду, зерно, лес, включая пиломатериалы, красного дерева, 20' и 40' контейнеров по стандарту ISO (включая рефрижераторные) и контейнера высотой 9' и опасных грузов классов 1 - 6, 8, 9 в трюме No. 1 и твиндеке No. 7, классов 4 - 6, 8, 9 в трюмах No. 2 - 4 и твиндеках No. 2 - 4.

Контейнера могут размещаться:

на дне (при открытых крышках люковых закрытий) - 4 ряда (2 ряда контейнеров высотой и 2 ряда контейнеров высотой ). Возможны другие варианты размещения контейнеров в 4 ряда с общей высотой от 33' до 36'.

на ВП на люковых крышках трюмов No.2, 3, 4 - 3 ряда, на крышках твиндека No. l - 2 ряда, на палубе бака - 3 и 2 ряда.

на второй палубе на крышках твиндеков No. 1, 2, 3, 4 - 2 ряда высотой до .

Транспортировка рефрижераторных контейнеров предусмотрена только на верхней палубе в количестве до 20 шт.

Судно одновинтовое, полнонаборное, двухпалубное открытого типа, четырехтрюмное с ютом и баком, с наклонным форштевнем и транцевой кормой. Машинное отделение и надстройка, включающая жилую и ходовую рубки, смещены в корму и располагаются позади всех трюмов. Судно спроектировано на класс Регистра Росси универсальный сухогруз »,т.е самоходное судно, спроектировано и построено под надзором Регистра России, неограниченного района плавания, включая плавание в легко битом разреженном льду неарктических морей, способно оставаться на плаву при затоплении одного отсека, с объемом автоматизации СЭУ А2.

Судно при проектной осадке 7,5 м и тихой погоде, волнении моря не более 2 баллов, ветре не более 3 баллов по шкале Бофорта, мощности на гребном валу 7390 кВт и глубокой воде не менее 75 м должно показать скорость не менее 18 узлов.

Остойчивость судна при всех вариантах нагрузки полностью соответствует требованиям Регистра для судов неограниченного района плавания.

Плавучесть судна обеспечивается в соответствии с требованиями Регистра - при затоплении одного отсека.

Диаметр разворота судна при полном ходу вперед и угле поворота руля на 35⁰ равен четырем длинам корпуса судна.

Основные характеристики судна - прототипа (пр.17380)

№ п/п	Наименование	Обозначение	Величина	Ед. изм.
1	Полное водоизмещение		12150	т.с
2	Длина судна между перпендикулярами	L+ +	127,4	м
3	Ширина на миделе		21,5	м
4	Расчётная осадка	Т	7,5	м
5	Высота борта	Нб	11,5	м
6	Эксплуатационная скорость		18	узлов
7	Суммарная мощность общесудовых электропотребителей (кроме потре-бителей СЭУ) на ходовом режиме	Р	800	кВт
8	Число людей на судне		14	чел.
9	Дальность плавания		9000	миль

2. ВЫБОР ТИПА СЭУ И ГЛАВНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Особенности СЭУ и основные требования, предъявляемые к ним

Современная судовая энергетическая установка (СЭУ) представляет сложный комплекс технических средств. Она не только обеспечивает движение судна, но и снабжает необходимой энергией все потребители, обеспечивает функционирование механизмов и устройств, создает условия обитаемости в служебных и жилых помещениях судна и Т.д. Механизмы и оборудование СЭУ, предназначенные для обеспечения движения судна, составляют главную энергетическую установку (ГЭУ). Основными элементами ГЭУ являются главный двигатель, передача, валопровод и движитель.

Источники электроэнергии с первичными двигателями, преобразователями и передаточными трассами составляют вспомогательную электроэнергетическую установку (судовую электростанцию). Технические комплексы, обеспечивающие судовые потребители паром и горячей водой, составляют вспомогательную котельную установку. Кроме того, имеются вспомогательные установки, обеспечивающие опреснение воды, кондиционирование воздуха, охлаждение продуктов и т.д. Функционирование главной, вспомогательной котельной и электроэнергетической установок, составляющих энергетическую установку судна, обеспечивается различными системами, включающими трубопроводы, теплообменные аппараты, арматуру и т.д. Основными являются системы топливные, масляные, охлаждения, сжатого воздуха, газоотводные, управления и защиты.

Кроме указанных выше специфических особенностей, СЭУ должна также отвечать требованиям, характеризующим качество любого современного инженерного комплекса. Так, технико-экономическая эффективность СЭУ должна соответствовать современному уровню развития техники, что в основном определяется ее энергетическим КПД. Тенденция неуклонного повышения КПД энергетических установок обусловлена значительными энергетическими потерями при преобразовании и передаче энергии. Важным эксплуатационным требованием является надежность СЭУ, характеризуемая такими показателями как безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость. В отдельных случаях особое значение имеет обеспечение повышенной живучести СЭУ ,т.е. сохранения ее работоспособности при разрушительных внешних воздействиях. Существенным требованием является также обеспечение технологичности СЭУ, что предусматривает рациональное использование конструкционных материалов и применения современной технологии изготовления, сборки и монтажа комплектующих элементов на базе централизованного специализированного производства.

Выбор типа СЭУ

В современном судостроении используется широкий спектр типов энергетических установок. Основными типами СЭУ являются: паротурбинные, газотурбинные, ядерные и дизельные СЭУ.

В настоящее время на гражданских судах наиболее распространены малооборотные дизельные судовые установки из-за своей высокой экономичности, благодаря низким удельным расходом топлива, использованию дешевого топлива, высокого КПД установки, большого моторесурса. При ограничении размеров машинного отделения устанавливаются среднеоборотные дизели, размер которых значительно меньше, но для передачи на винт, необходим редуктор.

