设为首页收藏本站

爱吱声

 找回密码
 注册
搜索
查看: 1538|回复: 12
打印 上一主题 下一主题

[武器展望] 太行110能上航母吗

[复制链接]

该用户从未签到

跳转到指定楼层
楼主
 楼主| 发表于 2023-10-24 07:01:48 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 晨枫 于 2023-10-24 08:25 编辑
- H1 e( `/ f) a; ]1 S3 y$ t% F0 g
  N+ J" m  H" V& n“太行110”重型燃气轮机通过产品验证鉴定了。看来已经量产、发运了。这是与涡扇10“太行”涡扇同源的发动机,当然不是简单的“航改燃”。
# g( \7 v0 G9 z- G7 J
' N  [5 Y8 W# U5 _3 E7 S7 B
) D. K# ~9 L" g# W; P* T太行110重燃3 c) Q; h4 O7 C7 B8 r
7 R+ A7 P4 Y+ x# l! q8 @2 K) W- M: b

% s% K5 H8 r; D% a1 y! S* P+ `已经发运了
5 }! z. l/ x& B1 f$ f! M
# \) `) u! J0 o1 v+ H0 z, @  r6 j“太行110”设计功率110兆瓦,可使用燃油、天然气等多种燃料,适合热电联产、天然气调峰、联合循环发电等,还可配合风电、光伏、水电等作为调峰电力。与同等功率的火电相比,一年可减少碳排100万吨,联合循环一小时发电超过15万千瓦-小时,可满足15000个家庭一天的用电。
- ]! e9 }, j+ q2 V7 L, z; @( F  e" w, I+ X' E
“太行110”在2019年获得国家能源局列为首批燃气轮机创新发展示范项目,2020年改进型重燃总装下线,2022年在中海油深圳电厂气动示范运行,目前已累计运行超过14000当量小时,其中单台运行时数超过7000当量小时。! v  n! U  ^0 E' J; E; ^1 W+ P9 q

; U8 i, e6 ]2 c; d从一开始,人们就对“太行110”是否会上舰有浓厚的兴趣。作为驱护舰的动力,“太行110”嫌大了,但用于航母动力,在功率级上正合适。美国“小鹰”级航母用8台锅炉,产生210兆瓦的功率。两台“太行110”正好合适。
/ X4 q$ N4 X/ A) t9 o& A9 u3 r* [
& j# M0 I0 Q+ W4 O  K& W$ k! Y  T根据“小鹰”级运作经验,在中速巡航时,4台锅炉停炉节油,余下4台锅炉就足够航行动力和一般电力需要了。问题时剩余公路很少,加速时间很长,从10节加速到20节需要150-300秒,加速到30节需要其余4台锅炉开始出力才可能,4台锅炉的极限速度为28节,另外4台锅炉从升火到全功率则需要1-2小时。. X* q$ @; P) m+ j0 z: F

# O; k+ i0 k( X- a$ j相比之下,核动力反应堆是常年运转的,没有升火时间的问题,从10节加速到20节只需要60-90秒,加速到30节则在10分钟以内完成。加速性是航母使用核动力的原因之一。最大功率、油弹载量、补给频次、在航率、全寿命使用成本等方面,核动力并无特殊优势。
+ {, h: M: a# s0 z9 ^0 |9 I- u) M( R: H) S2 @! {
中国海军见识燃气轮机是从美国LM2500开始的,装在052级112舰(“哈尔滨”号)和113舰(“青岛”号)上。LM2500体积小、功率大、耗油低、启动快,据说90年代中国工程师首次接触时,惊叹“此物只应天上有”。/ M3 U* y) Q/ c2 n
, U: l& U# O! g$ s( b
当然,见少识寡的年代早都过去了,中国海军也解决了燃气轮机动力问题。这是1993年中国从乌克兰引进的UGT25000(也称DA80),人称“狗头两万五”。国产化后,也称AGT25000,更多时候直接简称为GT25000。
- y9 x& J9 j& ^4 o* m! ]% K
3 o$ W# K& U. s  O, }, g乌克兰的Zorya-Mashproekt及其前身研发和制造了前苏联所有的舰用燃气轮机,UGT25000是在90年代设计的第三代。有意思的是,UGT25000诞生时,乌克兰和俄罗斯已经渐行渐远,而且乌克兰和俄罗斯都没有相应的造舰需求,UGT25000意外地成为“中国特供”。0 s' L% A$ z8 d' `4 n
# I8 g8 R5 W2 q
国产化并解决了最初的技术问题后,GT25000已经成为中国海军的主力燃气轮机,装用052x级和055级驱逐舰。
) d# K2 u" i# `; Q, f! X$ @/ e3 u1 \; }9 G) b4 p4 ]  \  F; G

