呼和浩特發(fā)電機行業(yè)新聞?wù)?2月4日,由七〇四所自主研制的、擁有完全知識產(chǎn)權(quán)的20兆瓦級船用汽輪發(fā)電機組通過科技成果鑒定,成為國內(nèi)功率等級高的船用汽輪發(fā)電機組。中國工程院院士馬偉明、中國工程院院士何琳及國內(nèi)相關(guān)院所專家擔任鑒定委員會委員。七〇四所所長高曉敏、所長助理趙躍平參加鑒定會。文章稱,“該項目成功突破了多油動機高壓電液調(diào)速、雙通道返流式集成旁排及變轉(zhuǎn)速運行發(fā)電等多項關(guān)鍵技術(shù),創(chuàng)新應(yīng)用了直聯(lián)雙撓性轉(zhuǎn)子軸系及低頻多線譜主動控制等設(shè)計,功率達到我國現(xiàn)有船用汽輪發(fā)電機組滿功率的4倍,與歐美汽輪發(fā)電機組功率等級相當”。
眾所周知,船用汽輪發(fā)電機組主要為船舶提供用電。由于受船艙結(jié)構(gòu)尺寸的限制,為充分利用蒸汽焓降,汽輪機一般是小型化、高轉(zhuǎn)速設(shè)計。與民用汽輪發(fā)電機組相比,船用高速汽輪機瞬間輸出功率高,能量密度是民用汽輪機的數(shù)倍,也造成其振動和噪音較大,設(shè)計和生產(chǎn)制造都比較困難。這次的20兆瓦級船用汽輪發(fā)電機成果應(yīng)該說對未來核動力航母電磁彈射器和核動力潛艇發(fā)展具有重要的里程碑意義,因為我們知道核動力裝置被譽為現(xiàn)在艦船的 “心臟”,而核汽輪機是核動力裝置中重要的設(shè)備之一,它起著動力轉(zhuǎn)換的重要作用。
目前的核動力航母或者核動力潛艇的船舶核動力裝置依靠核裂變產(chǎn)生的能量來推動燃氣輪機或汽輪機帶動螺旋槳運動的裝置。一般來說,各國軍用船舶上的核反應(yīng)堆的類型包括壓水堆、沸水堆等,而在艦船核動力裝置中,通常采用一體自循環(huán)壓水堆。壓水型船舶核動力裝置由一回路、二回路2個回路系統(tǒng)組成,這些回路主要負責能量轉(zhuǎn)換,船舶核動力裝置根據(jù)能量的轉(zhuǎn)化方式不同可分為熱力系統(tǒng)與推進系統(tǒng)兩大功能系統(tǒng),而上述我們研制的0兆瓦級汽輪機在這兩部分系統(tǒng)中占有重要作用,核汽輪機將熱力系統(tǒng)中的熱能轉(zhuǎn)化為機械能,將推進系統(tǒng)中的旋轉(zhuǎn)能轉(zhuǎn)化為推進能。
通常而言,核動力裝置對可靠性的要求較高,并且裝置價格不菲,同時也需要較高的自動化程度及嚴格培訓(xùn)的技術(shù)人員。出于上述原因,船用核動力裝置目前主要應(yīng)用于軍事領(lǐng)域,這些是高性能船用汽輪發(fā)電機組鮮有國家可以完成的主要原因,其技術(shù)難點很大,特別是相比于傳統(tǒng)的熱力發(fā)動機,核動力裝置無需連續(xù)性地進行補充燃料,因此核動力裝置尤其適用于長期在海上作業(yè)而無需補充燃料的船舶,長期的使用必然要求其機構(gòu)和結(jié)構(gòu)體系的高可靠性,今年年初,20兆瓦船用汽輪發(fā)電機組成功加載到110。在整個試驗中,該型汽輪發(fā)電機組運行平穩(wěn),性能指標達到預(yù)期目標。在官方介紹中,該型汽輪發(fā)電機組是支撐全電推進技術(shù)發(fā)展的重要成套設(shè)備,項目研制意義重大,而全電推進技術(shù)則是未來艦艇技術(shù)核心關(guān)鍵之一。
目前,航母或艦艇上采用的推進系統(tǒng),主要有機械推進系統(tǒng)和傳統(tǒng)電力推進系統(tǒng)兩種。與前者相比,傳統(tǒng)電力推進系統(tǒng)雖然做了很大改進,但仍然存在一些不足。問題是,艦艇推進系統(tǒng)用電與艦艇日常用電(含艦艇上所有武器裝備耗電以及航母人員生活用電)分別由不同的電力系統(tǒng)提供,這些電力系統(tǒng)相互獨立,產(chǎn)生的電力只限于本系統(tǒng)“用戶”所用,不能輸出到本系統(tǒng)之外例如,推進電力系統(tǒng)僅為艦艇推進系統(tǒng)供電,不能為艦艇其他需求提供電力,而日常用電只能來自日常電力系統(tǒng)。而通常情況下,推進電力系統(tǒng)的發(fā)電機功率非常大,但畢竟推進系統(tǒng)全功率滿負荷運行的時候并不多,艦艇在航速不高或低速巡航狀態(tài)時只用到20%左右的電力,這就導(dǎo)致大量的電力閑置或浪費。
而全電推進系統(tǒng),將艦艇上推進電力系統(tǒng)和日常用電系統(tǒng)合二為一,實現(xiàn)發(fā)電、配電與電力推進用電、日常用電統(tǒng)一調(diào)配和集中控制的一種一體化的艦艇電力系統(tǒng),它從根本上改變了艦艇推進技術(shù),解決了上述問題。全電推進技術(shù)的應(yīng)用有一個特別的用途就是為電磁彈射裝置在常規(guī)動力航母上的配備和使用提供了可能,大幅提升航母的信息化程度和戰(zhàn)斗力。在官方文章中也提到,“鑒定委員會專家一致認為,該項目成果填補了國內(nèi)大功率船用汽輪發(fā)電機組空白,達到國際先進水平,作為船舶大容量電力系統(tǒng)的核心設(shè)備,不僅為推進系統(tǒng)提供了電力保障,更為未來船舶全電力化應(yīng)用奠定了基礎(chǔ),具有重大的軍事價值和社會效益”,這中間意味著啥請大家細細體會。
來源:騰訊網(wǎng)