В тех случаях когда необходима очень большая мощность, и при ограничении размеров машинного отделения, на суда устанавливаються паровые турбины(с паровыми котлами) или газовые турбины. Такие суда называються паротурбоходами (птб/х,Тб/х) и газотурбоходами (гтб/х).

При газовой турбине требуется минимальный объем машинного отделения, но требуется высококачественное и дорогое топливо при большом удельном расходе. Поэтому мало судов имеют газотурбинную установку.

Сокращение объема МО эффективно для судов, провозоспособность которых определяеся объемом грузовых помещений:

ролкеры, контейнеровозы, лихтеровозы и тд. Перспективной является атомная силовая установка, которая наряду с преимуществами(обеспечивает практически неограниченную дальность плавания) имеет также определенные недостатки(болыпую удельную массу, низкий КПД, потребность в утилизации отработанного ядерного топлива,более высокий уровень подготовки обслуживающего персонала, повышенную экологическую опасность. Поэтому достаточно мало число судов с атомной силовой установкой - атомоходов(а/х).

На морских судах наиболее распространены установки с прямой передачей на винт фиксированного шага. В качестве главных двигателей в таких установках обычно применяют малооборотные двухтактные крейцкрпфные дизели. Принимая во внимание приведенные аргументы определим выбираемую энергетическую установку для проектируемого судна как дизельную с малооборотным двигателем с прямой передачей мощности на винт фиксированного шага.

Расчет буксировочного сопротивления.

Расчет состоит из определения буксировочного сопротивления чистого корпуса на тихой воде с последующим введением поправки на его обрастание. Полезная мощность равна произведению буксировочного сопротивления судна на скорость его равномерного прямолинейного движения. Указанная мощность является буксировочной.

В начале расчета сопротивления определяем необходимую величину площади смоченной поверхности судна по эмпирической формуле С.П.Мурагина, справедливой для среднескоростных и быстроходных морских судов (<0,65):

= L_{+ +} T (1,36+1,13 B / T) =

127,4 _* 7,5 [1,36 + 1,13_* 0,6 _* 21,5 / 7,5 ) = 3153 м² ,

где = D / (L_{+ +} B T) = 28700 / ( 173,0 _* 28,2 _* 9,5 ) = 0,619 - коэффициент общей полноты.

Далее определяем число Фруда, соответствующее расчетной (эксплуатационной) скорости _s = 18 уз = 9,26 м/c:

Fr = _S/(g L_{+ +}) = 9,26 / 9,81 _* 127,4 = 0,26.

Расчет сопротивления производим приближенным методом, основанном на раздельном определении сопротивления трения и остаточного сопротивления. При этом коэффициент трения складывается из коэффициента трения технически гладкой пластины C_Fo и корреляционного коэффициента (надбавка) на шероховатость С_А=0,0003 (принимаем из условия 50 м < L_{+ +} < 150 м) (Таблица 1).

Таблица 1

Длина судна L, м	Коэффициент Са Ч
50 - 150	0,4 - 0,3
150 - 210	0,2
210 - 250	0,1
250 - 300	0
300 - 350	- 0,1
350 - 400	- 0,2

Коэффициент C_Fo вычисляется по известной зависимости Прандтля -Шлихтинга:

C_Fo = 0,455/ (lg Re)^2,58 = 0,455/ (lg 7,5 _* 10⁸ )^2,58 = 0,0016,

где Re = _s L_{+ +} / н = 9,26 _* 127,4 / (1,57 _* 10^-6 ) = 7,5 _* 10⁸ - число Рейнольдса при общепринятом значении кинематической вязкости н = 1,57 _* 10^-6 м² /с.

Далее по графическим зависимостям (Рисунок 1, 2, 3) для судов с умеренной полнотой обводов ( = 0,6 0,8) вычислим коэффициент остаточного сопротивления по формуле:

C_R = C_Ro(, Fr) k k_B/T a_B/T

где C_Ro(, Fr) = 0,0009 - коэффициент остаточного сопротивления базового судна, определенный по графической зависимости для одновинтовых морских транспортных судов с крейсерской кормой при найденных ранее = 0,6 и Fr = 0,26;

k k_B/T a_B/T - поправочные коэффициенты, учитывающие отличие геометрии корпуса заданного судна от базового.

Нахождение указанных поправочных коэффициентов производится по обобщенным графическим зависимостям и для этого с начала вычислим значения относительной ширины В / T = 2,44 , а также относительной длины заданного судна ш = L_{+ +} / ³v D = 127,4 / ³v 12150 = 5,54. Кроме того, определим по кривой ш_о( ) при = 0,6 требуемый для работы с диаграммами параметр относительной длины ш_о = 5,4 судна с так называемой стандартной длинной. Затем, используя соответствующие графические зависимости (Рисунок 1, 2, 3) находим значения следующих коэффициентов:

a = 1,18; a_o = 1,25 ; k_B/T = 1,0 и a_B/T = 1,0 .

Рисунок 1

Рисунок 2

Рисунок 3

Далее определяем значение коэффициента остаточного сопротивления

C_R = C_Ro(, Fr) k k_B/T a_B/T = 0,0009 _* 0,936 _* 1,0 _* 1,0 = 0,00085 ,

где k= a/ a_o = 1,18 / 1,25 = 0,936 - вспомогательный коэффициент.

В соответствии с рекомендациями принимаем коэффициент сопротивления выступающих частей С_АР= 0,00015 (из условия 50 м < L_{+ +} < 150 м (Таблица 2)). Коэффициент воздушного сопротивления принимаем С_АА= 0, поскольку в данных приближенных расчета воздушным сопротивлением судна можно пренебречь.

Таблица 2

Длина судна L, м	Коэффициент Сар Ч
50-130	0,15
130 - 200	0,10
200-400	0,05

Теперь можно вычислить искомую величину буксировочного сопротивления

R= (C_Fo+С_А+ C_R +С_АР ) ² /2 =

= ( 0,0016 + 0,0003 + 0,00085 + 0,00015 ) _* 1,025 _* 9,26² _* 3153 / 2 = 401,8 кН,

где = 1,025 т/м³ - усредненная плотность морской воды.

