船用核动力的推进方式分为直接推进、电力推进和混合推进，其原理如图1所示。①直接推进。是汽轮机输出的机械能通过传动机构及轴系传递到推进器的推进方式。直接推进是一种传统的推进方式，传动结构普遍采用齿轮减速器。船用核动力大多采用这种推进方式。②电力推进。是由汽轮机驱动发动机给推进电机供电，推进电机再驱动推进器的推进方式。电力推进分为直流电力推进、交流电力推进和交-直流电力推进等几种形式。③混合推进。船舶可根据需要或采用直接推进或采用电力推进，核动力直接推进为主动力，电力推进为辅助动力，这种推进方式即为混合推进。

上：直接推进方式  下：电力推进方式图1 船舶两种推进方式的基本原理

一般由二回路系统、轴系及螺旋桨等组成。其中主要部分为二回路系统。

核动力装置是用蒸汽发生器产生的蒸汽驱动汽轮机转换成机械能和电能的汽-水循环系统。

二回路系统由主汽轮齿轮机组（简称主机）、汽轮发电机组等主要设备，以及蒸汽系统、凝水-给水系统蒸汽排放系统、循环冷却水系统、造水系统等辅助系统组成（图2）。其工作原理和流程是：蒸汽发生器产生的蒸汽由蒸汽系统输送到包括高压汽轮机和低压汽轮机的主机做功，在其间将蒸汽的热能转变为机械能，通过联轴器和传动轴系直接用于推进系统带动螺旋桨，使舰船航行。蒸汽还通过辅蒸汽系统输送到汽轮发电机组发电，将蒸汽的热能转变为满足舰船用电设备和生活的电能。在主机和汽轮发电机组做功后的低压湿蒸汽（乏汽）排入冷凝器，经循环水冷却系统冷却成凝结水，进入凝给水系统，经凝水泵和给水泵升压，由给水预热器加热到一定温度后送回蒸汽发生器，吸收反应堆产生的热能而转变为蒸汽。如此持续循环，连续将反应堆产生的热能转变为机械能和电能。

图2 二回路系统示意图

在采用电力推进的核动力装置中，汽轮发电机组发出的电能不仅要供给推进电机使用，还需满足动力装置和全船用电的需求。

船用核动力大部分采用直接推进方式，主汽轮齿轮机组（简称主机）由汽轮机、冷凝器和齿轮减速器三大部分组成。按照汽轮机配置方式的不同，分为单机双缸、单缸双机两种类型，如图3所示。

上：单机双缸汽轮机组  下：单缸双机汽轮机组图3 两种主汽轮齿轮机组类型

汽轮机以蒸汽为工质，通过在汽轮机内的膨胀做功，将蒸汽的热能转变为机械能，用于产生推进船舶前进所需的动力。汽轮机由4个基本部分组成：①通流部分。蒸汽在其中流过并实现能量转换的部分，由喷嘴和动叶构成。②定子。包括汽缸及其上所固定的零件（如喷嘴箱、隔板）等所有静止部分的总称。③转子。所有转动部分的总称，包括叶轮和机轴。④两端部分。位于汽轮机的两端，包括汽封、推力轴承、轴承等为保证汽轮机正常工作所需的各种零部件。

由于机动航行的需要，汽轮机必须能够提供倒车功率，以保证船舶的航行安全。因此，汽轮机通常需要配置倒车汽轮机或倒车级。倒车汽轮机的功率根据要求来确定，船舶的倒车功率一般约为正车功率的40%～60%。

核动力汽轮机绝大多数使用饱和蒸汽进行工作，饱和蒸汽对核动力汽轮机的设计和运行带来很多不利影响，主要特点为：①蒸汽参数低，驱动汽轮机的蒸汽为压力较低的饱和蒸汽或微过热蒸汽；②蒸汽容积流量大；③蒸汽湿度大。因此，核动力汽轮机的设计中应采取相应的去湿措施，保证汽轮机的安全可靠运行。

冷凝器是汽轮机组的重要组成部分，其功能是接受来自汽轮机和蒸汽排放系统的蒸汽，回收启动时的疏水及其他疏水，并冷凝成水，建立并保持汽轮机运行所需的背压。船用冷凝器都是表面式，按照冷却水的流程可以分为单流程和双流程冷凝器。舰船主冷凝器多采用单流程双通道结构，可使冷凝器管束得到充分冷却，且循环冷却水阻力较小，但循环冷却水量很大，一般为凝水量的50～80倍。采用双通道结构可提高舰船的生命力，可利用单个通道在低功率情况下正常运行。

抽气器的功能是将冷凝器内的不凝结气体抽出，以维持冷凝器的真空度。在舰船凝汽设备中，普遍采用以蒸汽为工质的两级射汽抽气器，虽然其经济性能不高，但结构简单，工作可靠，布置紧凑，使用和维护方便。

汽轮机采用较高转速是提高运行效率、减小重量尺寸的有效措施，对提高船的续航力具有重要意义。在满足可靠性要求的前提下，汽轮机的工作转速一般在3000～9000转/分范围内。而大功率螺旋桨受工作特性所限，转速过高会产生“空泡”现象，使推进器桨叶表明剥蚀，推进器的推力和效率都会下降，甚至不能工作，所以螺旋桨转速一般为100～400转/分，以保证较高的推进效率和工作稳定性。为了使汽轮机和螺旋桨都能在各自有利的转速下正常运行，并且将汽轮机的输出功率有效传递给螺旋桨，在汽轮机和螺旋桨之间必须设置中间传动设备，即齿轮减速器。

