星光电脑为您整理了国产500兆瓦燃气轮机,还有中国舰用燃气轮机是什么水平和国产燃气轮机的最新进展,下面一起来看国产新一代驱逐舰052D上的燃气轮机gt25000模块化生产了吗吧。
国产燃气轮机的最新进展
《 中国航空报》报道,中航工业动力所研制的两款燃气轮机都取得阶段性进展,这说明中国在装备自主研制生产的舰用燃气轮机道路上迈进了关键一步。而且从新型国产驱逐舰已经开工的情况来判断,国产燃气轮机已经基本解决问题,中国海军将展开新一波的造舰高潮。
据新华网转发《中国航空报》的报道,中航工业动力所研制的两款燃气轮机都取得阶段性进展,其中一款是中档功率燃气轮机、另外一款是小功率燃气轮机。而根据《航空发动机》杂志的公开报道,中航工业动力所在发展QD128、QC185、QC70、R0110四款燃气轮机,其中R0110为重型燃气轮机、QD128和QC185是中档功率燃气轮机,QC70是小功率燃气轮机。R0110因为体积、重量过大,只适合用于陆上发电用途;QC128则已经通过新品鉴定,并实现了两套发电机组销售,可以说已研制成功。所以,这次取得进展的,应该是QC185和QC70两个型号。
按照《中国航空报》的报道,QC185中等功率燃气轮机在8月29日实现了首次点火,并在慢车状态实现稳定运行。而QC70小功率燃气轮机则在8月22日完成第一阶段可靠性测试,即历时13个月的长期试车任务。从两者的体积、功率来看,两者都可以用于军舰动力,QC185可用于大型驱逐舰,QC70则可用于气垫船。这标志着我国在装备自主研制生产的舰用燃气轮机道路上迈进了关键一步。中国海军仅有6艘驱逐舰采用了燃气轮机作为动力。根据外媒报道,其中052型驱逐舰112、113号装备了美制LM2500燃气轮机,052B、052C型驱逐舰168、169、170、171号装备了乌克兰制的GT25000或国内仿制型号。为什么燃气轮机对于海军建设如此重要?网易军事为您作出独家分析。
舰船动力装置主要有:蒸汽动力装置、柴油机动力装置、核动力装置、燃气动力装置和联合动力装置。前两种装置发展得比较早,广泛应用于各类舰船,后面三种,系近十多年来迅速发展起来的新型动力装置。舰船燃气轮机动力装置是指以燃气轮机为主机的全燃化动力装置。它自五十年代末期起,尤其是六十年代中期以来,已得到了极其广泛的应用。功率总数日益增长,装舰使用范围日益扩大,已由快艇发展到了护卫舰、导弹驱逐舰、巡洋舰和直升机航空母舰等,可谓是舍我其谁。
中国舰用燃气轮机是什么水平?