Затем определяем буксировочную мощность

Nr = R _s = 401,8 _* 9,26 = 3720,6 кВт.

Расчет характеристик гребного винта.

Гребной винт транспортного судна должен обеспечивать заданную скорость полного хода при плавании в полном грузу. Так как условия плавания изменяются в зависимости от силы ветра, волнения, обрастания корпуса судна в процессе эксплуатации и глубины воды под килем, то невозможно выбрать элементы винта обеспечивающие высокую экономичность работы судна при всех условиях плавания. Поэтому элементы гребного винта выбираются только для номинальных условий плавания, т. е. глубины воды под килем не менее предельного значения 60 м., волнения моря не более 3-х баллов, силе ветра не более 3 м/с. Кроме того, при расчёте характеристик гребного винта необходимо также учитывать, что в процессе эксплуатации, условия движения судна будут отклоняться от расчетных в связи с изменением шероховатости корпуса от нарушения лакокрасочного покрытия, коррозии и обрастания, а так же из - за изменения состояния моря, ветра и из-за изменения осадки судна в зависимости от его загрузки.

Задачей расчета характеристик гребного винта является определение оптимального сочетания его диаметра и частоты вращения, при которых винт обеспечивает судну заданную скорость при требуемой минимальной мощности. Известно, что КПД винта зависит от его диаметра, с увеличением которого эффективность винта растет. Поэтому в первом приближении принимаем диаметр винта равный максимальному диаметру винта из условия «не оголения» его лопастей при качке на волнении по известной эмпирической зависимости для одновальных судов

D_B = D_Bmax = ( 0,65 0,75) T = 0,75 _* 7,5 = 5,65 м

В качестве расчетного для определения упора гребного винта берем сопротивление, на 15 % превышающее буксировочное сопротивление чистого корпуса с целью учета быстро прогрессирующего на практике обрастания корпуса и даже винта, особенно в тропических морях. Таким образом, имеем

R_расч = 1,15 R = 1,15 _* 401,8 = 462,07 кН.

Вычисляем коэффициент попутного потока по следующей формуле

Wт = 0,165 [ ( ³D) / D_B ] - W=

= 0,165 _* 0,6 [(³12150) / 5,65] - 0,0036 = 0,1964;

где W= 0,1 _{* *} (Fr - 0,2) = 0,1 _* 0,6 (0,26 - 0,2) = 0,0036 - коэффициент волнового попутного потока.

Находим величину коэффициента засасывания

t = 0,7 Wт = 0,7 _* 0,1964 = 0,137

Выбираем широко распространенные в мировой практике гребные винты серии В4 (серии Трооста с четырьмя лопастями), т.е. Zp = 4. Основным достоинством этой серии гребных винтов является широкая вариация геометрических элементов и надежность полученных данных по гидродинамическим характеристикам. Кроме того, гребные винты серии В обеспечивают эффективную (с достаточно высоким КПД) переработку подводимой мощности.

Определяем минимально допустимое дисковое отношение из условия обеспечения прочности лопастей гребного винта

(A_E/ A_O)min = 0,24 (1,08 - d?н) ( Zp/_max D_B )^2/3 (³ {(10 m Р_е)/[]} )=

=0,24 (1,08- 0,167) ( 4/0,08 _* 5,62)^2/3 (³ [(10 _* 1,75 _* 535,4)/ (6 _* 10⁴)] = 0,498

где []=6*10⁴ кПа - допускаемое напряжение материала лопастей винта,

m=1,75 - коэффициент, учитывающий условия работы винта (для судов ледового плавания),

d?н = 0,167 - относительный диаметр ступицы гребных винтов серии В,

_max = 0,08 м - толщина лопасти в корневом сечении,

Р_е = R_расч /(1-t) = 462,07 / (1 - 0,137 ) = 535,4 кН - требуемый упор винта.

Определяем минимально допустимое дисковое отношение из условия обеспечения безкавитационной работы гребного винта

(A_E/ A_O)= (1,5+0,35 Zp) Р_е / [ (p_O + g h_B - p_V) D²] + 0,2/Z =

= (1,5+0,35 _* 4) 535,4 / [ (101,3+1,025 _* 9,81 _* 4,4 - 5,03) 5,62² ] + 0,2=0,549;

где h_B = T - 0,55 D_Bmax = 7,5 - 0,55 _* 5,62 = 4,4 м - глубина погружения оси винта,

p_А = 101,3 кПа - атмосферное давление,

p_V = 5,03 кПа - давление насыщенных паров воды при t° = 33°С,

Z = 1 - число гребных валов.

Полученные результаты показывают, что лимитирующим фактором при определении дискового отношения винта выступает условие безкавитационного режима обтекания его лопастей. Поэтому принимаем ближайшее большее 0,549 стандартное значение дискового отношения в серии Вагенингена (A_E/A_O) = 0,55. Анализ возможного использования гребных винтов этой серии с числом лопастей Zp = 3 и Zp = 5 показывает, что для первого случая винты будут малоэффективны, а во втором - не будет обеспечена безкавитационная работа гребного винта. Таким образом, применяем на заданном судне гребной винт серии В4-55.

Определение оптимальной комплектации пропульсивного комплекса.

