随着国民经济建设与发展对大型船舶的需求日益迫切,对大型船舶的整体设计、校核、试验等研究工作也在不断深入。蒸汽动力装置是大型船舶的核心部件,由此所构成的热力系统不仅庞大,且结构和热力过程十分复杂,对其安全、经济、稳定运行和自动化程度的要求也非常高。为加强对大型船舶热力系统的研究,深入了解和掌握其动态性能,有效验证和指导大型船舶热力系统的操作、运行及设计,本文的主要工作是利用低成本高效率的现代试验技术,建立大型船舶蒸汽热力系统的数学模型和仿真试验平台。本文研究中,采用模块化建模技术和集总参数化的理论与方法,在分别建立燃烧室、汽包、水冷壁、经济器、过热器、汽轮机本体、冷凝器、阀门等热力系统各组成部件机理数学模型的基础上,建立起燃油锅炉和汽轮机两大子系统的数学模型。并利用软件Matlab/Simulink工具包,建立船舶蒸汽热力系统各组成部件的模型模块,形成模型库。随后根据实际系统的结构原理,通过连接相应地模型模块实现了燃油锅炉子系统、汽轮机子系统、以及整个热力系统的仿真组态和组态封装,从而构建了大型船舶蒸汽热力系统的仿真试验平台。研究过程中,运用逐层验证的方法以保证每层组态模型的正确性。本文将船舶热力系统各部件设计为彼此独立的子模块,它既是完整的仿真系统中的一部分,又可单独仿真运行。根据研究目的不同选择模块库中的部件子模块进行仿真组态,可组建不同具体类型船舶热力系统的仿真平台。通过不同参数扰动条件下的仿真试验所获得的几个重要参数动态响应曲线,与实际运行工况比较,并进行理论性分析,验证了运用Simulink对船舶热力系统建模仿真是一种研究船舶热力系统的特性的有效方法。本文的研究成果不仅有助于船舶热力系统的动态性能试验研究、系统设计与校核的指导、运行操作人员的培训,同时也为进一步研究开发可视化仿真平台构建了基础。