[原创]R0110重型燃气轮机几乎不可能用于航母
导读：R0110原本的设计目的是为煤气化联合循环发电系统。
我在大学时的专业刚好与这个有点重叠，了解一点皮毛。
现有热发电技术都是使用热力发电，就是通过加热工质产推动设备做功发电，属于热机。其他非热机类的热电技术还有热电偶——效率极低目前只适合用于测控技术，离子流体发电——还在开发中目前仅有实验示范装置。
一个热机热效率的极限为卡诺循环的效率，ηc＝1-T2/T1，其低温热源的温度T2一般为环境温度，而在机械效率已经无法继续提高的情况下，提高热机效率的办法就是提高高温热源的温度T1。直接使用燃气机就是其中的
R0110原本的设计目的是为煤气化联合循环发电系统。我在大学时的专业刚好与这个有点重叠，了解一点皮毛。现有热发电技术都是使用热力发电，就是通过加热工质产推动设备做功发电，属于热机。其他非热机类的热电技术还有热电偶——效率极低目前只适合用于测控技术，离子流体发电——还在开发中目前仅有实验示范装置。一个热机热效率的极限为卡诺循环的效率，ηc＝1-T2/T1，其低温热源的温度T2一般为环境温度，而在机械效率已经无法继续提高的情况下，提高热机效率的办法就是提高高温热源的温度T1。直接使用燃气机就是其中的方法之一。煤的储量决定它是将来很长一段时间内仍是人类使用的主要燃料，而煤是固体，需要使用煤作为燃气机的燃料，就必须将其气化为煤气，即一氧化碳。传统的煤气生产技术是采用间断法，热效率低，生产小。连续煤气化技术使用高压纯氧（或富氧）与煤粉（或水煤浆）反应，通过控制配比，使其直接燃烧生成一氧化碳达到连续生产的目的，煤中碳元素转化为一氧化碳的效率高达99%。煤气经过净化后送至燃气轮机燃烧发电，通过燃气轮机后，尾气依然高达600度，还可以为普通的蒸汽锅炉供热发电。以目前的技术来说，综合煤电效率高达42%—45%。而现在我国平均煤电效率连35%都不到，少数大型的火力发电站可以达到36%。因为高温煤气的流化床脱硫效率比传统脱硫方式高得多，脱硫效率可达99%。是一种相当高效、清洁的煤电技术。其主要技术难点在于重型燃气轮机、高密度气体输送煤粉（要求达到400公斤/立方米）、气化炉（耐高温、耐熔融煤灰腐蚀、耐煤灰冲刷、耐高压）、高温煤气净化。未来的展望是以离子流体发电段取代燃气轮机，尾气依然用于蒸汽发电，届时发总发电效率可高达55%。要使用R0110作为动力设备，就必须有燃气。天然气和液化石油气肯定不行，运输不方便。燃油？油什么价格？从青岛出发访问美国西海岸，一个来回就得烧掉近一个亿！！尼米兹级主动力是两台蒸汽机，靠核反应炉供热，总功率198000千瓦，也不过只有4台8000千瓦的应急柴油机是烧油的。中国航母如果使用114500千瓦的R0110燃气轮机烧柴油，美军会惊叹中国比美国还财大气粗。把煤气化的全套设备搬上航母？即使造出10万吨级的航母舰体也没地方设置机库。假如国防科工委全体头脑发热，决定使用R0110作为航母的动力设备，燃料是油。那么这个航母的生存能力将很低，比烧煤的生存能力都低。跟煤比起来，油料的运输和储存都是相当麻烦的，中国能为航母提供一万吨油料补给的港口实在不多，油罐目标巨大，极易受到导弹攻击。即使煤场被炸了，被炸过的煤依然是煤。现阶段来说，硬把R0110与航母扯上关系的话，充其量只能当成一个航母动力的技术储备，将来高温气冷堆技术成熟后，没准会把重型燃气轮机作为高温气体的透平。现有的高温气冷堆为了追求高效率，使用最接近理想气体的氦气，如果为了追求大功率和体积紧凑，将来使用氩气也是有可能的。R0110的应用项目——沈阳市浑南新区的100万千瓦煤气化联合循环发电厂已经在筹备了，计划投资80-100亿。本文内容为我个人原创作品，申请原创加分