Эффективность работы пропульсивного комплекса судна, как энергетической системы главный двигатель-движитель, существенно зависит от качества согласования режимов работы двигателя, являющегося производителем механической энергии, и движителя (гребного винта), который потребляя эту энергию, преобразует ее в упор. Определение рационального совместного режима работы пропульсивного комплекса, который является “компромиссным” режимом этих двух основных составляющих систему элементов (двигателя и движителя), производится с помощью графических зависимостей оптимальных режимов работы гребного винта. Эти зависимости представляют собой две кривые в функции от частоты вращения гребного винта и в случае прямой передачи, т.е. для заданных условий использования МОД, главного двигателя. Одна из функций D_opt = f(n) отражает величину оптимального диаметра гребного винта, при котором обеспечивается максимально возможный КПД движителя для данной частоты вращения. Вторая - N_eopt = f(n) отражает значение мощности, которую требуется подвести к винту от двигателя в данном случае D_opt. Поэтому выполним расчет указанных выше кривых действия винта серии В4-55. При этом, принимаем коэффициенты влияния неравномерности потока на входе в винт i_T (на упор) = i_Q (на момент) = 1,0.

В начале данного расчета определяем величины, остающиеся постоянными:

- скорость потока воды в диске винта, работающего за корпусом судна, которое движется со скоростью _s:

_A = _s (1 - Wт ) = 9,26 (1 - 0,1964) = 7,44 м/с ;

- коэффициент влияния корпуса:

_H=(1 - t) / (1 - Wт) = (1 - 0,137) / (1 - 0,1964 ) = 1,073 ;

- КПД главной передачи (только валопровод) примем _S=0,98

Дальнейший гидродинамический расчет оптимальных параметров гребного винта производим по типовым формулам в табличной форме (таблица 3), где задаваясь четырьмя значениями частоты вращения гребного винта: n₁ = 85 об/мин, n₂ = 90 об/мин, n₃ = 95 об/мин и n₄ = 100 об/мин, определяем для каждого из этих значений частоты вращения гребного винта величины его оптимального диаметра Dopt и потребляемую движительным комплексом с этим оптимальным винтом эффективную мощность главного двигателя N_eopt. По результатам этого расчета (Таблица 3) строим графические зависимости D_opt = f(n) и N_eopt = f(n) (Рисунке 4), Полученные графические зависимости позволяют определить искомый оптимальный состав пропульсивного комплекса (марку двигателя и диаметр гребного винта) для заданного судна с главным малооборотным двигателем (т.е. с прямой передачей). Для этого на графическую зависимость N_eopt = f(n) в тождественном масштабе накладываются поля рекомендуемых номинальных режимов работы различных марок МОД, приведенных в каталогах дизелестроительных фирм. При этом необходимо стремиться, чтобы точка номинального режима находилась как можно ближе к точке максимально возможного оптимального режима работы гребного винта, который соответствует условию D_opt = D_Bmax = 5,65 м. Этот режим, по существу, является лимитирующим для режимов работы двигателя с номинальными частотами вращения меньше, чем n_optmin = fґ(D_opt = 5,65 м) ? 92,5 об/мин, что отмечено на рисунке 4 соответствующей вертикальной ограничительной линией. Кроме того, при выборе главного двигателя необходимо также, чтобы точка номинального режима работы пропульсивной установки близко от кривой N_eopt = f(n) и одновременно имелся запас как мощности (15 20%), так и частоты вращения (около 5%) по сравнению с режимом ДММ соответствующего дизеля (характерная точка L₁, или R₁, или P₁).

Таблица 3

Название параметра	Обозначение	Формула	Размерность	Значения
Частота вращения в минуту	n	Принимаем	об / мин	85	90	95	100
Частота вращения в секунду	nс	n / 60	об / с	1,416	1,5	1,583	1,666
Коэффициент задания упора - частоты вращения	KNT	A 4( / Ре) / nс	-	1,31	1,27	1,24	1,2
Относительная поступь	J	J = f(KNT) - по диаграмме	-	0,855	0,822	0,791	0,763
Корректировка относительной поступи	J'	1,05 J	-	0,897	0,863	0,84	0,82
Оптимальный диаметр	D opt	A / n* J' , м	м	5,9	5,74	5,59	5,44
Коэффициент упора	KT	Ре / nс2 D 4opt	-	0,212	0,213	0,214	0,215
Коэффициент полезного действия гребного винта	O	O = f(KT , J') - по диаграмме	-	0,648	0,643	0,638	0,633
Относительный шаг гребного винта	H/DB	H/DB = f(KT , J') - по диаграмме	-
Пропульсивный коэффициент	D	H O	-	0,695	0,689	0,684	0,679
Эффективная мощность	Ne	Ре / D S	кВт	7279	7342	7396	7450

3. РАСЧЕТ И КОМПЛЕКТОВАНИЕ СИСТЕМ СЭУ

Функционирование главных, а также вспомогательных двигателей и котлоагрегатов СЭУ обеспечивается соответствующими системами, подающими подготовленные и необходимые для работы среды (топливо, масло, охлаждающие жидкости, сжатый воздух свежий), а также системами, отводящими отработавшие газы. При использовании в СДУ тяжелых вязких топлив предусматривают дополнительные механизмы и устройства для более тщательной подготовки топлива перед подачей к двигателю.

Длительный отрыв судна от базы требует ввод в состав систем специальных хранилищ энергетических запасов: топлива, масла, пресной воды. Кроме того, для обеспечения живучести судна, а также жизнедеятельности обслуживающего персонала и для выполнения присущих судну операций в МО устанавливаются механизмы и устройства общесудовых систем, которые в той или иной степени могут быть связаны с системами, обслуживающими главную и вспомогательные энергетические установки. Перечисленные условия эксплуатации судна, а вместе с этим, и систем СЭУ предъявляют к последним следующие требования:

минимальные масса и габариты;

надежность;

устойчивость к коррозии;

экологическая безопасность;

возможность максимальной автоматизации работы при наименьшем количестве обслуживающего персонала.