% c( v, b, D- K* G* [; l0 `5 m和“太行110”相比,UGT25000有点傻大黑粗
3 n* {) e, u. _6 S2 |2 u/ u) b  ?; E- {, q' V0 E" F7 a2 V$ x9 |

) l' Y" a1 \( k) ]/ K4 g( gLM2500要细巧一点,但也没有差太多,毕竟是60年代设计的& Y  t1 ]" M+ U5 u  \0 d8 V  B

- A0 i( F, b& ^( i2 D但受限于母体基本技术,GT25000比较“傻大黑粗”,不过热效率和LM2500相当,都在36-38%范围。
2 q  \" \  K0 E6 W. k4 ]
/ [; Z! e3 n, c“太行110”与UGT25000或者LM2500相比,明显短粗。短是因为压气机效率大大提高,用较少的级数达到更高的压缩比。粗是因为更大的空气流量,毕竟这是110兆瓦,UGT25000和LM2500都是25兆瓦级的。+ y; m9 J. v: n6 j$ t. ~

5 }6 l4 `/ N/ z9 g这也意味着“太行110”不可能直接替换GT25000,功率太大了。但用于航母呢?这是一个有趣的问题。
! L6 a# e4 W8 P: s# \" H; n& N' l0 d' ?7 G- W; K
“尼米兹”级2台威斯汀豪斯A4W反应堆提供194兆瓦的功率。也就是说,两台“太行110”就超过“尼米兹”的功率了。如果说“尼米兹”级的功率受到反应堆的限制,“小鹰”级的8台锅炉提供210兆瓦功率,和两台“太行110”更加接近。
: z0 ], F; y& J
- g, z( {$ \) q; ?: ]0 ]' D“小鹰”级的航速达到32节,“尼米兹”级只有“30+”节。在设计的时候,“尼米兹”级稍低的航速还引起过担忧,因为当时美国海军舰载机的起飞是按照“小鹰”级的航速设计的,此前的“福莱斯特”级是34节,“中途岛”级是33节,战时的“埃塞克斯”级也是33节,“小鹰”级已经降低了。
# |, v' v- @9 H. [" f
. }8 X4 S1 c7 k( @8 A+ {7 T6 b据报道,“辽宁”号和“山东”号也是31-32节,8台锅炉提供164兆瓦功率,但排水量比“小鹰”级要低很多。
% {4 J- @6 y' k0 y
/ s! m' Y$ [% X& n' t不管“太行110”是否最终上舰,“福建”号是肯定用不上了。未来中国航母也可能更大,达到10万吨满载排水量,两台“太行110”还是核动力?
; \2 ^$ y8 Y" y. N
8 `+ i% q! \; B6 w: F核动力有很多好处,但全球航程实际上并不重要,因为护航舰队还是需要加油的,舰载机的航空燃油也需要途中补给。核动力航母最大的好处是自己不需要加油,降低舰队的加油负担。至于核动力才能提供充足的蒸弹或者电弹动力,在蒸弹时代是有意义的,在电弹时代未必。电力就是电力,用什么原动力发电并不重要。! t% r/ Y8 D1 h$ X1 p: J

