1. 中国船用蒸汽轮机发展现状船用蒸汽锅炉的发展史: 18世纪上半叶,英国煤矿使用的蒸汽机,包括J.瓦特的初期蒸汽机在内,所用的蒸汽压力等于大气压力。18世纪后半叶改用高于大气压力的蒸汽。19世纪,常用的蒸汽压力提高到0.8兆帕左右。与此相适应,最早的蒸汽锅炉是一个盛水的大直径圆筒形立式锅壳,后来改用卧式锅壳,在锅壳下方砖砌炉体中烧火。随着锅炉越做越大,为了增加受热面积,在锅壳中加装火筒,在火筒前端烧火,烟气从火筒后面出来,通过砖砌的烟道排向烟囱并对锅壳的外部加热,称为火筒锅炉。开始只装一只火筒,称为单火筒锅炉或康尼许锅炉;后来加到两个火筒,称为双火筒锅炉或兰开夏锅炉。 2. 中国船用蒸汽轮机发展现状分析可怕噪音,也不安全 蒸汽轮机是大型军用船舶动力,其优缺点都是针对燃气轮机而言的。船用柴油机的功率比这两者都要小。 蒸汽轮机功率普遍比较大,也很容易做成更大——参考火电厂超临界锅炉可知其上限。 由于轮机相对于锅炉独立,不同航行速度时,能量转换效率都比较高——燃气轮机燃烧室和轮机共轴,低速推进时效率无法保证。 由于蒸汽轮机系统中能量多次传递和转换,系统中各部件所处环境都不象燃气轮机那么恶劣,对工艺和材料的要求相对较低,可靠性较强——燃气轮机采用燃气尾气混合物为推动力,氧化、高温等恶劣环境需要特殊的工艺和材料。 3. 船用汽轮机发展史汽轮机种类很多,并有不同的分类方法。 按结构 有单级汽轮机和多级汽轮机;各级装在一个汽缸内的单缸汽轮机,和各级分装在几个汽缸内的多缸汽轮机;各级装在一根轴上的单轴汽轮机,和各级装在两根平行轴上的双轴汽轮机等。按工作原理 有蒸汽主要在各级喷嘴(或静叶)中膨胀的冲动式汽轮机;蒸汽在静叶和动叶中都膨胀的反动式汽轮机;以及蒸汽在喷嘴中膨胀后的动能在几列动叶上加以利用的速度级汽轮机。按热力特性 有为凝汽式、供热式、背压式、抽汽式和饱和蒸汽汽轮机等类型。凝汽式汽轮机排出的蒸汽流入凝汽器,排汽压力低于大气压力,因此具有良好的热力性能,是最为常用的一种汽轮机;供热式汽轮机既提供动力驱动发电机或其他机械,又提供生产或生活用热,具有较高的热能利用率;背压式汽轮机的排汽压力大于大气压力的汽轮机;抽汽式汽轮机是能从中间级抽出蒸汽供热的汽轮机;饱和蒸汽轮机是以饱和状态的蒸汽作为新蒸汽的汽轮机。按用途 可分为为电站汽轮机、工业汽轮机、船用汽轮机等。按汽缸数目 可分为单缸汽轮机、双缸汽轮机和多缸汽轮机。其他 另外还可按照蒸汽初压(低压、中压、高压、超高压、亚临界、超临界)、排列方式(单轴、双轴)等进行分类。 4. 船用蒸汽机发展史蒸汽轮船 在探索船舶推进方法中,除了桨、橹、 帆这些工具外,在埃及、罗马和我国古代都曾发明过用明轮的方式推进船舶。罗马人还使用奴隶和畜力带动明轮。17世纪以前,船舶推进动力方式已到了需彻底变革的时期,当时世界各大洋上繁忙的贸易往来需要解决船舶动力问题。 真正解决船用蒸汽机的是詹姆斯·瓦特。他在1765年发明了双缸蒸汽机。1768年他与英国伯明翰轮机厂的老板马修·博尔顿合作,专门研制了一台用于船舶推进的特殊用途的蒸汽机,这就是世界上早期蒸汽机船上普遍使用的博尔顿--瓦特发动机,船舶用上了蒸汽机,出现了蒸汽机轮船,从而完成了船舶动力的第三次革命。船舶用蒸汽机作动力,使人类有可能建造越来越大的船,运载更多的货物。 由于蒸汽机体积大、功率小、效率低,所以,蒸汽机轮船也逐步被淘汰。现代舰船的常用的动力装置是内燃机和汽轮机 5. 中国船用燃气轮机现状船用燃气轮机就被划分为大、中、小三个档次,其中美国的代表机型有:大档LM 2500( 功率:25000hp/18.4M W ) 、中档LM l 500( 功率:15000hp/1IM W ) 和小档LM 500( 功率:5000hp/3.7M 11r) ;英国的代表机型有:大档“ 奥林普斯” TM 3B( 功率:28000hp/21M W )、中档“ 斯贝” SM IA(功率:17340hp/12.75M W )和小档“ 太因” RM l C(功率:5340hp/4M W )。