Основными направлениями повышения надежности и живучести систем судовых дизельных установок являются:

применение в системах минимального числа оборудования, высокоэффективного, экономичного и надежного, обладающего необходимым запасом производительности и мощности;

выбор рациональной схемы резервирования отдельных элементов и участков системы;

применение схем, позволяющих использовать периодически действующее оборудование в качестве резервного (функциональное резервирование);

улучшение качества механизмов и систем в целом путем изменения конструкции отдельных узлов и деталей, а также применение более стойких материалов;

улучшение технологии изготовления отдельных элементов системы и ее монтажа в корпусе судна путем применения блоков и агрегатов, собираемых на общих фундаментах в цехе;

рациональное размещение механизмов в МО;

- улучшение качества эксплуатации, поддерживание оптимальных режимов нагрузки, предотвращение перегрузочных режимов, повышение квалификации обслуживающего персонала и т. д.

По назначению различают следующие системы СЭУ: топливные, масляные, охлаждения (забортной и пресной) водой, воздушно-газовые (подачи воздуха, пускового воздуха, газоотвода), конденсатно-питательные, паровые и др.

В данном разделе дипломного проекта рассмотрим только системы, обслуживающие главный двигатель 5G50ME - B9.

3.1 ТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА

Топливная система предназначена для приема, хранения, перекачивания, подготовки и подачи топлива к главным и вспомогательным двигателям и вспомогательному котлу, а также для передачи топлива на берег или другие суда.

Для выбранного главного двигателя 5G50ME - B9, как и большинства дизелей транспортных судов, целесообразно по экономическим соображениям использовать на ходовых режимах тяжелые сорта топлива. В то же время для запуска ГД и его остановки, а также работы главного двигателя на переменных режимах необходимо предусмотреть запас легкого топлива. Поэтому в составе проектируемой СДУ должно быть наличие двух топливных систем: тяжелого и легкого топлива.

С целью обеспечения высоких экономических показателей судна и СЭУ в качестве основного топлива для работы на стабильных ходовых режимах принимаем тяжёлое топливо - мазут М-40 (ГОСТ 10585-75). Это топливо - продукт прямой перегонки нефти, состоящий из остаточных фракций. Использование данного топлива в качестве основного является наиболее экономичным в виду более низкой его стоимостью и менее трудоемкой подготовкой по сравнению с более вязкими сортами топлив.

Основные характеристики мазута М40:

Плотность при 50 °С, г / см³ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,970

Вязкость при 50 °С, мм² / с . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250

Вязкость при 80 °С, мм² / с . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

Теплота сгорания, кДж / кг . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39900 - 40700

Температура застывания, °С . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Температура вспышки в открытом тигле, °С . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90

Зольность, % . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,12

Содержание, %, не более:

механических примесей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

воды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,5

серы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,5 - 3,5

Использование тяжелого топлива, такого как мазут, М40 для работы дизельных двигателей требует введение дополнительных элементов в систему с целью обеспечения необходимого уровня его топливоподготовки. Традиционными способами очистки тяжелого топлива на борту судна являются его отстаивание в отстойных цистернах, сепарация и фильтрация.

В настоящее время на большинстве судов, двигатели которых работают на тяжелых сортах топлива, устанавливают отстойные цистерны, вмещающие суточный запас топлива, и сепараторы. Отстаивание как метод очистки топлива, используется для снижения нагрузки на сепараторы, особенно с ручной очисткой. При отстаивании более чем 20 часов (по традиционным нормам 24часа) осядет более 95% находящихся в топливе тяжелых механических примесей и воды. В сепараторах используется принцип расслоения жидкостей различных плотностей или жидкости и взвешенных в ней частиц под действием центробежных сил, возникающих при вращении барабана.

Назначение фильтров в системах СДУ - предотвратить засорение оборудования частицами, находящимися в перекачиваемой жидкости во взвешенном состоянии, а также попадание в насос случайных крупных частиц, могущих вывести его из строя. Эти функции выполняю фильтры грубой очистки, устанавливаемые вблизи места забора топлива. Как правило, в применяемых тяжелых топливах количество примесей весьма значительно, фильтрующие устройства быстро выходят из строя. Поэтому прежде, чем топливо попадет в расходную цистерну, оно подвергается предварительной весьма тщательной очистке путем отстаивания и сепарации. Это позволяет сократить объем фильтров и увеличить срок его работы без замены.

При пуске, остановке и маневрировании ГД будем использовать маловязкое топливо марки Л (ГОСТ 305-82).

Основные характеристики топлива марки Л:

1. Плотность при 50 С, г/см . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,860

2. Вязкость при 50 С, сСт . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3,8

3. Содержание механических примесей, % . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . до 0,1

4. Содержание воды, % . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . до 0,05

5. Содержание серы, % . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . до 0,01

6. Зольность, % . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,01

7. застывания, С . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . -5

8. Низшая теплота сгорания, кДж/кг . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42500

9. вспышки, С . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

Для вспомогательных дизель-генераторов и аварийного дизель-генератора используется топливо марки Л (ГОСТ 305-82). Для вспомогательного парогенератора - М40 по ГОСТ 10585-75.

Принцип действия и состав топливной системы.

Приём топлива на судно методом налива осуществляется с помощью внесудовых средств с береговых или плавучих бункеровочных баз. Для одновременного приёма тяжёлого и лёгкого топлива предусмотрено два приёмных трубопровода. Функциональная схема топливной системы приведена на рисунке 5.

