閉式循環汽輪相系統

系統構成

其中燃料通常選擇乙醇,存放在儲存罐中的橡膠袋中;一迴路系統包括高壓燃燒室、熱交換機、冷凝器;二迴路系統包括蒸汽發生器、蒸汽輪機、冷凝器。具體工作原理及過程:將儲存在絕熱罐中的低溫液氧送到加熱器中加溫呈氣態,乙醇和氣態氧在高壓燃燒室里燃燒,燃氣通過蒸汽發生器後大部分被冷卻,這些經冷卻的燃氣重新回到燃燒室,用於冷卻煙道壁,調節燃燒壁壁溫,使其保持在1000℃以下,同時稀釋乙醇/氧氣的混合氣體,使其燃燒溫度保持在700℃的最佳狀態。一小部分未經冷卻的燃氣有些直接排出艇外,有些以液態方式儲存在艇內。水在蒸汽發生器吸收燃氣熱量後變成高溫高壓蒸汽,溫度達500℃ ,壓力大約為18公斤/厘米2,這些蒸汽推動蒸汽輪機做功,驅動交流發電機和整流機組產生直流電,為推進系統提供能量。水蒸汽冷凝成水後,返回蒸汽發生器,完成循環過程。

技術實現的難點和重點

主要在於此系統的液氧採用的是高壓儲存(60公斤/厘米2)或者低溫低壓儲存(﹣185℃,2-10公斤/厘米2) ,無論液氧儲存罐置於何處,必須要經得起5g的衝擊。因此液氧儲存罐應安裝在低頻率的彈性基座上,基座固有頻率應小於5赫茲。

主要技術優點

功率大,可滿足潛艇水下航行需要,法國在為巴基斯坦建造的“阿戈斯塔”90B級潛艇上所安裝的 MESMA/AIP系統的功率為200千瓦;燃燒產物的排放非常隱蔽,由於燃燒時的壓力較大,燃燒產物的壓力也較大,不需要使用其他機械系統加壓就能自動排出艇外,相應也就減少了潛艇的自噪聲;另外使用氣泡分裂系統使排出的二氧化碳氣泡減小,提高廢氣的海水溶解度,如果情況危急,可將燃燒產物進行冷凝儲存在艇內,此舉將大大提高潛艇的隱蔽性。

缺點和不足

整個系統非常龐大,輔助機械設備較多,此AIP系統主要部件有燃燒室、蒸汽發生器、二氧化碳冷凝器、蒸汽冷凝器、渦輪交流發電機、各類泵,所以系統安裝布置比較困難,需較大艙室空間,這直接影響此AIP系統的實用性;熱效率低、經濟性較差,此AIP系統的氧消耗量比閉式循環柴油機(CCD/AIP)系統要高15%左右,同時在相同水下續航力的條件下,乙醇所占容積要比CCD/AIP系統多一倍,而且所有系統部件都需要特殊的設計,投資較大,經濟性差。 此主題相關圖片如下:目前法國是在MESMA/AIP系統上取得進展最大的國家。1988年以來,法國就使用400千瓦燃燒室平台進行該系統的試驗,並且取得較大進展,已進入實用階段。1994年,巴基斯坦從法國艦艇建造局訂購了3艘“阿戈斯塔”90B級潛艇,這三艘潛艇將安裝法國自主研製的MESMA/AIP系統,這將大大提高巴基斯坦的水下作戰能力。除此之外,德國MTU公司也在加大對MESMA/AIP系統的研究力度,其使用的燃料將是柴油,功率也會增大到700千瓦,一旦研製成功,將會大大提高MESMA/AIP系統在國際市場上的競爭能力。

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