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[动力技术] 借航母装锅炉的热度,说一说军民用舰船蒸汽动力的巅峰

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CDer:001163278
发表于 2021-01-21 12:35 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 m777e1 于 2021-01-21 12:39 编辑

有一个很简单的道理:体重最大的人,既不会是最强壮的也不会是最睿智的。武器系统也一样,谈动力从来不能以输出功率作为好坏高低的标准;谈火炮从来不能以最大射程作为好坏高低的标准;如果有人对动力只知道最大功率,对火炮只知道最大射程,那说明他除了民工科技、三大知识这一类白菜级科普刊物外并没有其他知识来源。
正如柴油机好坏高低的标准是排量功率与强化系数而不是输出功率一样,舰船蒸汽推进系统的好坏高低的标准是蒸汽的参数(温度与压力)而不是输出功率。那么,军民用舰船蒸汽动力的巅峰的就显而易见了。

民用船只蒸汽动力的巅峰,就是日本川崎重工的URA型蒸汽轮机与日本三菱重工的UST型蒸汽轮机。这两个系列中的最大型号,输出功率都是50000马力,蒸汽温度达到565摄氏度,蒸汽压力达到10Mpa,其中,川崎重工的URA的蒸汽压力达到12Mpa。

与日本三菱重工的UST型蒸汽轮机配套的MBR系列锅炉的参数,一般2个炉子配一台机子



日本川崎重工的URA型蒸汽轮机参数表






这种高参数的蒸汽轮机的尺寸和重量都非常大,完全不能军用

码头上的川崎URA型蒸汽轮机配用的UTR-2锅炉



码头上的三菱重工UST型蒸汽轮机配套的MBR-7锅炉



川崎URA型蒸汽轮机



三菱重工UST型蒸汽轮机



带再热系统的蒸汽轮机,高效但是体积太大,军舰上不适合用



这两个日本品牌的蒸汽轮机,是世界大型民船用蒸汽动力的唯二存留,主要用途就是做LNG船的动力。日本是上一代LNG船造船的老大,这种船的特点就是采用挪威技术的MOSS球罐型货舱+蒸汽动力



现在的LNG船霸主韩国走的是法国技术薄膜型货舱+德国或者中国技术低速柴油机的路线







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CDer:001163278
 楼主| 发表于 2021-01-21 12:52 | 显示全部楼层

RE: 借航母装锅炉的热度,说一说军民用舰船蒸汽动力的巅峰

军用蒸汽动力的巅峰,就是美国海军的一艘试验性驱逐舰:D-828“蒂默尔曼”号



这是一艘试验高航速新技术的驱逐舰,采用二战后期的“基林”级的基本设计,1951年下水,1952年服役,1956年即退役



这艘船试验了一些新技术,比如燃气轮机发电,铝合金上部建筑等



最重要的改进是采用了前所未有的高参数蒸汽轮机,总输出功率达到10万马力,驱动3460吨排水量的舰体,最高航速达到43节。

它有2台蒸汽轮机,一台由通用电气公司制造,蒸汽温度565度,蒸汽压力13.7Mpa,另一台由西屋电气公司制造,蒸汽温度565度,蒸汽压力6.0Mpa

锅炉正在用卡车运到船厂



此后再也没有舰船用过这么高的参数。上世纪80年代,为了与效率和经济性天下无敌的低速柴油机竞争,瑞典阿法拉伐公司曾提出蒸汽温度600度,蒸汽压力超过20Mpa的超临界蒸汽轮机的设想,但是没有实现。


为了航母与核潜艇的动力,也只有美俄中法不得已还养着一支舰船蒸汽动力的队伍。

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CDer:001161106
发表于 2021-01-21 14:15 | 显示全部楼层
43节,真是个恐怖的速度。
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CDer:000030753
发表于 2021-01-21 14:19 | 显示全部楼层

RE: 借航母装锅炉的热度,说一说军民用舰船蒸汽动力的巅峰

丘山 发表于 2021-01-21 14:15
43节,真是个恐怖的速度。

法鸡恐怖号是45节
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CDer:001161830
发表于 2021-01-21 14:22 | 显示全部楼层
想问一下,超临界机组是不是重量和体积都很大,效率和功重比会比普通蒸汽轮机高多少。
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CDer:000828311
发表于 2021-01-21 14:22 超大游击队员 | 显示全部楼层
阿法拉伐……坑爹玩意!
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发表于 2021-01-21 14:30 | 显示全部楼层
技术贴,顶!

