A+ R A-

Летящие над волной часть2

 

 

Применение ТУК позволяет существенно увеличить КПД установки, в том числе и на частичных нагрузках. В настоящее время в США (на 2010 год) построена большая серия эсминцев УРО типа USS "Arleigh Burke" (DDG-51)(«Арли Бёрк») водоизмещением 8400 т, двухвальная энергетическая установка которого состоит из четырех газотурбинных двигателей с ТУК мощностью 14,7 МВт каждый (уже построено 7 кораблей). Предполагается, что применение ТУК  позволит снизить удельный расход топлива во всем диапазоне скоростей корабля примерно на 25 %.

 

Эсминец УРО USS "Arleigh Burke"(DDG-51)

До настоящего времени мощность газотурбинных двигателей, применяемых   на   зарубежных   кораблях, не превышает 21 МВт. С целью создания более мощных корабельных ГТУ в США развернуты работы по проектированию двигателей замкнутого цикла, состоящих из открытого и замкнутого контуров с использованием в последнем в качестве теплоносителя гелия.

Схема корабельной газотурбинной установки с ТУК

1- суммирующий редуктор; 2- газовая турбина низкого давления; 3- газовая турбина высокого давления; 4- камера сгорания; 5- компрессор; 6- утилизационный паровой котёл; 7- конденсатор пароводяного цикла; 8- паровая турбина

Коэффициент теплоотдачи от гелия к стенке выше, чем у воздуха, что позволяет за счет уменьшения теплопередающих поверхностей уменьшить массу и габариты включенных в замкнутый контур теплообменных аппаратов. Установка открытого контура обеспечивает работу только подогревателя газа, а установка замкнутого контура работает на гребной вал. Замкнутый контур позволяет существенно повысить давление в нем, вследствие чего резко уменьшается удельный объем гелия и соответственно могут быть уменьшены размеры, а следовательно, и масса компрессоров турбин, регенераторов и другого оборудования, связанного с газовым трактом. Кроме того, что очень важно, мощность газотурбинного двигателя замкнутого цикла, по сравнению с двигателем открытого цикла, может быть значительно увеличена, так как в двигателе с открытым циклом элементы газовоздушного тракта, выполненные в приемлемых для корабельных условий габаритах, ограничивают пропуск воздуха в требующемся для получения большой мощности количестве, так как при снижении давления объем воздуха возрастает.В США считают, что, несмотря на   значительное   усложнение,   ГТУ замкнутого цикла найдут применение на быстроходных кораблях водоизмещением 3500 - 4000 т. Выполненная там проектная проработка эсминца водоизмещением 3560 т, с запасом топлива 550 т показала, что на нем может быть размещена двух вальная установка замкнутого цикла суммарной мощностью 120 МВт, с удельной массой 5,1 кг/кВт, позволяющая обеспечить скорость полного хода около 50 уз и дальность плавния со скоростью 20 уз — 3000 миль.

 

Схема корабельной газотурбинной установки замкнутого цикла.

1- редуктор; 2- камера сгорания; 3- подогреватель газа; 4- воздушный компрессор; 5- газовая турбина; 6- регенератор; 7- гелиевый компрессор; 8- гелиевая турбина высокого давления; 9- гелиевая турбина низкого давления.

 

Яндекс.Метрика