遼寧艦進入深海遠航,每天消耗多少噸淡水?如何解決淡水問題?_風聞
科大二助-2019-09-08 17:22
作者| 科羅廖夫
來源| 科羅廖夫的軍事客廳
地球上雖然水資源豐富,但是絕大部分的水位於海洋中,由於鹽分過高,如氯化物等大量富集,所以我們不能夠直接飲用。所以那些在遠洋航行的船隻,就如同在沙漠中行進的駱駝一樣,缺乏能夠用於解渴的淡水。軍艦上的淡水,用途包括做飯,炒菜,洗菜,洗澡,衞生間,清洗甲板等等方面,如果淡水不夠,就相當於在沙漠裏行走。正是認識到海水不能夠直接飲用,因此解決軍艦這類船隻船員的飲水問題就是一個持續了很多年的大難題。
像是過去,軍艦如果要出海航行,解決淡水供應的最佳辦法就是簡單粗暴的“多帶水”,由於海上鹽分高,水汽蒸騰以及工作勞累等諸多因素,就拿美國建國時期的“憲法”號帆船護衞艦為例,當時艦上450名船員每人每天需要喝掉1加侖的淡水,所以如果舊時的軍艦滿載船員的話,可以航行的時間絕對非常有限。“憲法”號1812年6月21日離開母港與英國皇家軍交戰,但到7月20日就面臨着淡水耗盡的風險,被迫只能前往波士頓補給淡水。
在那個時候淡水在軍艦上的管制最為嚴格,最困難的時候淡水僅能用來飲用,包括洗漱、洗衣等生活用水需求都只能使用鹹水來完成。即使到了近代,軍艦上的淡水供應仍然十分嚴格,像是很多潛艇乘員在登艇之前都要剃光頭,主要就是為了避免洗頭的麻煩。
真正可以説解決淡水問題,那要到最近30-40年內,通過兩種主要辦法:即蒸餾海水和反滲透膜淡化海水來完成。
無論是蒸餾法還是反滲透法,這兩種方法可以説是各有優劣。蒸餾法產出的淡水品質高,鹽分低,含鹽量一般僅為2-3ppm,可作鍋爐補給水;而反滲透法產水量大,但含鹽量高,一般大於100ppm,需要再進行礦化處理以及紫外線殺菌消毒,淡水艙的淡水夠用的話就不使用蒸餾水,但船用鍋爐不能用,因為易結垢,所以只能夠通過蒸餾水來補給,單論水質,各國軍艦首選的還是蒸餾法。
蒸餾法的熱源是通過軍艦上發動機的冷卻循環水來提供的,將待煮的海水抽掉大部分空氣,在90%真空的情況下,海水的沸點僅為40度上下,所以通過發動機冷卻虛報還水加熱足夠沸騰。這樣做可以極大地節約能源。本來發動機冷卻循環水在冷卻完引擎後是再流到中央冷卻器去被冷卻,與其把熱量最終傳遞給海水,不如先去加熱海水蒸餾機。蒸餾法的造水機現在在軍艦上的應用很普遍。一些長途遠洋航行的軍艦,由於長時間使用發動機,會製造出大量的蒸餾水,甚至水多到會從淡水艙的出氣孔中冒出來,此時洗澡洗衣物都用不完,船長會讓海員用多餘的淡水清洗甲板,使用淡水清洗甲板有很大的好處,這樣可以避免鹽分侵蝕甲板表面。
如今軍艦船員再也不用擔心沒有淡水使用了,即使是小型艦艇,依靠輕量級淡水淨化系統,在一小時內就可以製造出75加侖的淡水,足夠全艦官兵使用。
對於現代作戰艦艇來説,淡水已經算不上是緊缺物資了,很多作戰艦艇都裝備了可靠、強大的淡水製造設備。航母由於使用蒸汽彈射器,需要大量的淡水,一次彈射就需要大約2噸左右的淡水,所以美軍航母的淡水消耗量較其他國家的航母要高很多。例如美海軍“中途島”號航母每天能夠製造28萬加侖的淡水,相當於1060噸淡水。英國皇家海軍的“伊麗莎白女王號”航空母艦,因為沒有蒸汽彈射器,淡水需求量較少,採用反滲透海水處理裝置可為航母每天提供540噸淡水。
排水量10萬噸的美國尼米茲級核動力航空母艦,淡水生產能力更加強大,艦上4台海水淡化裝置為“尼米茲”級航空母艦每天提供1800噸淡水。僅僅是淡水存儲能力方面,就專門設置了4個10萬加侖的淡水存儲櫃。
我國航空母艦遼寧艦的艦載機採用滑躍起飛,不需要蒸汽彈射器,所以淡水的消耗量要比美國航母少,但每天也需要有數百噸淡水。遼寧艦裝備有由中國自主研發的高效海水淡水化系統,完全不必為淡水供應而擔心的。所以,現代軍艦每天生產和一次儲存的淡水量,足以支持深海遠航,馳騁大洋。