; d, g7 u( `2 U4 N4 c1 b而且从中国海军现实的作战半径出发,加油负担并不突出。“小鹰”级的航程达到19300公里,中国常规动力航母也达到相应航程的话,够用了。+ ~9 Q; f" w& E' Z  v& @8 r1 L# i

9 ?/ \5 r1 g+ m7 @' z重要的是,“太行110”提供了全新的舰船动力可能。
" R/ l  Y. f& ^: U
# a% |. H! I1 t: o/ C$ K8 `+ }舰船燃机已经发展到第四代,采用中冷和回热,简称ICR,以罗尔斯-罗伊斯WR21为代表。中冷是在中压和高压压气机之间对进气水冷,降低进气温度,降低进气背压,提高进气密度,提高进气质量流量。回热是用废气余热预热高压压气机出气,提高燃烧室进气温度,增加燃烧室出力。. \3 v' z/ R  J0 n0 Q/ _. R0 W

5 K+ Z3 p- e5 g6 G& J 3 Q$ Q7 ?& q8 T# U) D
ICR比一般燃气轮机增加了中冷(intercooler)和回热(recuperator),用中冷提高进气密度,用回热提高进气温度,达到增加出力、降低油耗$ }+ R0 t+ |. F  n9 K- ]: m
) E0 Y0 Z8 z6 h) Z' }' a
3 Z, H) S+ T& P, {! E  c
罗尔斯-罗伊斯WR21, e& p  x! o3 Z2 \  \0 w

; X2 D. r' i$ l7 e- ~这样一冷一热貌似多此一举,其实不然。) x% a3 [& f  Y
/ a: C& D; T: z- j  T6 J4 g
燃气轮机是外燃机,尽量增加空气流量才能增加燃油流量,提高出力。同时,更大的燃气流量也提供更大的功率,吹动动力涡轮,最终转化成机械能。所以中冷是必要的。先进的汽油发动机也用中冷,对涡轮增压后的空气冷却,提高最终进入燃烧室的空气密度,使得单位体积气缸里能注入更多的空气和燃料,提供更大的出力。( W7 d2 Z& x) i/ O/ b
, h+ Q' T" w0 B- `' t
燃烧室的功用是提高燃气温度。用同样多的燃料,当然进气温度越高,即使燃烧温升不变,出口温度也越高。进气温度提高后,当然空气密度下降,这里就是一个优化问题了。
& S: z3 I& m+ h1 u. U
5 J6 Y2 ?+ J) D; K! @0 rICR燃气轮机的油耗与中速柴油机相当,对于舰船动力来说,很省油了。柴燃联合里的柴油机就是中速柴油机,甚至高速柴油机。也就是说,用054A的油耗,达到055的动力。乌克兰号称也在研制ICR燃机,但资金、应用和战争使得这一梦想可能永远停留在梦想里。更加省油的低速柴油机太大太重,一般只用于大型低速民船。
* T) t3 x' g# F
: n+ O! u9 l  A/ G, fICR燃气轮机的有点在于高度整合的热力学循环,缺点也在于高度整合的热力学循环。中冷器和回热器要小心翼翼地启动、并入,否则可能造成燃气轮机工况异常,严重的时候可能会停车。. A/ j9 W) a% C% g0 b. C

