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中国航母全电推进难题或已解决新电机达世界级水平【新资讯】

发布时间:2019-10-16 16:52:55 阅读: 来源:齿轮钢厂家

12月4日,由七〇四所自主研制的、拥有完全知识产权的20兆瓦级船用汽轮发电机组通过科技成果鉴定,成为国内功率等级最高的船用汽轮发电机组。中国工程院院士马伟明、中国工程院院士何琳及国内相关院所专家担任鉴定委员会委员。七〇四所所长高晓敏、所长助理赵跃平参加鉴定会。文章称,“该项目成功突破了多油动机高压电液调速、双通道返流式集成旁排及变转速运行发电等多项关键技术,创新应用了直联双挠性转子轴系及低频多线谱主动控制等设计,功率达到我国现有船用汽轮发电机组满功率的4倍,与欧美最先进汽轮发电机组功率等级相当”。

众所周知,船用汽轮发电机组主要为船舶提供用电。由于受船舱结构尺寸的限制,为充分利用蒸汽焓降,汽轮机一般是小型化、高转速设计。与民用汽轮发电机组相比,船用高速汽轮机瞬间输出功率高,能量密度是民用汽轮机的数倍,也造成其振动和噪音较大,设计和生产制造都比较困难。这次的20兆瓦级船用汽轮发电机成果应该说对未来核动力航母电磁弹射器和核动力潜艇发展具有重要的里程碑意义,因为我们知道核动力装置被誉为现在舰船的 “心脏”,而核汽轮机是核动力装置中重要的设备之一,它起着动力转换的重要作用。

目前的核动力航母或者核动力潜艇的船舶核动力装置依靠核裂变产生的能量来推动燃气轮机或汽轮机带动螺旋桨运动的装置。一般来说,各国军用船舶上的核反应堆的类型包括压水堆、沸水堆等,而在舰船核动力装置中,通常采用一体自循环压水堆。压水型船舶核动力装置由一回路、二回路2个回路系统组成,这些回路主要负责能量转换,船舶核动力装置根据能量的转化方式不同可分为热力系统与推进系统两大功能系统,而上述我们研制的0兆瓦级汽轮机在这两部分系统中占有重要作用,核汽轮机将热力系统中的热能转化为机械能,将推进系统中的旋转能转化为推进能。

通常而言,核动力装置对可靠性及安全性的要求较高,并且装置价格不菲,同时也需要较高的自动化程度及严格培训的技术人员。出于上述原因,船用核动力装置目前主要应用于军事领域,这些是高性能船用汽轮发电机组鲜有国家可以完成的主要原因,其技术难点很大,特别是相比于传统的热力发动机,核动力装置无需连续性地进行补充燃料,因此核动力装置尤其适用于长期在海上作业而无需补充燃料的船舶,长期的使用必然要求其机构和结构体系的高效能以及高可靠性,今年年初,20兆瓦船用汽轮发电机组成功加载到110%。在整个试验中,该型汽轮发电机组运行平稳,性能指标达到预期目标。在官方介绍中,该型汽轮发电机组是支撑全电推进技术发展的重要成套设备,项目研制意义重大,而全电推进技术则是未来舰艇技术核心关键之一。

目前,航母或舰艇上采用的推进系统,主要有机械推进系统和传统电力推进系统两种。与前者相比,传统电力推进系统虽然做了很大改进,但仍然存在一些不足。最大的问题是,舰艇推进系统用电与舰艇日常用电(含舰艇上所有武器装备耗电以及航母人员生活用电)分别由不同的电力系统提供,这些电力系统相互独立,产生的电力只限于本系统“用户”所用,不能输出到本系统之外例如,推进电力系统仅为舰艇推进系统供电,不能为舰艇其他需求提供电力,而日常用电只能来自日常电力系统。而通常情况下,推进电力系统的发电机功率非常大,但毕竟推进系统全功率满负荷运行的时候并不多,舰艇在航速不高或低速巡航状态时只用到20%左右的电力,这就导致大量的电力闲置或浪费。

而全电推进系统,将舰艇上推进电力系统和日常用电系统合二为一,实现发电、配电与电力推进用电、日常用电统一调配和集中控制的一种一体化的舰艇电力系统,它从根本上改变了舰艇推进技术,解决了上述问题。全电推进技术的应用有一个特别的用途就是为电磁弹射装置在常规动力航母上的配备和使用提供了可能,大幅提升航母的信息化程度和战斗力。在官方文章中也提到,“鉴定委员会专家一致认为,该项目成果填补了国内大功率船用汽轮发电机组空白,达到国际先进水平,作为船舶大容量电力系统的核心设备,不仅为推进系统提供了电力保障,更为未来船舶全电力化应用奠定了基础,具有重大的军事价值和社会效益”,这中间意味着啥请大家细细体会。(作者署名:小鹰说科技)

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