随着机组性能的不断改进提高,大档功率机组已超过了22M W ,如LM 2500--30、FT8、G T25000等,而且出现了M T30( 36M W ) 、LM 25004-G4( 35姗) 、LM 6000( 42.7M w ) 等更大功率档次的机型。 中档功率机组已接近或超过15M W ,如LM l 600、SM IC等。小档机组功率变化不大,但范围却很宽。近来,英国人把18M W 的机组称为中档功率燃气轮机,而把36M W 的机组称为大档功率燃气轮机。可见燃气轮机的功率等级划分有不断提高功率的趋势。 我国舰用燃气轮机也划分为三个档次,即大档:20M 1j l 『以上,中档:15M W 左右,小档:8M W 以下。 这种划分既受到国外的影响,也受到国内研发能力的制约。 6. 蒸汽机对轮船的影响以蒸汽机为动力的轮船,较之传统木帆船,是一次动力的革命性进步。 蒸汽新式轮船比传统的木船有哪些优势呢?首先,传统木帆船自身的局限性。与新式轮船相比,传统木帆船呈现出巨大的差距和劣势:一是传统木帆船的运载量有限,且吃水浅,二是传统木帆船运输受季节性影响较大,三是传统木帆船运输存在较大的风险,四是传统木帆船发展速度相对较慢,运输贸易周期长。 7. 蒸汽轮船发展过程由图可知,水沸腾时产生大量的水蒸气,水蒸气从容器口喷出时是内能转化为机械能,喷出时给空气一个力,由于物体间力的作用是相互的,空气给水蒸气一个大小相等,方向相反的力推动蒸汽船前行,施力物体是空气;与该原理相同的实际应用有火箭、喷气式飞机. 蒸汽轮船是用蒸汽机作动力的机械推进船舶。蒸汽机的出现使船舶动力发生了革命性变化,从而完成了船舶动力的革命。船舶的推动力从人力、自然力转变为机械力,船舶用蒸汽机提供的巨大动力,使人类有可能建造越来越大的船,运载更多的货物。 8. 船舶蒸汽轮机世界最大功率燃气轮机,是英国著名的罗尔斯罗伊斯公司制造的MT30燃气轮机,MT30燃气轮机的功率达到了36兆瓦(大约5万马力),最大功率为40MW,这是目前世界上功率最大的船用燃气轮机。 9. 我国蒸汽轮机技术水平山东舰是一艘常规动力航空母舰,采用的是四台国产化的453型蒸汽轮机动力系统。 武器装备和各项设施的设计与辽宁舰相比也更加合理,使用的滑翔方式依然是滑跃起飞甲板,舰载机也仍是歼-15战斗机,但在战斗力上却比辽宁舰有了很大提升。 由于山东舰的舰体比较大,可以容纳的舰载机数量就会比辽宁舰更多一些,甚至可以达到48架,其中拥有的歼-15舰载机数量也会超过336架,所以在航空作战能力方面会比辽宁舰提升不少。 另外,山东舰装备的电子系统也更加先进,舰桥上装备了36A型有源相控阵雷达,而这种类型的雷达一般是使用在052D导弹驱逐舰上的,所以这也使得山东舰的探测距离和精度都得到较大提升,综合实力也就变得更强了。 10. 中国船用蒸汽轮机发展现状如何蒸汽轮机是大型军用船舶动力,其优缺点都是针对燃气轮机而言的。船用柴油机的功率比这两者都要小。 蒸汽轮机功率普遍比较大,也很容易做成更大——参考火电厂超临界锅炉可知其上限。 由于轮机相对于锅炉独立,不同航行速度时,能量转换效率都比较高——燃气轮机燃烧室和轮机共轴,低速推进时效率无法保证。 由于蒸汽轮机系统中能量多次传递和转换,系统中各部件所处环境都不象燃气轮机那么恶劣,对工艺和材料的要求相对较低,可靠性较强——燃气轮机采用燃气尾气混合物为推动力,氧化、高温等恶劣环境需要特殊的工艺和材料。 |
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