Топливо через палубные наливные втулки (поз.1) и приемный фильтр грубой отчистки (ФГО) (поз.2) по приёмоперекачивающему трубопроводу самотеком поступает последовательно в цистерны основного запаса тяжёлого (поз.3) или лёгкого (поз4) топлива. Все цистерны тяжёлого топлива снабжены паровыми подогревающими змеевиками (поз.27), которые располагаются вблизи приемных отверстий. Тяжёлое топливо по приемному трубопроводу и



ФГО (поз.5) забирается электрическим топливоперекачивающим насосом ( поз.6) и подаётся через гомогенезатор (поз. 7) в одну из отстойных цистерн (поз.8). В случае необходимости введения присадок в топливо эти присадки из специальной цитерны (поз.29) с помощью насоса-дозатора (поз.30) подаются в топливоперекачивающий трубопровод пред насосом и гомогенезатором для качественного их перемешивания с топливом. Из отстойных цистерн тяжелое топливо поступает в блок сепараторов (поз.9) для более тонкой очистки. Причем, сепараторы могут работать как параллельно (очистка только от твердых взвешенных частиц - кларификация), так и последовательно (двухступенчатая очистка: первая - от воды (пурификация), вторая кларификация). Шлам из сепараторов отводится в цистерну сбора шлама (поз. 10). Окончательно очищенное топливо после блока сепараторов поступает в одну из расходных цистерн (поз. 11). Далее тяжелое топливо пройдя через трехходовой кран (поз. 13), предназначенный для подачи либо, тяжелого, либо легкого топлив, попадает в подсистему топливоподачи к главному двигателю. Подготовка легкого топлива осуществляется по упрощенной схеме (легкое топливо подвергается только очистке в сепараторах).

Поскольку в данном проекте предусмотрено использование тяжелого (высоковязкостного) топлива М40, требующего значительного подогрева с целью получения необходимой вязкости для качественного распыла топлива форсунками, то применяем закрытую подсистему топливоподачи под давлением. В начале этой подсистемы устанавливаем топливоподкачивающие насосы (поз. 15) (один насос находится в резерве), которые на входе защищаются от крупных металлических включений контрольным фильтрами грубой очистки (поз. 14). Указанные топливоподкачивающие насосы предназначены для создания в циркуляционном контуре давления около 0,5 МПа с целью обеспечения необходимого кавитационного запаса энергии топлива на входе в циркуляционного топливного насоса (поз. 16) (один насос находится в резерве). Поэтому данные топливоподкачивающие насосы часто называют бустерными (подпорными). Топливо после повышения давления в бустерном насосе проходит через расходомерное устройство (поз. 32) и поступает в циркуляционный контур. Таким образом, очищенное тяжелое топливо одним из циркуляционных насосов подается в устройство регулирования вязкости, которое включает в себя: подогреватель (поз. 17), байпасный трубопровод (поз. 18), регулирующий трехходовой клапан (поз. 19) и вискозиметр (поз. 20). Работа указанного устройства заключается в следующем. Не подогретое топливо по байпасному трубопроводу, а слегка перегретое в подогревателе топливо поступают на два входа регулирующего трехходового клапана, который по управляющему импульсу от вискозиметра обеспечивает нужные пропорции смешивания не подогретого и перегретого топлив. После устройства регулирования вязкости тяжелое топливо через контрольный фильтр тонкой очистки (поз. 21) поступает в главный двигатель (поз. 22) к его топливному насосу высокого давления (поз. 31). Избыточное топливо по отсечному трубопроводу (поз. 26) самотёком направляется в так называемую возвратную трубу (поз. 24) (цистерну), где осуществляется деаэрация топлива, и откуда вновь поступает на вход циркуляционного насоса, смешиваясь с вновь поступаемыми порциями топлива от бустерных насосов. На отсечном трубопроводе устанавливается предохранительный клапан (поз.23), который фактически поддерживает требуемое давление топлива в циркуляционном контуре. На верхней части возвратной цистерны размещается автоматический деаэрационный клапан (поз.25), который выпускает присутствующие в ней газы, выделившиеся из топлива после цикла его резкого значительного сжатия в ТНВД и расширения после форсунок при сливе излишков, в расходную цистерну, но препятствует проходу жидкого топлива.

При пуске, остановке и маневрировании двигателя используется лёгкое топливо, которое поступает в подсистему топливоподачи к ГД из расходной цистерны (поз. 12) при предварительном переключении трехходового крана (поз. 13). В расходную цистерну легкое топливо подаётся из цистерны основного запаса (поз.4) одним из топливоперекачивающих насосов через свои сепараторы (настроенные на легкое топливо), где и осуществляется его очистка. При работе на легком топливе подогреватель топлива отключается.

Выдача топлива на берег или другие суда производится одним из топливоперекачивающих насосов (поз.6) по трубопроводу (поз.28) через палубную втулку (поз.1).

Определение параметров основного оборудования для комплектации топливной системы.

Определение часового расхода тяжелого топлива

кг/ч

где: n = 1 шт. - количество ГД;

Ne = 8600 кВт - эффективная мощность ГД,

be= 0,167 кг/кВт*ч - удельный расход топлива.

эталонноя теплота сгорания топлива -

низшая удельная теплота сгорания топлива -

Определение часового расхода легкого топлива л

кг/ч

Обьем расходной цистерны тяжелого топлива.

где: = 970 кг/- плотность тяжелого топлива;

= 1,011,015 - коэффициент мертвого обьема, принимаю 1,015;

=1,021,03 - коэффициент

Обьем расходной цистерны легкого топлива

где: - плотность легкого топлива, 860 кг/ ;

Емкость отстойной цистерны тяжелого топлива.

Емкость отстойной цистерны тяжелого топлива принимаем равной обьему расходной цистерны тяжелого топлива

Производительность топливоперекачивающего насоса

= 43.7 /ч

где: K = 1,11,15;

=970 кг/- плотность тяжелого топлива;

= 24 ч. - время суток;

= 1 ч. Продолжительность заполнения расходной цистерны

По определенной выше производительности и рекомендованному на основе статистических данных по судовым топливным системам давлению топливного насоса (0,25 0,40 МПа ) выбираем из типоразмерного ряда топливоперекачивающий насос винтового типа марки ЗВ 320/16-3-125/4Б3,

Производительность топливоподкачивающего насоса.