再扒一扒D828的具体性能呗。
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CDer:000684971
发表于 2021-01-21 14:44 | 显示全部楼层

RE: 借航母装锅炉的热度,说一说军民用舰船蒸汽动力的巅峰

渡边曜 发表于 2021-01-21 14:22
想问一下,超临界机组是不是重量和体积都很大,效率和功重比会比普通蒸汽轮机高多少。

超临界效率高 但是功重比很难看
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CDer:000025390
发表于 2021-01-21 14:58 | 显示全部楼层

RE: 借航母装锅炉的热度,说一说军民用舰船蒸汽动力的巅峰

m777e1 发表于 2021-01-21 12:52
军用蒸汽动力的巅峰,就是美国海军的一艘试验性驱逐舰:D-828“蒂默尔曼”号

印度航母不是蒸汽动力?
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CDer:000008544
发表于 2021-01-21 15:00 超大游击队员 | 显示全部楼层
m777e1 发表于 2021-01-21 12:52
军用蒸汽动力的巅峰,就是美国海军的一艘试验性驱逐舰:D-828“蒂默尔曼”号



日已落也是吧
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发表于 2021-01-21 15:05 | 显示全部楼层

RE: 借航母装锅炉的热度,说一说军民用舰船蒸汽动力的巅峰

piva 发表于 2021-01-21 14:58
印度航母不是蒸汽动力?

你说哪个?超日王还是“下水三次”?
“超日王”号是俄罗斯产的,就蒸汽参数来说,远不是“巅峰技术”。
“下水三次”号是买的美国LM2500,还是猴版的......
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CDer:000008544
发表于 2021-01-21 15:05 超大游击队员 | 显示全部楼层
piva 发表于 2021-01-21 14:58
印度航母不是蒸汽动力?

自己造那个是燃气轮机的。
蒸汽轮机的不是自己造的
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CDer:000030077
发表于 2021-01-21 17:49 | 显示全部楼层

RE: 借航母装锅炉的热度,说一说军民用舰船蒸汽动力的巅峰

m777e1 发表于 2021-01-21 12:52
军用蒸汽动力的巅峰,就是美国海军的一艘试验性驱逐舰:D-828“蒂默尔曼”号

太吓人了, 565度, 13.7MPA的参数, 这机器能坚持多久?   恐怕这艘驱逐舰最后也没有机会做全寿测评了。
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CDer:000256809
发表于 2021-01-21 20:07 | 显示全部楼层
现在军用锅炉的顶峰就是美帝小鹰级上的常压锅炉,8.45MP,510摄氏度。毛子走的是增压锅炉路线,6.4MP,470摄氏度。
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CDer:000067382
发表于 2021-01-21 20:07 | 显示全部楼层
高压比高温困难多了,设备额外的重量基本都用于高压元件的壁厚上了。
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CDer:000409460
发表于 2021-01-21 21:00 | 显示全部楼层

RE: 借航母装锅炉的热度,说一说军民用舰船蒸汽动力的巅峰

荆深特快 发表于 2021-01-21 20:07
现在军用锅炉的顶峰就是美帝小鹰级上的常压锅炉,8.45MP,510摄氏度。毛子走的是增压锅炉路线,6.4MP,470摄 ...

这压力也不比米帝的高,还低了呢
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CDer:000774844
发表于 2021-01-21 21:21 | 显示全部楼层
美国小鹰采用的改进型常压D型锅炉优点是受热面积大,蒸汽循环参数高,冷却效率高,代价是体积重量大(根据leeone网友说法一个锅炉有118吨重);相比之下毛子的传家宝KBГ系列增压锅炉体积小重量轻(KBГ3型全重40.8吨;KBГ4型也不过57.8吨)效率高,以更低的蒸汽循环参数实现了比小鹰改进型常压D型锅炉更高的炉膛容积热负荷同时有着更快的启动速度和功率提升速度。
所以这就是路线选择问题,毛子路线的适装性好,体积小也有利于节省舰艇内部空间;美国就只能各用各的,不过目前除了航母其余舰艇基本上统一燃气轮机加上美国超级航母内部空间大,所以锅炉大点重点无所谓了。
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CDer:001114525
发表于 2021-01-21 21:31 超大游击队员 | 显示全部楼层
魔天道 发表于 2021-01-21 21:00
这压力也不比米帝的高,还低了呢

高压锅炉,不是高压蒸汽。锅炉燃烧室压力高,其它的锅炉是常压燃烧。
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CDer:000256809
发表于 2021-01-21 21:32 | 显示全部楼层

