1. 目的及意义

船舶是世界主要的交通运输工具之一,船舶动力系统则被称为船舶的“心脏”。在不同类型船舶的排水量限制下,保证其输出功率的同时,提高效率降低能耗,提高船舶载重量与续航能力就显得十分重要。经济全球化使得国际间贸易和交流迅速加强，为航运市场的快速发展提供了契机，新船的需求稳步上升。因此，世界船舶市场将保持稳定旺盛的需求，这为我国船舶工业提供了极为广阔的发展空间。造船规模的不断扩大，国际间的交流合作不断深入，船舶设备的日益复杂，船东对于船舶的性能和经济成本的要求不断提高，迫使船舶设计和建造企业不断寻求新的设计手段和方法，提高快速响应能力，提高现有资源的重复利用，满足多样化，个性化的用户需求。

船舶动力系统是船舶航行的核心部分，作为主要的船舶设备，动力系统的价值为所有设备成本的30%-35%，并且动力系统的可靠性、节能等成为船舶制造所考虑的重要因素，因此，船舶动力系统的设计和发展已经成为船舶行业关注的重点，也是世界各国竞争的关键。目前，由于我国造船业起步较晚，我国在船舶设计和建造水平上，与一些造船强国有着较大的差距，尤其是船舶动力系统的设计上，成为制约我国船舶制造发展的关键因素。因此，有必要对船舶设计方法展开研究，从而改善船舶动力系统的性能，以提高设计水平，降低生产成本成本，降低对现有资源的消耗，提升我国船舶企业在国际市场上竞争力。

2. 船舶动力系统国内外研究现状

目前，国内有一些关于船舶动力系统的相关研究报告。船舶动力系统随着蒸汽机、汽轮机、柴油机、燃气轮机的发明以及实际应用，不断出现更加优化的推进方式。

蒸汽机在19世纪初和20世纪初是世界航运船舶最重要的原动机，蒸汽机在船舶上的应用是人类在交通运输领重大跨越。之后蒸汽轮机推进系统—取代往复式蒸汽机，目前主要在LNG船和核动力船舶上应用。20世纪上半叶横跨大西洋往返于欧洲和北美的高速定期班轮多是采用蒸汽轮机作动力。自2003 年瓦锡兰集团推出 50DF 双燃料发动机以来，已经有越来越多的世界知名船用发动机厂商加入到双燃料发动机的研制行列中，如曼公司卡特彼勒公司等

蒸汽轮机被柴油机在上世纪60年代开始全面取代了，成为最主流的的船舶动力装置，柴油机动力装置分为四冲程和两冲程柴油机，目前柴油机动力装置主要是由MAN公司 和WARTSILA公司生产。近年来，柴油机在可靠性、排放量、功率密度等方面都取得了很大进步，这与其相继在增压技术、电子控制技术、共轨喷油技术等方面的发展是分不幵的。德国MTU公司和L’argange公司从1990年开始开发共轨喷油技术，并于1996年在MTUd000系列柴油机船也是采用川崎重工生产的上采用。2006年，MTU公司在推出的改进型MTU4000舰艇柴油机上采用了第2代共轨喷油系统。

据统计，目前在服役的以及在建订单中的LNG船舶中，汽轮机推进装置仍然占有支配地位。尤其是在日本和韩国，LNG船舶绝大多数都采用三菱重工，商船三井和川崎重工生产的汽轮机推进系统。而我国沪东中华造船厂建造的首制LNG也是采用川崎重工生产的UA-400型汽轮机推进装置，主锅炉采用三菱重工制造的MB-4E型双燃料主锅炉。