点击加载更多
更多精彩内容
24小时热文国产航母将使用的国产重型燃气轮机首次曝光
我的图书馆
国产航母将使用的国产重型燃气轮机首次曝光
　　燃气轮机是现代制造业的“动力之源”，其中的涡轮高温叶片则是燃气轮机的核心部件之一。日前，上海市科委重大专项课题“高温合金叶片制造技术研究”通过专家验收。
　　燃气轮机是大型客机、特种船舶(重型航母)和民用发电等领域的主要动力源之一，而涡轮高温叶片及其制造技术则是燃气轮机的核心，也是制约我国燃气轮机发展的主要瓶颈。国外对此严格保密，客观上使我国的大飞机、地面燃机等重大工程均受制于人。2008年上海市科委设立重大研究专项课题，针对当前国际上最先进的F级256MW重型燃气轮机涡轮高温叶片开展技术研究和攻关，由上海大学为主承担。
　　涡轮叶片的制造原理，是将镍基金属溶液浇铸在模具中，再进行冷却结晶，过程类似于冬天水汽在玻璃窗上遇冷结晶形成“冰花”。涡轮叶片能否耐受高温、是否有足够的强度，和结晶过程中的温度以及晶体形成的数量、甚至方向都有关系。一般来说，晶粒数越少，叶片的耐高温性越好，也越能胜任发电机燃气轮机等高功率设备用途。目前行业内最难的技术，是让整个叶片成为一个晶粒，即“单晶”技术。此外，如果让晶粒有序地向一个方向排列，也能提高叶片强度，避免断裂，此类技术为“定向”技术。通过4年的努力，课题组在上述两种技术路径上均有突破，形成了自己独特的工艺路线。
　　该项目的成功，不仅有助于我国在燃气轮机关键部件方面突破国外封锁，对于国内发电厂来说也是重大利好消息。以重型燃机的一级涡轮为例，一共有96片高温合金叶片，如果采用国外厂商的产品，一片叶片的制造成本在40万元左右，市场售价达100万元;但如果采用国产叶片，制造成本仅为国外价格的1/4。
　　中国将会在2015年完成首艘常规动力航空母舰(排水量在5-6万吨)的建造工作，而首艘核动力航母预计将会在2020年下水。 &　　从长期来看，中国海军将在2020年前后拥有某些航母操作能力。中国同时也将能够满足国内的民族主义情绪，与其他安理会常任理事国一样，成为拥有航母的海军大国。
　　此外，有海外媒体报道称，中国将会在2015年完成首艘常规动力航空母舰(排水量在5-6万吨)的建造工作，而首艘核动力航母预计将会在2020年下水。中国第一艘真正完全自己设计建造的航母性能、装备如何，何时下水，将部署何地等问题都已经成为外界关注的焦点。&&&&&&&&&&& 有报道称，上海的江南造船厂很可能会有两艘航母在建。从中国缺少航母建造经验和技术看，中国连续建造两艘同型航母确实不合常理，而且，大型航空母舰是人类迄今为止建造过的、结构最复杂的船舶。但假定中国首批航母确实是选择建造2艘，而非只建造1艘作为起步，也有其逻辑。
　　中国造船工业发展至今天，已经拥有世界上最大规模的造船工业，不仅在年度造船吨位上超越韩国夺得世界首位，也具备了建造大型液化气船、半潜船、深水钻井船等特种大型船舶的能力。
　　在军舰建造方面，尽管中国此前没建造航母的经验，但也建造了2万吨级的071大型两栖船坞登陆舰。071型两栖船坞登陆舰拥有可以容纳4艘气垫登陆舰同时停放的坞舱、上层还设置了大型车辆库、直升机库和飞行甲板，其结构复杂程度并不不比艘轻型航母逊色。
