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    航母供電的發(fā)展趨勢是什么

    作者:凱迪正大股份來源:武漢凱迪正大電氣有限公司日期:2017-05-09 14:14:00閱讀:

        4月26日,我國自主建造的首艘航空母艦下水。新一代航母供電的發(fā)展趨勢是什么?下面就為你解答這些問題。
     
        航母的動力從哪兒來?
        現(xiàn)代航空母艦按動力裝置可分為核動力航母和常規(guī)動力航母?,F(xiàn)代大型航母多用蒸汽輪機(jī)和核反應(yīng)爐,小型者則使用燃?xì)鉁u輪機(jī)(有些外加柴油機(jī)輔助),而中大型傳統(tǒng)起降航母則使用蒸汽輪機(jī)。
        若其蒸汽來源為核反應(yīng)爐者則為“核動力航空母艦”,否則即被稱作“常規(guī)動力航空母艦”。無論是常規(guī)動力航母,還是核動力航母,它們動力的直接來源都是高壓蒸汽,用蒸汽來推動汽輪機(jī)。航母的蒸汽一部分要推動汽輪機(jī)運(yùn)動,推動船體前進(jìn),另外一部分用來為全艦發(fā)電和艦載機(jī)的起飛蒸汽彈射。在蒸汽和汽輪機(jī)階段,航母和熱電廠有很多的設(shè)備和生產(chǎn)流程幾乎一致。
        常規(guī)動力航母的動力系統(tǒng),相當(dāng)于把一個中型熱電廠的設(shè)備搬到一艘大船上。它的動力直接來源是高壓蒸汽,用蒸汽來推動汽輪機(jī),汽輪機(jī)輸出的高轉(zhuǎn)速,通過齒輪減速系統(tǒng),再傳遞給四根動力大軸,大軸帶動船尾的螺旋槳旋轉(zhuǎn),靠水的反推力前進(jìn)。蒸汽輪機(jī)本身功率很大,在驅(qū)動軍艦前進(jìn)的過程中也同時驅(qū)動發(fā)電機(jī),就可以滿足航母的日常用電了。
        核動力航母的動力系統(tǒng),須有核反應(yīng)堆、高壓蒸汽發(fā)生器、汽輪機(jī)這三大件。由于能源來源是反應(yīng)堆,反應(yīng)堆幾乎可以提供無盡的蒸汽,在船不運(yùn)動的時候,絕大部分蒸汽用來發(fā)電。航母上有完整的供電系統(tǒng),可以根據(jù)電力負(fù)荷進(jìn)行調(diào)整,即使反應(yīng)堆不工作,也可以通過備用的柴油發(fā)動機(jī)來驅(qū)動發(fā)電機(jī),保證基本的供電。
     
        航母還能拿來供電?——點(diǎn)亮一座城市綽綽有余
        航母的動力系統(tǒng)到底有多強(qiáng)呢?據(jù)悉,航母的動力系統(tǒng)相當(dāng)于一個熱電廠。航母的蒸汽動力系統(tǒng),是一個封閉的循環(huán),底倉有大量的冷凝設(shè)備從船體外通過進(jìn)水管道吸收大量的海水來降溫,可以通過熱交換生產(chǎn)大量的蒸餾水和生活熱水。航母只要運(yùn)行,就不缺飲用水和生活熱水,航母艦員幾千人,可以天天洗澡都不缺熱水,這是其他小型艦艇做不到的,因?yàn)楹侥竸恿ο到y(tǒng)的功率實(shí)在太大。
        一條6萬到8萬噸的常規(guī)動力航母,本身動力總功率達(dá)到30萬馬力上下,其實(shí)就相當(dāng)于一個能為20萬人左右的城市供電并提供冬季供暖的熱電廠。1930年,美國海軍就用航母執(zhí)行了一次“另類救災(zāi)”,讓當(dāng)時最高新的航空母艦臨時客串了一把發(fā)電廠。
        因此,航母的用途不止是為作戰(zhàn)服務(wù),另辟蹊徑的話未來可能會發(fā)掘出更多的用途也說不定!比如說利用退休航母充當(dāng)海上鉆井平臺或者海上移動核電站。
     
        新一代航母將實(shí)現(xiàn)全電力化
        新一代航母對電力的需求將大大增加,電磁彈射器、新的雷達(dá)系統(tǒng)和電子設(shè)備都將成為用電大戶,因此在新一代航母的典型代表身上均帶有鮮明的“電氣化特征”。
        新一代航空母艦將實(shí)現(xiàn)全電力化,這是信息時代航空母艦技術(shù)發(fā)展的一大特點(diǎn),這樣的航母,更是一艘發(fā)電能力強(qiáng)大的水上移動核電站。全電力化主要包括安裝高新、安全、長壽命的高功率核反應(yīng)堆,以及高功率密度、安全的電力變換和調(diào)節(jié)系統(tǒng),應(yīng)用于電力驅(qū)動、電力彈射和阻攔裝置,未來還可能用于電力裝甲和超高速武器的發(fā)射等。
        如高新的福特級核動力航母,電能成了全船動力的核心,蒸汽輪機(jī)大部分動力都用來發(fā)電,總發(fā)電功率高達(dá)10萬千瓦級別。相較于機(jī)械式推進(jìn)的航母,全電化的航母可以用一套(柴油機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)和蒸汽輪機(jī)等)原動機(jī)和發(fā)電機(jī)組來產(chǎn)生電能,既用于艦船的推進(jìn),也用于其他設(shè)備對電力的需求。發(fā)電機(jī)將高速原動機(jī)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械能量轉(zhuǎn)換為電能,通過電力傳輸線將電能傳遞到艦船后部的推進(jìn)電機(jī),驅(qū)動推進(jìn)電機(jī)工作,推進(jìn)電機(jī)與螺旋槳直接連接,從而將電能轉(zhuǎn)換為螺旋槳旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能來推進(jìn)艦船運(yùn)動。整條船連四根動力大軸都取消了,并且艦載機(jī)的彈射和攔阻,都是全電化,航母將通過電力而不是蒸汽來彈射飛機(jī)。這就是目前最高新的全電艦艇。
        目前,中國在航母上實(shí)現(xiàn)全電推進(jìn)并不存在技術(shù)瓶頸。據(jù)悉,中國的船用綜合電力系統(tǒng)采用了中壓直流技術(shù),處于世界領(lǐng)先水平。中國是目前世界上首個實(shí)現(xiàn)中壓直流綜合電力系統(tǒng)的國家。相比目前在英國“伊麗莎白女王”航母以及美國DDG1000型驅(qū)逐艦上采用的中壓交流綜合電力系統(tǒng),中壓直流系統(tǒng)更加高新,結(jié)構(gòu)更簡潔,動力轉(zhuǎn)換率更高。
     
     
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