齿轮减速器的主要性能指标为减速比，即输入转速和输出转速之比。单级减速器的减速比可达14～20，而双级减速器的减速比可达40～100。

功能是将蒸汽发生器产生的蒸汽的热能转换为电能。汽轮发电机组由汽轮机、冷凝器、发电机等组成，根据汽轮机和发电机的转速，确定是否需要在两者之间设置减速器。

船用核动力多采用直接推进方式，而汽轮发电机组的功率较小，主要用于供全船用电，根据全船用电需求确定汽轮发电机组的配置和容量。

随着技术的发展，船舶电力推进将会应用得更广泛，而对于采用电力推进的核动力船，供电用户中增加了推进电机，通过推进电机将能量传递给推进器，转换为船航行的机械能，从而提高了对汽轮发电机组的性能要求，如要求机组功率更大、除湿效率和高速电机的可靠性更高等。

功能为输送蒸汽。从蒸汽发生器向汽轮机输送蒸汽的系统称为主蒸汽系统，供给辅机用汽及辅助换热设备用汽的系统称为辅蒸汽系统。收集辅机乏汽的系统称为乏汽系统。为了方便起见，将这些系统合称为蒸汽系统。

蒸汽系统的布置与蒸汽发生器的数量、主汽轮机及其他用汽设备的数量和布置方式密切相关。主蒸汽系统常见的布置方式包括单线布置、双线布置及环形布置。辅蒸汽系统的布置形式也有3种类型，分为单线布置、环形布置和独立式布置。乏汽系统通常是贯穿机舱的一根总管，在乏汽总管上聚集并分配背压式辅机的排汽。

对于采用两台蒸汽发生器的一回路系统，主蒸汽系统的布置常常采用双线布置方式，如图4所示。两台蒸汽发生器分别各用一根主蒸汽管道与主机相通。这种布置可增强蒸汽发生器向主机供汽的可靠性，而且可以切断损坏管道，同时由于每根主蒸汽管道的管径相对较小，使管道热应力减轻，从而增强了管段自身热补偿的可靠性。

图4 主蒸汽系统的双线布置方式

其功能是抽出冷凝器中的凝水，通过给水加热器加热后输送到蒸汽发生器；抽出冷凝器中的空气，保证其要求的真空度；调节冷凝器及蒸汽发生器的水位和平衡系统中的水量。为保证上述功能的实现，凝水-给水系统一般由凝水泵、抽气器、给水泵、给水加热器、给水调节阀等设备以及相连管道、仪表等组成。系统流程见图5。

图5 凝水-给水系统流程示意图

凝水-给水系统首先应保证在船舶核动力装置的所有运行工况下均能可靠的工作，而且蒸汽发生器水容量越小和蒸汽产量越大（如直流蒸汽发生器），系统更应可靠的工作。为此，凝水和给水系统的设计必须满足以下原则：①主要设备如凝水泵和给水泵必须双重设置。②整个系统应设有可靠灵敏的自动调节装置，如蒸汽发生器水位控制、冷凝器水位控制等。③考虑凝水量和给水量的不一致性。④保证所有设备的技术要求，如凝水泵和给水泵的特性和汽蚀性能、给水调节阀的特性等。⑤给水泵应有直接从冷凝器水箱蒸汽发生器供水的应急吸水管。⑥在正常条件下，必须保证给水的水质。

其功能是将蒸汽发生器产生的多余蒸汽，经减温减压后排入冷凝器中，防止主蒸汽管内压力超过允许值。在负荷大幅度变化及事故工况下，均能使主蒸汽系统超压，这时均应排放一部分蒸汽，将蒸汽压力降至额定值以下。负荷大幅度变化时的排放，为机动排放工况；在事故工况下的排放，为安全排放工况。在动力装置负荷急速降低的过渡过程中，蒸汽发生器中的蒸汽产量由于一回路的滞后现象，不能马上跟随变化，这样蒸汽发生器的蒸汽压力降急剧增加，甚至会超过主蒸汽系统的允许值。此时，必须将多余的蒸汽经减温减压后排入冷凝器，使二回路装置所消耗功率与反应堆功率之间相平衡。蒸汽排放系统一般由蒸汽排放阀、减温减压装置以及相连的管道、附件等组成（图6）。

图6 蒸汽排放系统流程示意图

其功能是向冷凝器供给冷却水，用于冷凝进入冷凝器内的蒸汽，同时还供给其他辅助设备（如滑油冷却器、设备冷却水系统、余热排出热交换器等）所需的冷却和冲洗用水。循环冷却水为来自舷外的海水，舷外的海水通过船体上的吸水孔和进水管进入系统内，经循环水泵增压，一部分进入冷凝器作为循环冷却水，吸热后通过出水管和出水孔排入大海；另一部分由循环水泵出口的支管送到滑油冷却器及其他设备作为冷却和冲洗用水，然后由排水管和通海口排回大海（图7）。

图7 循环冷却水系统流程示意图

在现代船用汽轮机装置中，广泛采用自流式循环冷却水系统。此时，海水依靠船前进时船体对于海水的相对运行所产生的动压头流经冷凝器，在船速不低于10～12节的情况下，可以很好地满足装置正常运行的要求；循环水泵只在低功率工况下使用，功率可大大降低，便于采用电动机驱动；这种系统会增加船舶的航行阻力，消耗汽轮机的推进功率，但由于主汽轮机的能量利用系数比辅助汽轮机高，所以这种系统是经济的。