= 1,8 /ч

где: K=1,11,15 - коэффициент запаса, принимаю К=1,15;

=970 кг/- плотность тяжелого топлива;

Производительность сепаратора топлива

= 5,4 /ч

где: - коэффициент запаса,

K=1,11,15, принимаю K=1,1;

- часовой расход топлива, 1486 кг/ч;

- плотность топлива, 970 кг/

- время суток, 24ч.;

- время работы сепаратора, принимаем 8ч.

По производительности из типоразмерного ряда подбираем сепаратор очистки топлива марки MARX - 207 производительностью 5,5 м³ / час.

3.2 МАСЛЯННАЯ СИСТЕМА

Данная система предназначена для приема, перекачивания, хранения, подготовки и подачи масла к местам смазки трущихся деталей главных и вспомогательных машин и механизмов, охлаждения поршней двигателей, а так же для выдачи масла на берег или другие суда.

Циркуляционные масляные системы делятся на напорную, гравитационную и напорно - гравитационную.

Наиболее широкое применение в СЭУ c МОД имеют минеральные масла. Употребляют два сорта масел: с малой вязкостью для циркуляционной смазки подшипников и охлаждения поршней; с высокой вязкостью для смазки цилиндров. Кроме того, для смазки турбонаддувочного агрегата необходимо использовать масло с очень низкой вязкостью.

Все главные и вспомогательные двигатели имеют самостоятельную принудительно-циркуляционную систему смазки, предназначенную для надёжной подачи масла к трущимся поверхностям во время пуска, работы и остановки механизма. Судовые дизельные установки с МОД имеют комплексную систему смазки, которая включает в себя несколько независимых подсистем, обеспечивающих маслом отдельные узлы двигателя и агрегаты:

напорную циркуляционную для смазки узлов трения ГД и охлаждения его поршней;

линейную для смазки цилиндров;

напорную смазки ВД;

Поскольку требования к качеству масла для каждой из указанных подсистем различны, то в них используем масла разных марок.

Принцип действия и состав масляной системы.

Функциональная схема масляной системы изображена на рисунке 6.

Приём масла на судно, как и прием топлива, производится закрытым способом вне судовыми средствами с берега или судна заправщика через наливные палубные втулки, расположенные в станциях приёма и выдачи топлива и масла. Эти же втулки используют и для выдачи масла. Указанные втулки (каждая для своего сорта масла) соединены с фильтрами предварительной очистки, откуда масло при приеме по приёмным масляным трубопроводам самотеком поступают в цистерны запаса масла: цилиндрового (поз. 14), моторного (поз. 1) и турбинного (поз. 22).

Система смазки цилиндров является линейной и гравитационной. Она включает в себя только цистерну запаса цилиндрового масла, подающего трубопровода и лубрикаторов (поз.15). Смазка цилиндров дизеля производится специальным высоковязким цилиндровым маслом, которое из цистерны запаса, самотёком поступает к специальным лубрикаторам, которые распределяют масло под давлением 5-8 МПа равномерно по окружности зеркала каждого цилиндра.

Количество подаваемого масла дозируется лубрикатором (по несколько капель на ход поршня). Удельный расход цилиндрового масла в МОД составляет 0,2-0,7 г/(кВт*ч). После смазки цилиндров и поршневых колец масло сгорает в цилиндре вместе с топливом и в цикл не возвращается.

Моторное масло из цистерны запаса самотеком поступает в сточно-циркуляционную цистерну - СЦЦ (поз. 5), в которую при работе главного двигателя (поз. 26) из его картера стекает масло, прошедшее через узлы смазки и каналы охлаждения поршней. Из СЦЦ масло через фильтр грубой очистки (поз. 8) забирается главным масляным насосом (поз. 9) и подается через фильтр тонкой очистки (поз. 10) к маслоохладителю (поз. 12), где оно охлаждается забортной водой. Для регулирования температуры (вязкости) масла используется термостат (поз. 11), который обеспечивает нужные пропорции смешения переохлажденного масла, идущего через маслоохладитель, и не охлажденного масла, идущего по байпасному трубопроводу. Подготовленное таким образом (очищенное и имеющее требуемую вязкость) масло поступает снова в ГД, причем для более надежной смазки крейцкопфного механизма малооборотного дизеля давление масло дополнительно повышается с помощью дополнительного насоса (поз. 28). Для более тонкой очистки моторного масла от примесей и воды служит центробежный сепаратор (поз. 4), который осуществляет неполнопоточную очистку масла, забирая его из СЦЦ и после очистки снова сливая в нее. В случае необходимости сепаратор может подавать очищенное масло в цистерну отсепарированного масла (поз. 2). Во всех цистернах цилиндрового и моторного масел, имеющих повышенную вязкость при комнатной темературе, предусмотрены паровые подогреватели (поз. 27) для снижения вязкости масла при его перекачки.

Турбокомпрессор дизеля (поз. 16) имеет автономную гравитационно-напорную систему смазки, состоящую из СЦЦ турбинного масла (поз. 21), ФГО (поз. 17), циркуляционного масляного насоса (основной и резервный) - (поз. 18), ФТО (поз. 19), маслоохладителя (поз. 24) и гравитационной масляной цистерны (поз. 20). Для регулирования температуры (вязкости) турбинного масла используется термостат (поз. 23), который обеспечивает нужные пропорции смешения переохлажденного масла, идущего через маслоохладитель, и не охлажденного масла, идущего по байпасному трубопроводу. Из гравитационной цистерны турбинное масло самотеком под постоянным напором поступает через контрольный ФТО (поз. 19) к подшипникам нагнетательного агрегата. Ёмкость цистерны должна быть достаточной для обеспечения работы турбонагнетателя в период его свободного выбега при аварийном отключении циркуляционных насосов. Для надежного обеспечения уровня масла в гравитационной цистерне устанавливается переливной трубопровод (поз. 28), через который постоянно сливаются излишки масла, контролируемые с помощью индикатора (поз. 25).

Определение параметров основного оборудования для комплектации масляной системы.