　　而承建首批国产航母建造任务的上海江南造船厂，曾在同一时期建造了4艘满载排水量达6000吨级的052B/C型驱逐舰。江南造船厂在08年搬迁到长兴岛后，厂房占地面积达560万平方米，拥有4个大型船坞，其中最大的船坞长580米、宽120米，具有450万吨年造船能力。从建造经验、产能等方面来看，江南造船厂同期建造2艘6万吨级大型航空母舰(一舰下水，一舰上船台)，问题并不大。 && 　　就中国的造船能力来说，两艘航母开工并不存在技术上的困难，而且按照师承苏俄的传统和思维习惯来看，它未必不是一种选择。
&&&&&&&&&&&&&
TA的最新馆藏
喜欢该文的人也喜欢社会化媒体
了解更多>>
桂ICP备 号
阅读下一篇
自媒体运营攻略
行业经验交流
Hi，在你登录以后，就可以永久免费的收藏任何您感兴趣的内容，关注感兴趣的作者！
手机注册或邮箱注册
点击按钮进行验证
请输入正确的邮箱
已有帐号请点击
帐号创建成功！
我们刚刚给你发送了一封验证邮件
请在48小时内查收邮件,并按照提示验证邮箱
感谢你对微口网的信任与支持
你输入的邮箱还未注册
还没有帐号请点击
点击按钮进行验证
你输入的邮箱还未注册
又想起来了？
你已成功重置密码，请妥善保管，以后使用新密码登录
邮件发送成功！
我们刚刚给你发送了一封邮件
请在5分钟内查收邮件,并按照提示重置密码
感谢你对微口网的信任与支持
对不起，你的帐号尚未验证
如果你没有收到邮件，请留意垃圾箱 或
意见与建议
请留下您的联系方式
* 留下您正确的联系方式，以便工作人员尽快与你取得联系
转藏至我的藏点　　国产航母寄托了多少中国人的强军、强国梦！
　　揭秘国产航母生产的几个关键！
　　航母主动力——燃气轮机
　　承制单位：中行工业黎明
　　研制难度：★★★★☆
　　成熟程度：★★★☆☆
　　关键装备：五轴联动数控机床
　　新闻链接：
　　3月3日，中航工业黎明承担的国家“十一五”“863”计划先进能源技术领域重大专项——“中低热值燃料R0110燃气轮机研制及其在IGCC电站中的工程应用示范”课题，通过国家科技部高技术中心组织的验收。
　　国产航母主动力——中航工业黎明R0110燃气轮机
　　在对重燃课题技术验收工作中，国家科技部高技术中心专家组一致认为，以黎明公司为主体组成的研制联合体，圆满完成了中低热值燃料R0110燃气轮机的研制工作，燃机各项指标达到合同书要求，同意通过技术验收。
　　R0110燃气轮机是我国首款具有完全自主知识产权的重型燃气轮机，采用单轴、前输出、轴流式结构，适用于柴油、天然气和中低热值气体燃料，其启动迅速、可靠性强，广泛应用于常规发电、电力调峰及IGCC发电领域。
　　重型燃气轮机作为国家战略产品，其研制具有重大意义。中低热值燃料R0110燃机研制课题通过技术验收，不仅有力推动了重型燃机的产业化发展，同时也进一步提高了我国动力机械装备制造业的国际竞争力，使我国成为掌握燃气轮机设计、制造、运行技术并具有成套能力的国家。
　　剖面图
　　国产R0110重型燃气轮机剖析模型。其输出功率114500KW（150000马力），热效率达36%。在RO110母型机基础上，可以实现60MW、160MW与200MW以上系列燃机。其舰用型号论证工作已经开展，可以作为大中型航空母舰的主动力。
