燃氣輪機獲重大突破!一核心技術終於拿下,可惜航母用不了
據《科技日報》報道稱,我國於近日成功鑒定300MW級F級重型燃氣輪機渦輪套件的第一級靜葉鑄件的質量。
該級靜葉鑄件的製造工作在我國尚屬首次實現自主化生產,標誌著中國的工程科研團隊成功突破了相關核心技術,進而取得這一矚目成就。對於中國而言,第一級靜葉鑄件鑒定成功是一件極具里程碑的事件,標誌「航空發動機和燃氣輪機」這一重大科技專項取得重大成果,自此,中國完全掌握了重型燃氣輪機核心熱端轉動核心技術。
其意義不言而喻。壓氣機、渦輪套件和燃燒室是燃氣輪機的核心部位,其工藝的好壞、技術的先進與否直接決定了燃氣輪機的輸出效率。然而燃氣輪機最為核心也最為關鍵的部位,就是身處燃氣輪機熱燃氣流中經受高溫衝擊灼燒的熱端部件。熱端部件由導向器、燃氣渦輪、噴焰管等部分組成,它們更是核心中的核心。
300MW級F級重型燃氣輪機渦輪套件能將燃氣輪機燃燒室里的高壓力、高熱度燃氣能轉換成機械功。做出的功有一些會用於驅動冷鍛壓氣機對空氣進行壓縮,使燃氣輪機良好並不斷運轉,一些會給燃氣輪機提供輸出功率,並驅動發電器等裝置。
由我國自主生產的第一級靜葉鑄件即燃氣渦輪套件的重要組件,同時,靜葉鑄件乃燃氣渦輪套件中首個與高溫高壓燃氣流零距離接觸的部件,使靜葉鑄件的運行環境十分惡劣。因燃氣輪機開機較快,在其停止工作時突然開機使機體內部形成由低溫驟然升至高溫的環境,能對靜葉鑄件產生強烈衝擊。所以它的製造條件極其苛刻,成品需要擁有足夠的強度。並且靜葉鑄件一定要能承受住高溫,衝擊和腐蝕。
靜葉鑄件可以加強高溫高壓燃氣流的膨脹速率,並把高溫高壓燃氣流的壓力和熱度不斷維持在較低水平,使燃氣輪機的渦輪轉子不斷高速旋轉,形成驅動力。
最開始,中國並沒有足夠的經驗研發燃氣輪機,只能靠漸漸摸索和試驗完成研製工作,因其研發技術難度極高,給我國的科研工作造成很大困難。雖說可以用航空發動機彌補我國燃氣輪機研發上的短板,作為大型艦隻的動力輸出裝置,但以航空發動機為藍本的動力系統功率難以繼續提升,而且可靠性很低。
1999年,時值中國「以煤代油」能源政策執行的如火如荼,這就使我國主要依靠燃氣輪機驅動的發電機系統因油供應不足,使燃氣輪機的進一步研發工作陷入延期狀態。好在21世紀初,我國重新開始對其進行研製攻關。
有人希望把這一重型燃氣輪機領域成果應用在我國大型作戰艦隻如航空母艦上。顧名思義,300MW級F級的重型燃氣輪機的輸出功率巨大,用在航空母艦上未免大材小用,美國最新的「福特級」核動力航空母艦的發動機輸出功率僅僅有104MW。300MW級F級的重型燃氣輪機未來主要在電網調峰、交通或者工業動力領域投入運用,能帶來良好的社會效益。(利刃DARK)
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