世界第四个可以生产完整自己生产出来大功率燃气轮机的国家,这里是指自己独立生产,世界上燃气轮机最厉害的是英国,美国在这方面都比不上英国厉害,现在俄罗斯都没有自己独立生产燃气轮机的能力,乌克兰有这样的技术,但是现在没有这样完整的生产线,不过也算是可以独立生产了。
我们的燃气轮机技术来自乌克兰 源自前苏联的技术,现在我们的最新型舰用燃气轮机就是跟乌克兰技术有直接的关系,055大驱就是用的这个,不然我们是没办法生产大型水面舰船的,而日本和德国的工业水平发达,生产燃气轮机是可以的,只是由于美国的关系,他们不能独立生产完整的燃气轮机。
当然我们的燃气轮机技术还比不了美国和英国,现在我们的燃气轮机水平最多和美国的八十年代的水平差不多,有三十多年的代差水平,日本现在的准航母上面使用的就是美国的LM2500燃气轮机,使用安装的是四台,能提供总功率输出约100兆瓦的功率,英国的伊丽莎白女皇号航母使用的是两台MT30燃气轮机,单台输出功率36MW,和两台11MW的柴油发动机。
我们目前大型舰船用的燃气轮机是QC280,单台输出功率为30MW,对于大型舰船来说还是略显不足,这个功率也比不上美国八十年代的经典燃气轮机LM2500,也比不上英国的MT30,我们的QC280是苏联的LMT25000燃气轮机国产版,属于上个世纪七八十年代的水平。
功率在40MW到50MW的燃气轮机,这个是我们在现在燃气轮机的基础上自主研发的新型燃气轮机,目前已经成功生产出来,并已经点火成功,正在进行一系列的实验测试阶段,这是一个巨大的突破,让我们距离先进水平跨越了一大步,当然跟英美还存在一些差距,只是差距在不断减小。
我们的水平现在是一流水平,因为全世界能独立生产燃气轮机的只有四个国家,我们就是其中之一,说明了我们的水平世界一流,超一流水平的是英美,但是就算是这样我们也是值得骄傲的,50MW燃气轮机研发成功,让我们未来的大型舰船拥有更大的动力更快的航速,所以现在值得期待,期待我们尽快走出苏联的影子,走出自己的道路。
国产燃气轮机的工作原理
燃气轮机是以空气为介质,靠高温燃气推动涡轮机械连续做功的大功率、高性能动力机械。它主要是由压气机、燃烧室和涡轮三大部件组成,再配以进气、排气、控制、传动和其他辅助系统。当燃气轮机机组起动成功后,燃气轮机就会开始进入稳定的热力学循环过程。压气机连续不断地从外界大气中吸入空气并增压,这个过程可以认为是压气机动能向空气热能和势能的转换,被压缩后的空气温度升高有利于与燃料进行更猛烈的化学反应(化学反应速度和程度与温度成正比),更大的膨胀比也有利于压缩空气燃烧后释放更大的能量。压缩空气从压气机出来后即进入燃烧室,首先会在燃烧室进口被喷入燃料进行掺混,然后就会点火燃烧。这个过程可以认为是燃料化学能向空气热能和势能的转换,在短短几十厘米的距离内空气的温度上升数百甚至上千度,压力也会激增。高温高压的燃气从燃烧室出口喷出,就开始膨胀,在膨胀的同时推动涡轮叶片做功。这个过程就是燃气热能和势能向动能的转化。涡轮将燃气的能量转化为动能后,一方面用于压气机压缩空气持续进行热力学循环,另外一方面由主轴将转子的扭矩输出,经过减速器减速以后用于推动军舰。整个热力学循环完成使得燃气轮机实现了燃料化学能向机械能转换的最终目的。 在军舰动力方案选择上,燃气轮机的主要竞争对手是舰用柴油机和舰用蒸汽轮机,但是由于燃气轮机先天优势与军舰动力系统性能要求更为吻合,燃气轮机成为了各国军舰动力系统发展的唯一选择。老牌海军强国如美国海军、英国海军、日本海上自卫队的主力水面作战舰只早已完成动力燃气轮机化。
燃气轮机第一个优势是功率密度极大。一般情况下,同等功率的燃机体积是柴油机的三分之一到五分之一,是蒸汽轮机的五分之一到十分之一左右。这是由于燃气轮机本身精巧的连续转动热力学循环结构造成的,体积小、功率大,非常适合军舰分舱小、航速要求高的特点。
