目前的各種航母動力方案都有很多弊端,急需一套各方面綜合性能更好的新方案_風聞
下好先手棋-53分钟前
【本文來自《傳言海軍新一代航母相繼開工!新航母究竟是使用燃氣輪機還是使用蒸汽輪機?》評論區,標題為小編添加】
目前的各種航母動力方案都有很多弊端,急需一套各方面綜合性能更好的新方案。先鋪墊一下基礎知識:
低速柴油機,因其較大的氣缸容積和較慢的轉速,使得燃油在氣缸內有更充分的時間燃燒,從而達到了較高的熱效率,通常在49-51%。高速機熱效率一般在38-42%之間。中速機熱效率範圍在43-45%。但是低速柴油機太大太重,有的重達2300噸,跟蒸汽輪機+鍋爐+水箱比,在體積和重量上可能不相上下,沒有優勢,柴油比重油貴,燃料成本高出一大截。但是蒸汽輪機還有清理鍋爐的成本,柴油機在維護方面能節省不少。
世界最大的超級航母也就11萬噸,和大型民用船舶比也是個弟弟。大型民船多采用低速柴油機。對於8萬餘噸的004航母來説,如果採用體積、重量較小的中速柴油機發電,搞全電推進,是比較合適的。法國西北風級兩棲攻擊艦就是中速柴油機發電驅動吊艙式推進器。
中速柴油機的餘熱還應該用於驅動超臨界二氧化碳發電機。這種發電機的熱效率比超超臨界燃煤電廠還高,而船用蒸汽輪機的温度和壓力是遠遠達不到超超臨界的,熱效率低了一大截。核動力機組為了安全運行,温度壓力比常規動力蒸汽輪機還低。西安已經有5兆瓦的超臨界二氧化碳機組投產發電,美國也搞出了10兆瓦的。10兆瓦與056的驅動動力(10296千瓦)基本相當了。未來還會有更大功率的機組造出來。超臨界二氧化碳機組天生就比水蒸汽機組節省空間,適合裝船。
如果柴油機的餘熱被充分利用了,整體熱效率會更高,柴油裏藴含的能量可以得到充分利用,那麼改用柴油也成為可能了。現在除了航母還在用重油,其它船都不用了,因為污染環境,蒸汽輪機的驅逐艦也快全部退出歷史舞台了,如果航母也能用上柴油,那麼海外補給問題就很容易解決了。
未來004航母的動力可以是這樣的:多台中速柴油機與一台超臨界二氧化碳餘熱回收組成一個串聯的發電模塊,多個模塊集中部署在艦島下方,可能需要多層佈置,再分散部署少量高速柴油機,作為應急發電機。艦島位置靠前,類似戴高樂號的樣子,空出一塊巨大的完整的後三角區。巡航時,只開少量的模塊,把多餘的電能儲存起來,高速航行或頻繁彈射飛機時,先用儲存的電能和高速柴油機頂一會兒,再啓動更多的發電模塊。中速柴油機啓動很快的,餘熱發電要久一點。這樣就能讓所有柴油機始終處於最高效狀態運行了,還可以輪流停機檢修。現在航母巡航時蒸汽輪機也不能隨便關機,無法在熱效率最高的狀態下運行,浪費了很多燃料,還因為燃燒不充分冒黑煙、積碳。