　　国产R0110重型燃气轮机剖析模型。其输出功率114500KW（150000马力），热效率达36%。在RO110母型机基础上，可以实现60MW、160MW与200MW以上系列燃机。其舰用型号论证工作已经开展，可以作为大中型航空母舰的主动力。
　　相关资料：
　　据新华网报道国家科技部863先进能源技术领域计划燃气轮机重大专项课题之一——R0110重型燃气轮机设计与研制项目目前取得突破性进展。燃机零件已经完成全部集件，预计3月完成整机装配，4月将进行点火试验验证。R0110舰用型号论证工作已经开展，可以作为中型常规航空母舰的主动力。
　　航母舰载机起飞关键——弹射器
　　承制单位：武汉海军工程大学电力电子技术应用研究所、湘电集团
　　研制难度：★★★★★
　　成熟程度：★★☆☆☆
　　关键装备：储汽罐焊接装备
　　新闻链接：
　　解放军多位高级将领昨日接受采访时证实，中国已在建设第二艘真正意义上的国产航母，比“辽宁号”更先进。海军副政委丁海春中将表示，待工业制造部门完成建造后，把航母交付海军便会展开训练。海军动力与电气工程专家马伟明少将直言，中国航母舰载机弹射起飞技术完全没有问题，甚至不输美国。中国军方第一次公开证实航母在建的消息。
　　电磁弹射器发明人，解放军动力与电气工程专家马伟明少将也指出，中国舰载机弹射起飞技术完全没有问题，实践多次也很顺利，有信心运用到现实当中去，他强调，中国掌握的技术已经不输美国，甚至更为先进。
　　美国里根号航母蒸汽弹射器
　　马伟明曾多次荣获国家科技进步一等奖、军队科技进步一等奖，外界称其为“国宝级”技术少将。对于记者一再追问，国产航母是否将使用电磁弹射器，马伟明笑言，“自己只是打工。”他指着军装上的一颗将星表示，自己只是技术将领，负责研发可用技术，具体会采取何种方案只有军队高层能够决定。
　　关于目前唯一得到实际应用的蒸汽弹射器，许多文章关于蒸汽弹射器制造难点的说法不尽相同，有的说开口汽缸密封是关键，有的说是开口汽缸制造难度很大，还有的说是弹射器的加工精度很高，也有的认为必须要有第一流的焊接技术。实际上，弹射器的真正难点在储汽罐的制造上。以上说法只有焊接技术才算是说到了点子上。
　　弹射器的储汽罐是一种大尺寸的高压容器。在制造工业中，高压容器是机械工业产品中一个重要的品种，被广泛用于化工、核工业、能源和航天技术中，是一个国家重工业水平的重要体现。虽然这种产品没有活动部件，结构也相当简单，但由于要承受高压，尺寸又大，因此对制罐材料、制造设备和焊接工艺等方面提出了特殊的高要求，制造企业要有相关的生产许可证。对于航母弹射器来说，又有使用次数、重量限制和耐高温方面的要求，故制造难度就更大了。制罐材料要用耐热的特种合金钢，必须要有很好的蠕变性能和抗拉强度，而且还要承受几十万次的弹射加压/卸压疲劳循环，只有几个国家才能制造。制罐工艺有好几种，常用的是用钢杵穿过钢锭，反复锻压制成环节状，经车削加工后，再将几个环节焊成筒体，两边封头用万吨以上的水压机整体压出或分块压出，然后经过切削加工再焊接。焊接过程要严格按照操作工艺进行，稍有不慎，就会使部件报废。
　　不过，储汽罐的制造难度也有相对性，它和罐的直径有很大的关系，当直径较小时，承受同样压力的储汽罐制造难度就会大幅度下降。如适当放松对重量的限制，也对降低难度有很大帮助。能生产小尺寸高压容器的国家可能要超过几十个，用来满足中小功率的弹射器是绰绰有余的。英国发明弹射器时，从提出方案到制造出演示装置，时间不超过几个月，弹射功率不大，储汽罐的工作压力只有每平方厘米20多千克显然起了很大作用。近十几年来出现了板缠绕制罐工艺，就是用高强合金板一层一层缠绕成罐体，这种方法解决了原有工艺产品重量大的缺点，制造难度也能下降许多。从某种意义上讲，发展弹射器有“门槛”，但不是很高，而且也不多，设计者可以是“半路出家”，并且试验的大部分部件可以一直用下去，开发费用不会太高，弹射器开口汽缸的直径始终是457毫米，也可证明这一点。