RE: 借航母装锅炉的热度,说一说军民用舰船蒸汽动力的巅峰

魔天道 发表于 2021-01-21 21:00
这压力也不比米帝的高,还低了呢

要论压力还比不上美帝二战时的水平,各自国家的工业基础不一样,必然选择不同的技术路线。
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CDer:000957287
发表于 2021-01-21 21:46 | 显示全部楼层
不列颠没有蒸汽轮机了?
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CDer:000865049
发表于 2021-01-21 22:31 超大游击队员 | 显示全部楼层
雪千寻 发表于 2021-01-21 14:19
法鸡恐怖号是45节

这名字够恐怖
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CDer:000865049
发表于 2021-01-21 22:32 超大游击队员 | 显示全部楼层
m777e1 发表于 2021-01-21 12:52
军用蒸汽动力的巅峰,就是美国海军的一艘试验性驱逐舰:D-828“蒂默尔曼”号



最后一段话算不算乳英?
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CDer:001176070
发表于 2021-01-28 13:32 超大游击队员 | 显示全部楼层
学习了,感谢科普。
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CDer:000826597
发表于 2021-01-28 14:51 | 显示全部楼层

RE: 借航母装锅炉的热度,说一说军民用舰船蒸汽动力的巅峰

夸克鸟kuakeniao 发表于 2021-01-21 22:32
最后一段话算不算乳英?

英国有比中美俄法都要好的船用燃机,作为船用蒸汽轮机的先驱者,现在放弃也说不上什么,毕竟100年前英国就有144000SHp/32knot的hood了
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CDer:000323619
发表于 2021-01-28 15:07 | 显示全部楼层

RE: 借航母装锅炉的热度,说一说军民用舰船蒸汽动力的巅峰

宇宙囚犯611号 发表于 2021-01-21 21:21
美国小鹰采用的改进型常压D型锅炉优点是受热面积大,蒸汽循环参数高,冷却效率高,代价是体积重量大(根据l ...

毛子的这套蒸汽动力最初也不是用在航母上的,而是驱逐舰的动力组,要求就是体积重量小,启动快速,后面放大到航母上的,其实我国的到这套动力组远早于引进瓦良格,早在引进现代之初就考察过这一系列的动力组了
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发表于 2021-01-28 15:10 | 显示全部楼层

RE: 借航母装锅炉的热度,说一说军民用舰船蒸汽动力的巅峰

本帖最后由 沉默是金123 于 2021-01-30 22:02 编辑
m777e1 发表于 2021-01-21 12:52
军用蒸汽动力的巅峰,就是美国海军的一艘试验性驱逐舰:D-828“蒂默尔曼”号


二战时期日本的岛风号也能跑40节以上吧
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CDer:000313462
发表于 2021-01-28 15:16 超大游击队员 | 显示全部楼层
宇宙囚犯611号 发表于 2021-01-21 21:21
美国小鹰采用的改进型常压D型锅炉优点是受热面积大,蒸汽循环参数高,冷却效率高,代价是体积重量大(根据l ...

更高的蒸汽温度和压力意味着更加省油,航母还是不要计较机器本身的体积重量,毕竟油料的体积重量更大,而且全寿命成本也要考虑。
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CDer:000234581
发表于 2021-01-28 23:51 | 显示全部楼层

RE: 借航母装锅炉的热度,说一说军民用舰船蒸汽动力的巅峰

flight771 发表于 2021-01-21 21:46
不列颠没有蒸汽轮机了?

应该有蒸汽轮机吧,毕竟核潜艇要用的。。。。
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CDer:000016473
发表于 2021-01-29 00:08 | 显示全部楼层

RE: 借航母装锅炉的热度,说一说军民用舰船蒸汽动力的巅峰

m777e1 发表于 2021-01-21 12:52
军用蒸汽动力的巅峰,就是美国海军的一艘试验性驱逐舰:D-828“蒂默尔曼”号

我玩navy field 就把一艘基林改命名为USS.Timmerman
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CDer:000016473
发表于 2021-01-29 00:11 | 显示全部楼层

RE: 借航母装锅炉的热度,说一说军民用舰船蒸汽动力的巅峰

piva 发表于 2021-01-21 14:58
印度航母不是蒸汽动力?

