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第一百二十三章 什么机?

第一百二十三章

艾利顿看着一大摞设计图纸在发呆。

很显然,现在的他遇到了技术瓶颈。也就是种田科技方向的问题。

想要制造出战列舰甚至无畏号级别的铁甲舰,就必须用到至少蒸汽轮机这种技术,那么就必须使用煤矿燃烧或者焦炭燃烧所带来的的动力,当然也要用到海量到惊人的钢铁,以及战略物资铝。

而艾利顿此时其实是不想这么一步一步的发展军工业的。原因很简单,自从他接手奥特兰克这个国家,他已经经历过太多的战争了,国家内部民生凋敝,百废待兴。这个时候发展海军,的确是没钱没资源。各处建设需要钢材,以后修铁路搭桥需要钢材,国民家来发展工厂需要钢材甚至电力。而将来的资源一定是有限的,所以要军工则经济很难搞上去,否则只能走上军国主义的道路。

但不发展海军,以库尔提拉斯的发展速度,如果自己不努力发展,以后再海外的利益将是拱手然人,这个的确是个难题。德雷克虽然因为大意,败在自己手下,但这一场战役远没有使他伤筋动骨,他还有很多老本没拿出来。所以,下次要是二者相遇,对方亮出自己真正实力的话,没几张底牌很难赢。

艾利顿开始思考能源利用方式,其实说白了,人类靠自身科技发展的话,可用的能源主要来源靠烧水。

即使是艾利顿前世的现代社会,获得电力的方式,主要来自:燃气轮机发电,蒸汽轮机发电,核电,风电,水电,太阳能。前三种方式占比例最大。燃气轮机效率相对蒸汽轮机低,排气焓值很高,大部分时候都会和蒸汽轮机配合,用排气去烧水,推动蒸汽轮机,组成联合循环电厂。这个系统里面,蒸汽轮机的效率比燃气轮机高。

纯火电,自然是烧水利用蒸汽轮机发电了。锅炉烧水,推动蒸汽轮机,进而驱动发电机。火电和联合循环这部分,覆盖了生物质发电,因为生物质如果是秸秆一类,自然是进锅炉烧水了,沼气一类可以烧锅炉,或者过滤后进燃机,然后排气可以烧水,进入蒸汽轮机完成联合循环。

核电站其实和火电的区别在于,怎么烧水,因为后面都是汽轮机驱动发电机。

火电站锅炉烧,核电站反应堆产生蒸汽,所以,核电站也是烧水。

其实太阳能发电除了直接发电,还有更环保的,那就是,反射太阳光去加热高沸点的油,然后换热产生蒸汽,这样其实也是烧水。

汽轮机的内效率其实没什么意义,虽然它有90%,但是这不是循环的完整环节,在汽轮机排气的下一个环节,如果是凝汽式,单凝汽器就要浪费30%的蒸汽能量,以把蒸汽再次变成水。此外还有机器的漏气损失,散热损失等等,能达到50%+的效率,已经是汽轮机里的劳斯莱斯了。最重要的指标,其实是热耗,也就是发一度电,需要多少千焦的热量。所以内行看门道,汽轮机大家都可以做,以30MW的蒸汽轮机为例,西门子SST-400可以做到低于9000KJ/KWH。每发一度电,比国内同类产品节能20%-25%。

烧水看似很低端,烧水发电系统还真是地球上最复杂,高精尖的民用系统之一。

烧水的姿势很重要。

艾利顿首先想到蒸汽轮机。

蒸汽轮机主要包括锅炉,汽轮机和冷凝器三个部分。简单的说,燃料在锅炉燃烧室中燃烧,把锅炉中的水变为一定压力和温度的水蒸汽。蒸汽通过管道进入汽轮机,膨胀做功推动汽轮机转动。汽轮机带动螺旋桨推动船舶。做功后的蒸汽回到冷凝器被冷却成水再送回锅炉进行下一个循环。

现代民用船舶里LNG运输船会使用蒸汽轮机,可见蒸汽轮机的技术依然是十分有效的。

燃气轮机也是三个部分,压气机,燃烧室和燃气涡轮。简单的说就是空气从空气入口进入燃气轮机,高速旋转的压气机把空气压缩为高压空气后送入燃烧室,燃料在燃烧室燃烧,产生高温高压空气,高温高压空气在涡轮机中膨胀做功推动涡轮做功。

和柴油机相比,蒸汽轮机优点:一是单机功率大,二是蒸汽轮机是高速旋装机械,振动和噪声较小,三是工作平稳,摩擦部分少,所以可靠性高,寿命长。四是反正就是烧了加热用,燃料要求低,劣质的煤和油都能用。缺点一是能量转换过程长且复杂,所以热效率低,油耗高,经济型差,二是汽轮机转速高,且不能直接反转,船用时必须配备大减速比的减速齿轮以及倒车的齿轮箱,这些设备会降低传动效率。三是锅炉从冷态到产生蒸汽要比较长的时间,机动性较差。四是装置设备多,复杂,整体的重量和尺度较大。

燃气轮机优点:一是非常高的动力重量比,也就是同功率下,重量最小,同重量时,功率最高。二是振动和噪声较小,三是低工作压力。四是燃烧充分,CO和碳氢化合物散失少。缺点:一是贵,高速高温的环境对于制造材料和工艺的要求非常高。二是用起来也贵,油耗高。热效率比蒸汽轮机高但是还是远低于柴油机。特别是怠速情况下,油耗非常高。052系列用的GT25000热效率也就38%,柴油机随便都过50%,三是变功率时反应比柴油机慢,也就是加速减速反应慢。也不能倒车。燃气轮机最好在稳定的工况下工作,变速很慢。四是寿命短。

从20世纪初到80年代,蒸汽轮机一直是军舰的主流配置。从1980年开始,慢慢的蒸汽轮机被燃气轮机所替代,因为对加速性能和灵活性的要求,现在海军的主流已经是燃气轮机了。英国海军1993年退役了最后一艘蒸汽轮机军舰,法国海军2013年退役了最后一艘。美国除了核动力之外,只有很少数的蒸汽轮机船舶了。英国的航母使用燃柴混合推进,4台瓦锡兰柴油机配2台MT30燃气轮机。几台设备并网发电,电动机推动螺旋桨。兼顾战斗需要和经济性。2000年后研发新款大功率船用燃气轮机的只有美国的GE和英国的RoRo。其他的都是老款了,包括052D用的GT25000。

艾利顿忽然感到有些头痛。

无意间的碰触,一张看似普通的设计图展现在艾利顿的眼前。

娟秀的字迹,让艾利顿感到熟悉和悲伤。

但艾利顿却被上面的题目给吸引了。

论热能魔能转换的技术瓶颈。

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