　　航母动力传动装备——大型曲轴
　　承制单位：大连重工
　　研制难度：★★★☆☆
　　成熟程度：★★★★★
　　关键装备：数控曲轴车床、数控龙门镗铣床等
　　新闻链接：
　　如果国产航母采用常规动力的话，柴油机曲轴是新航母的关键装备之一，据日新闻联播报道，中国已掌握航母两大核心制造技术：大型船用曲轴和世界首件第三代核电蒸发器锥形筒体制造技术！
　　大型船用曲轴生产一直是制约我国造船业快速发展的重大瓶颈。大型船用曲轴是船用柴油机的关键部件，制造精度高，性能要求苛刻，工艺复杂。据介绍，大型船用曲轴要求与船舶寿命相等，终身免维护，使用期限一般在二三十年以上。能否自主研制大型船用曲轴代表着一个国家的造船工业水平。当今世界，大型船用曲轴市场一直被日本、韩国、捷克和西班牙等少数几个国家垄断。近年来，随着世界造船业的迅速发展，大型船用曲轴出现了全球性供不应求的短缺局面，价格不断上涨，交货期也越来越长，致使我国造船业经常出现“船等机、机等轴”的现象。
　　航母推进装备——潜液泵特大叶轮
　　承制单位：武船重工
　　研制难度：★★★★☆
　　成熟程度：★★★★★
　　关键装备：数控龙门镗铣床等
　　新闻链接：
　　武船潜液泵特大叶轮精密铸件在风帆精铸公司成功下线，该叶轮从制模、制壳到浇注成型再到铸件热处理，在国内精铸属首例，标志着超大型、超密集、超薄型、渐开线式“精、大、稀”叶轮精密铸件难题已被攻克，国家级科技攻关项目设备的核心部件取得突破性进展。
　　潜液泵特大叶轮生产材质、制造技术要求非常高，国内几家知名铸造厂商曾尝试攻克，但均先后以失败告终。在武船与风帆精铸公司达成合作意向后，此时距武船项目设备验收时间已迫在眉睫，核心部件要求20天内必须保质保量完成。
　　特大叶轮是一种需求量极少的产品品种，而且工期非常紧只有20天的时间，这很可能说明国产航母工程进入了最后攻坚阶段，这一特大叶轮很可能就是国产航母发动机所使用叶轮。
（请登录发言，并遵守）
版权所有机械工业信息研究院&金属加工在线MW1950 copyright (C) mw1950.com .All Rights Reserved国产航母建造进度快无可厚非：所配重型燃气轮机技术多年前已突破
R0110重型燃气轮机是什么？我想有必要再科普一下，这是中航工业联合清华大学等数所顶尖研究机构研制的超大型燃气轮机，就旨在打破发达国家的技术垄断为我国今后开发大项常规动力船只等提供主动力平台。该项目2002年10月立项历经将近12年研制成功一跃使我国成为世界上第五个具备该设备研制能力的国家，而且已被证实将会使用在未来的中国航空母舰上。R0110燃气轮机额定功率为114500kw（相当于150000马力、而日本金刚级驱逐舰使用4台LM2500机的总功率才100000马力），热利用为效率36%，而重型燃气轮机使用的直径2m、重达6t的高温合金涡轮盘模锻件，已经于2014年在德阳8万吨模锻压力机上投入生产，使用寿命将高达20万小时。有这样完善的准备国产航母的进度又怎能不快？大家就安心静等它下水入列吧。