1 j  U! M9 W% N% l. T3 K, p$ ?, o英国45型驱逐舰用罗尔斯-罗伊斯WR21作为主要动力,但诺斯罗普在设计中冷器的时候,对热带海水温度较高考虑不足,导致燃烧室工作异常,严重时中冷器本身也可能过热损坏。
6 ^8 K2 K) l5 E
) W& s2 V3 y# P/ d4 p* {6 |另一种联合循环是废热循环,燃气轮机在机械出力、直接驱动发电机的同时,高温排气通入废热锅炉,产生高温蒸汽,推动汽轮机发电。燃气轮机的排气温度高达600C以上,足够产生高温蒸汽。
/ h# m$ c' m$ ^5 Q$ R5 t! K9 Z( B. _1 A! B2 r# T1 n5 u
, b! j, S" x7 F/ ~
燃蒸联合循环  ~. {) C3 w8 R8 l2 H
8 }: }! h$ o6 V; t
核反应堆的一回路在150大气压下,蒸汽只能达到342C的温度,真正用于产生动力的二回路只能达到70大气压、260C,二回路蒸汽才驱动汽轮机。燃气轮机的废热锅炉的热工参数大大高于二回路,达不到超临界热电机组的水平,但热力学效率比舰船核动力更高是肯定的。/ S7 Q7 G* `3 t. H- [
1 J* j* I- h, L% k
燃蒸联合在发电厂常用,但在舰船上还没有使用,原因在于锅炉的体积和重量较大。既然用上体积小、重量轻的燃气轮机了,就不会再用锅炉。6 A  Y% ^& w4 X- y! i1 ~6 {
  ^3 A- }* K; u* Z) |% Y3 N. A
但航母上不一样。8台锅炉降低到2台燃气轮机和2台锅炉,体积和重量上还是有利的。重要的是,热效率比单纯锅炉还要高,而加速性大大高于锅炉动力。: l7 b6 p% z$ W$ X# E
& u' ]" o6 H3 S
在中速巡航的时候,一台燃气轮机的功率就够用。但废热锅炉需要两台全时工作,避免升温循环所需的时间,需要工作中的燃气轮机的排气同时通入两个废热锅炉。待机燃气轮机的启动和加速很快,需要全功率的时候,再启动就可以。
% k9 r- ?' M+ n% w: K( C/ B+ X& U8 ^7 J1 W' |
燃蒸联合循环也是天然的综合电推(IEP)的原动力,电推进和系统用电一体化,特别适合航母上的用电大户如电磁弹射、电磁拦阻、有源相控阵雷达,以及未来的能量束武器。航母的主要武器依然是舰载飞机(包括有人和无人),未必会用能量束武器作为主要进攻武器,但用于防御还是很给力的。
6 v3 p( F6 N! E4 M. ^: A5 Z5 ~/ ~' G/ B! t: u
按照中国的航母建造模式,004很可能是003的小改,依然采用传统的锅炉动力。一般期望005开始将为全新设计,电弹、电拦已经在003/004上验证过了,核动力还是常规动力将是全新设计设计的核心部份。9 P2 ]* l* s9 q; z
5 T; W: j3 E* q6 H6 z
两台“太行110”可提供的功率已经超过“尼米兹”的核动力,而且具有加速性和经济性好的特点。也就是说,常规动力、10万吨级航母在动力上已经准备好了。燃蒸联合循环会是选择吗?

评分

参与人数 9爱元 +76 学识 +2 收起 理由
常挨揍 + 10
landlord + 12 涨姿势
pcb + 4 伙呆了
住在乡下 + 4 涨姿势
老票 + 2

查看全部评分

本帖被以下淘专辑推荐:

该用户从未签到

沙发
发表于 2023-10-24 10:35:51 | 只看该作者
应该这就是为004准备的,难怪一直没听到004 的消息
回复 支持 反对

使用道具 举报

该用户从未签到

板凳
 楼主| 发表于 2023-10-24 11:25:28 | 只看该作者
nukearchie 发表于 2023-10-23 20:35+ o+ n6 ~; f! Q' v. K9 S
应该这就是为004准备的,难怪一直没听到004 的消息

% j, Y1 L3 J  c8 j3 ?那倒不是。太行110是为发电设计的。
回复 支持 反对

使用道具 举报

该用户从未签到

地板
发表于 2023-10-24 11:47:50 | 只看该作者
晨枫 发表于 2023-10-24 11:25" U" W5 J3 ~$ }0 E$ }
那倒不是。太行110是为发电设计的。
8 X+ x: }' A- m3 W" h2 s' [; u" Y0 A
说都这么说
回复 支持 反对

