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中國艦用燃氣輪機總工程師、院士聞雪友訪談錄

中國網 | 時間: 2007-08-22  | 文章來源: 現代艦船

記者:降低油耗,提高效率是艦用動力裝置永恒的發展主題,請您談談燃氣輪機發展方向。

中國艦用燃氣輪機總師聞雪友訪談錄

圖03 安裝4000馬力船用燃氣輪機的炮艇在航行中

聞院士:由於燃氣輪機屬高技術産品,其發展必須具備雄厚的工業基礎和長期投入,加之世界各國各大公司收購、兼併、聯合,目前世界上真正能設計、製造大功率艦船燃氣輪機的廠商為數極少。各國海軍裝艦使用的燃氣輪機集中在少數幾個型號上,這一特點在大功率艦船燃氣輪機上尤為突出。進入90年代以來,大檔功率(30000馬力以上)燃機的研發成為各國海軍艦船燃氣輪機發展的主流,其最大功率約為50000馬力(在國際標準條件下)。同時效率也逐步提高,簡單迴圈效率達到40%,複雜迴圈效率達到42%。

分析世界大功率艦船燃氣輪機的發展情況,可以發現在70年代以後相當長的時間段內,各國海軍裝艦使用的大功率艦船燃氣輪機絕大多數均集中在LM2500這一型號上。而進入90年代以後,隨著各國海軍對於水面艦艇主動力裝置的功率需求不斷提高,大功率艦船燃氣輪機的研發有了新的發展,陸續有FT8、UGT-25000、WR-21、LM2500+、MT-30等在研或已裝艦,功率檔主要集中在40000馬力左右。根據大功率艦船燃氣輪機的發展趨勢,可以推斷40000~50000馬力檔次的艦船燃氣輪機可以滿足未來10-15年內各國海軍對於大中型水面艦艇大功率燃氣輪機主動力的需求。

燃氣輪機性能提高主要有兩條途徑。一條是簡單迴圈燃氣輪機,通過增加壓比、提高初溫、改進部件效率,從而實現更高的綜合性能。典型的例子是LM2500燃氣輪機,從20也己70年代初期開始,經30年的不斷完善、改進、發展和提高,研製出其發展型LM2500+,壓比從18.8增至22.2,功率從21兆瓦提高到30兆瓦,耗油率從233克/千瓦時降至218克/千瓦時。

另一條途徑是迴圈改進,採用複雜迴圈來達到更高的綜合性能,因為艦船燃氣輪機可以採用一些不能在航空發動機上用,但也許適於船用的技術特點,如間冷、蒸汽冷卻等。典型的例子是由西屋公司和羅爾斯.羅伊斯公司合作研發的WR-21燃氣輪機,它是一個帶有中間冷卻器和回熱器的燃氣輪機,壓比162,功率25兆瓦,效率42%,且具有優良的部分負荷性能,在1/3負荷時仍具有接近額定負荷時的效率。與簡單迴圈相比不僅輸出功率增加,額定功率下的耗油率降低,而且在大部分功率範圍內具有一平坦的耗油率曲線,同時又具有低噪聲及低的排氣紅外特徵。採用該動力裝置的艦船年燃油消耗量與美國海軍現役的燃氣輪機推進動力水面艦船相比降低約30%,成為新一代艦船燃氣輪機的象徵。

兩條途徑也在交替競爭。1951年,英國為了超越當時簡單迴圈所能達到的水準,採用了3個壓氣機、多個間冷器的複雜迴圈,而採用該技術的M60燃氣輪機裝于”灰鵝”號炮艇上達到了良好的性能。但是,隨著簡單迴圈燃氣輪機性能的發展提高,又摒棄了結構、系統複雜的迴圈。

幾十年後,美國海軍招標研製採用間冷回熱迴圈的WR-21燃氣輪機,事物螺旋上升的規律得到體現,但它也一定會面對新的挑戰。

記者:我國目前艦用燃氣輪機的發展狀況如何?

問院士;燃氣輪機已成為我國水面艦船主推進動力之一,並正在日益廣泛地應用,我們也在進行一些有趣的工作。

記者:謝謝您接受我們的採訪。



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