燃气轮机的第二个优势是启动速度快。虽然燃机的转速是三种动力系统中最高的,但是由于整个转子十分轻巧,在启动机帮助下在1-2分钟就可以达到最高转速。而柴油机由于转子运动源于活塞的往复,加速较慢,蒸汽轮机更是“反应迟钝”,整个系统达到最高功率输出可能需要长达一小时的时间。而启动速度,对于军舰的战时出动和反潜作战时加减速性能有着直接的影响。
燃气轮机第三个优势是噪声低频分量很低。由于燃气轮机本身处于高速稳定转动当中,产生的噪声更多是高频啸声。而柴油机的活塞往复产生了大量低频机械振动噪声,恰好迎合了海洋容易传播低频噪声的特点,导致军舰容易被敌方声纳探测。所以柴油机动力尤为不适合给反潜军舰作动力系统。 我国舰用燃气轮机研发的起步并不算晚。根据“中国舰用燃气轮机总师访谈录”的介绍,1958年我国开始着手研发计划的具体组织实施,决定成立南、北方两个联合设计组,先开展大、中、小三型机组的可行性论证和方案设计。1959年底,前苏联向我国转让了M-1舰用燃气轮机技术,我国对该机组进行了以技术练兵为目的的仿制工作。仅用了11个月,上海轮机厂就完成了该型燃机的首台样机制造。不过由于各种原因,仿制样机经过3年才排除大量故障通过验收试验。后来该型燃机在一艘高速炮艇上进行了试验并且装备了部队。1964年完成设计的6000马力燃机组是我国第一次自行设计研制的舰用燃机,但是由于研制周期过长加之原装配对象计划调整未能装备部队。与世界上其他国家主要依靠航空发动机改燃机不同,我国由于航空发动机水平落后,采取的是改进和专用研制并举的道路。
1967年我国决定将轰六轰炸机上的涡喷8发动机改进为大功率舰载燃气轮机,这是我国首次进行“航改燃”实践,但是最终因为发达国家同意进口相应型号受到冲击无果而终。后来我国一直在舰用燃机方面不断尝试,但是一直没能拿出一款成熟可靠性能优良的舰载燃气轮机。这就是中国6艘装备燃气轮机的驱逐舰都采用外国产品的原因,其中112、113两艘驱逐舰因为受到美国禁运影响,其装备的LM2500燃气轮机到了使用时限也难以获得大修。 我国在舰载燃气轮机方面一直没能突破技术瓶颈的主要原因有很多,既有航空动力方面的问题也有舰用燃机工业本身的体制问题。其中最主要的一个原因是我国航空动力工业缺乏长期发展规划。我国航空动力工业像很多落后国家一
样是从仿制和修理开始的。在老大哥的帮助下,我国迅速建立起一个能够和世界一流水平比肩的航空工业体系,但是我国并没有为航空工业以及航空动力工业制定一个从仿制到研制的长远发展规划,而是将航空工业本身的任务局限于仿制、生产和修理,确定了以生产为主的“遍地批量厂”发展方针。我国航空工业的运行状态就是,仿制生产再仿制再生产,长期处于这种发展状态下,我国航空动力工业对于现代航空动力系统的研究发展客观规律认识极为不足。
航空发动机研制没能突破相关技术瓶颈,与航空发动机技术相通的舰用燃机更是无从谈起。在2004年,中国一航开发研制的国产新型燃气轮机QC185在珠海航展上首次面世。而该机就是以太行核心机为基础改进的轻型燃机,不过输出功率17兆瓦的水平也不足于我国发展大型水面舰艇的需要。另外,我国舰用燃机轮机主要研制和生产单位存在于航空工业之外,在体制方面非常不利于航空发动机向燃气轮机的改进工程。
国产新一代驱逐舰052D上的燃气轮机gt25000模块化生产了吗?
到2011年底,我国已完成GT25000燃气轮机第二阶段国产化研制工作,综合国产化率达到98.1%,目前正进行第三阶段的国产化研制工作,主要目的是提高机组可靠性;截止2011年底GT25000国产机组已经完成12台机组的供货。
以上信息来自《GT25000型燃气轮机及其国产化》,《国家能源研发中心(重点实验室)工作巡礼(三十七)》
综合以上信息,我们可以有以下推断:
1、052B两艘舰和052C第一批两艘舰服役后,为什么数年没有再量产?
GT25000没有装机使用经验,用这5、6年的时间来磨合,发现问题,解决问题是这几年的主要任务,现在问题解决了,GT25000可以国产化了, 就可以量产了,052C一下子又造了4艘,052D目前1艘服役4艘在建。
2、在国产燃气轮机QC185成熟之前,GT25000的国产化版将是中国驱逐舰的主要动力。