使用道具 举报

  • TA的每日心情
    慵懒
    2024-11-3 14:45
  • 签到天数: 1128 天

    [LV.10]大乘

    5#
    发表于 2023-10-24 13:33:30 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2023-10-24 11:25
    " B) L# x$ n* j0 X2 p那倒不是。太行110是为发电设计的。

    5 f3 y) F4 e& b9 _+ ]所以004是全电推动?
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

  • TA的每日心情
    郁闷
    6 天前
  • 签到天数: 2166 天

    [LV.Master]无

    6#
    发表于 2023-10-24 14:36:54 | 只看该作者
    辽宁号改装是否用他呢!刘大响放屁没想,后来人终于放响了。想要放的更响 ,同志还需努力
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    该用户从未签到

    7#
     楼主| 发表于 2023-10-24 21:36:04 | 只看该作者
    大黑蚊子 发表于 2023-10-23 23:33- E7 Y" j4 T5 A6 A
    所以004是全电推动?
    $ X9 E6 J: E2 Y# c/ Q
    那得005了,004估计和003一样
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    该用户从未签到

    8#
     楼主| 发表于 2023-10-24 21:36:33 | 只看该作者
    huma 发表于 2023-10-24 00:36
    1 h' i: Q; j$ w( a辽宁号改装是否用他呢!刘大响放屁没想,后来人终于放响了。想要放的更响 ,同志还需努力 ...
    9 d7 Z" L4 R3 r* c4 {. ^6 ?
    这太费事了,比加装电弹还要费事
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

  • TA的每日心情
    开心
    3 分钟前
  • 签到天数: 2947 天

    [LV.Master]无

    9#
    发表于 2023-10-24 21:47:54 | 只看该作者
    “蛀牙哦武器”
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

  • TA的每日心情
    开心
    3 分钟前
  • 签到天数: 2947 天

    [LV.Master]无

    10#
    发表于 2023-10-24 21:49:06 | 只看该作者
    “太行110” 能烧重油吗?
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    该用户从未签到

    11#
     楼主| 发表于 2023-10-24 22:24:52 | 只看该作者
    pcb 发表于 2023-10-24 07:490 E9 {2 n: W) H6 K6 R' ]9 T7 m
    “太行110” 能烧重油吗?
    . f8 N; b3 d  \  b* a
    不烧重油烧什么?
    # X/ `3 Z2 T9 ?5 z9 V7 d1 h1 @" J9 Q& \+ V" \# y0 B
    工业燃气轮机都能烧重油.
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    该用户从未签到

    12#
     楼主| 发表于 2023-10-24 22:26:39 | 只看该作者
    pcb 发表于 2023-10-24 07:47
    % s* e# D& ~# T9 l“蛀牙哦武器”
    8 Z  L0 ?- w0 I: i7 H  H2 z' X4 X
    就怕牙蛀的不够,还要加蛾
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

  • TA的每日心情
    开心
    2016-1-20 08:33
  • 签到天数: 65 天

    [LV.6]出窍

    13#
    发表于 2023-10-25 18:02:53 | 只看该作者
    nukearchie 发表于 2023-10-24 10:35
    8 t" M8 a, V; ]- R; {% ?应该这就是为004准备的,难怪一直没听到004 的消息
    5 S2 }2 l' Q( ?9 i7 g- k7 T; V6 o
    似乎看到已经有分项招标公告了。
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    手机版|小黑屋|Archiver|网站错误报告|爱吱声   

    GMT+8, 2024-11-15 01:58 , Processed in 0.041980 second(s), 23 queries , Gzip On.

    Powered by Discuz! X3.2

    © 2001-2013 Comsenz Inc.

    快速回复 返回顶部 返回列表