二手改装航母动力是苏制货

自建航母是燃气轮机动力,美国货
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CDer:001182091
发表于 2021-01-29 01:36 | 显示全部楼层
16和17用的毛子技术锅炉,003会不会是用上我们自己重新设计的新型号锅炉呢?
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CDer:000159547
发表于 2021-01-29 02:20 | 显示全部楼层

RE: 借航母装锅炉的热度,说一说军民用舰船蒸汽动力的巅峰

m777e1 发表于 2021-01-21 12:52
军用蒸汽动力的巅峰,就是美国海军的一艘试验性驱逐舰:D-828“蒂默尔曼”号

1、同一艘船用两种不同的锅炉,蒸汽压力也不同,那轮机是不是也不同?会有兼容性问题吗?
2、现在蒸汽轮机只有航母用了,其他军舰也不用,而航母与大型船舶体积相当,是不是也可以设计成日本那种高效带过热器的,重量虽然增加,但几十吨和一百多吨对于十万吨左右的航母来说相差并不大。
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CDer:001132950
发表于 2021-01-29 04:07 超大游击队员 | 显示全部楼层
楼主有没有日本蒸汽轮机功率热效率等方面的资料?
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 楼主| 发表于 2021-01-29 17:41 | 显示全部楼层

RE: 借航母装锅炉的热度,说一说军民用舰船蒸汽动力的巅峰

fireeyes 发表于 2021-01-29 02:20
1、同一艘船用两种不同的锅炉,蒸汽压力也不同,那轮机是不是也不同?会有兼容性问题吗?
2、现在蒸汽轮 ...

本来就是设计用来试验新技术的军舰,蒸汽轮机当然不是一样的。不会存在兼容性问题,因为两套动力各自推进一轴一桨。

日本民船上那一套带再热的蒸汽轮机对于航母也是太大了,不实用。
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发表于 2021-01-29 17:51 | 显示全部楼层

RE: 借航母装锅炉的热度,说一说军民用舰船蒸汽动力的巅峰

权衡45 发表于 2021-01-28 15:16
更高的蒸汽温度和压力意味着更加省油,航母还是不要计较机器本身的体积重量,毕竟油料的体积重量更大,而 ...

使用复杂循环的汽轮机,体积重量相比于简单循环汽轮机的增长程度,超乎你的想象。
举个比较贴近的比喻,复杂循环汽轮机系统是低速柴油机,10万马力要好几千吨重的,5层楼高;而简单循环的是高速柴油机,几千马力也就十几吨。
军舰宁可采用4台高速柴油机并联驱动一根轴,也不用低速柴油机。
就是体积重量上显著差别的道理。
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CDer:000764204
发表于 2021-01-29 18:24 | 显示全部楼层

RE: 借航母装锅炉的热度,说一说军民用舰船蒸汽动力的巅峰

fireeyes 发表于 2021-01-29 02:20
1、同一艘船用两种不同的锅炉,蒸汽压力也不同,那轮机是不是也不同?会有兼容性问题吗?
2、现在蒸汽轮 ...

黄蜂级还在使用,两锅炉两蒸汽轮机,双轴7万马力;该型最后一艘更换为两台LM2500,出力不变。
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发表于 2021-01-29 18:26 | 显示全部楼层

RE: 借航母装锅炉的热度,说一说军民用舰船蒸汽动力的巅峰

hkqtzwh 发表于 2021-01-29 18:24
黄蜂级还在使用,两锅炉两蒸汽轮机,双轴7万马力;该型最后一艘更换为两台LM2500,出力不变。

这个我知道,但还是谢谢。我的意思是现在如果研制常规新蒸汽轮机显然只有航母要用了。
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发表于 2021-01-30 01:07 | 显示全部楼层
我看以前文章,说蒸汽轮机启动慢是因为要慢慢加热锅炉,不能一下子过快,以后如果蒸汽轮机也用上全电的话,能否加两台柴油机并联发电,在启动时先启动柴油机,以较低速度比如10节,将航母开出来,等锅炉烧热后关掉柴油机,依靠蒸汽轮机。
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CDer:000976718
发表于 2021-01-30 11:24 | 显示全部楼层

RE: 借航母装锅炉的热度,说一说军民用舰船蒸汽动力的巅峰

abcdefg1234567 发表于 2021-01-30 01:07
我看以前文章,说蒸汽轮机启动慢是因为要慢慢加热锅炉,不能一下子过快,以后如果蒸汽轮机也用上全电的话, ...

全电就不用蒸汽轮机
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发表于 2021-01-30 20:11 超大游击队员 | 显示全部楼层
克虏伯火炮 发表于 2021-01-29 17:51
使用复杂循环的汽轮机,体积重量相比于简单循环汽轮机的增长程度,超乎你的想象。
举个比较贴近的比喻, ...

你先看清楚,我回复的那个帖子是介绍美俄的不同路线,确切地说是小鹰与裤子的差别。
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