Подача главного масляного насоса моторного масла

где: - подача главного масляного насоса на 1 цилиндр, = 25 ;

число цилиндров

Из типоразмерного ряда выбираем электромасляный насос марки ЭМН 125/4,5-4 с подачей 135 и напором 0,45 Мпа

Определение необходимого количества масла в системе смазки.

G_цм = W_гм / z = 125 / 8 = 15,6 м³

где: z = 5. 10 - кратность циркуляции, принимаем 8.

Ёмкость сточно-циркуляционной цистерны.

V_сцц = 1,45 G_цм = 1,45 15,6 = 22,62 м³

где: 1,45 - эмпирический коэффициент

Производительность сепаратора масла.

W_C = G_цм / ф_С = 15,6 / 8 = 1,95 м³/ч

где: ф_С = 8. 12 ч. - время сепарации.

По производительности из типоразмерного ряда подбираем сепаратор очистки масла марки MARX-204 производительностью 2,5 м³ / час.

3.3 СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ

Система охлаждения судовой энергетической установки предназначена для охлаждения деталей главных и вспомогательных двигателей, нагревающихся от теплоты сгорания топлива (так называемые «огневые поверхности) с тем, чтобы снизить их температурную деформацию и повысить прочность, а также для отвода теплоты от рабочих сред (масла, топлива, воды и наддувочного воздуха). Кроме того, с помощью системы охлаждения обеспечивается отвод теплоты от других различных механизмов, устройств, приборов, размещенных в машинно-котельном отделении.

Режим охлаждения двигателя оказывает влияние на эффективность его работы. С повышением температуры охлаждающей воды индикаторный КПД двигателя падает, что объясняется уменьшением коэффициента наполнения, периода задержки воспламенения и скорости нарастания давления. Вместе с тем благодаря снижению вязкости масла уменьшаются потери на трение (механический КПД растет) и износ деталей двигателя. В результате при изменении температуры воды от 50^о до 150^оС наблюдается незначительное увеличение эффективного КПД дизеля.

Температурный уровень охлаждения влияет на количество и характер лако- и нагарообразования, выпадения осадка и окисления масла. С ростом температуры ускоряется окисление масла, однако лакообразование уменьшается. Таким образом, повышение температуры охлаждающей воды в двигателе сопровождается некоторым улучшением его показателей. Кроме того, наблюдается благоприятное с точки зрения утилизации теплоты перераспределение потоков вторичных энергоресурсов: количество теплоты, отводимой отходящими газами, возрастает, а охлаждающей водой - уменьшается.

Система охлаждения состоит из следующих основных элементов: насосов пресной и забортной воды, фильтров, расширительных и сточных цистерн и цистерн для приготовления присадок, охладительной пресной воды, подогревателей пресной и забортной воды, приемных и отливных устройств, трубопроводов с запорной и регулирующей арматурой и контрольно-измерительных приборов. Охладители предназначены для отвода в воду избыточной теплоты от охлаждающих жидкостей и наддувочного воздуха. Расширительная цистерна служит для компенсации изменений объема воды в системе вследствие изменения ее температуры, для восполнения потерь воды в системе из-за утечек и испарения, а также удаления из системы воздуха и водяных паров. Терморегуляторы должны автоматически поддерживать температуру воды и охлаждаемых жидкостей в заданном диапазоне.

В настоящем проекте применяется трехконтурная система охлаждения с центральным охладителем пресной воды. Такой выбор обусловлен стремлением повысить надежность всего охлаждаемого оборудования, где для отвода тепла используется только пресная вода, обладающая меньшей коррозионной активностью. В связи с тем, что в заданном проекте фидерного контейнеровоза укомплектована дизелем 5G50ME - B9, имеющих два контура охлаждения (низкотемпературный и высокотемпературный), то и контур пресной воды состоит из двух частей. Согласно технической документации на дизель 5G50ME - B9 фирмы MAN B&W для охлаждения втулок цилиндра с целью снизить тепловые потери с охлаждающей водой используется пресная вода с температурой на входе в зарубашечное пространство 75°С и 85°С на выходе из него. Для обеспечения этого требования в контуре пресной воды системы охлаждения выделяется специальный высокотемпературный контур, который имеет сообщение с низкотемпературным контуром пресной воды через регулировочный клапан с термостатом. Во избежание вскипания воды в зарубашечном пространстве и охлаждающих каналах крышки цилиндров, где охлаждаются огневые поверхности, в контуре поддерживается давление не менее 0,25 МПа.

Устойчивая циркуляция пресной воды достигается благодаря постоянному отводу паровоздушной смеси из полостей охлаждения, обеспечению полного заполнения водой циркуляционного контура (периодическим пополнением воды) и возможности изменения объема воды из-за динамичности процессов охлаждения во время эксплуатации. Для этого в каждой системе последовательно с основным контуром циркуляции воды (или параллельно ему) устанавливают дренажно-компенсаторный контур с расширительной цистерной, связанной с атмосферой. В этой цистерне происходит выделение паровоздушной смеси из воды. Она служит для пополнения утечек воды и является буферной емкостью при изменении объема воды.

Согласно требованиям Регистра каждое машинное отделение должно иметь не менее двух кингстонных ящиков циркуляционной или охлаждающей воды, обеспечивающих приём забортной воды в любых условиях эксплуатации. В настоящее время, предусматривают кингстонно-распределительный канал, в который вода поступает из кингстонных ящиков, а затем через клинкетные задвижки - в систему охлаждения. Отвод воды за борт осуществляется через невозвратно-запорные клапаны. Во избежания попадания нагретой воды в приёмные отверстия, отливные и приёмные отверстия разносят по длине судна, располагая последние в нос от отливных. Отливные забортные отверстия размещаются на днище или на борту, как правило, не менее 300 мм ниже ватерлинии наибольшей осадки.