战后美国常规动力航母的锅炉都用柴油,不用重油,以简化供应链

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  • donjuansz
  • 1. “福建”号的蒸汽初参数网上有两种说法:一种是与库舰KVG-4锅炉相同的470°C和6.47MPa,一种是与小鹰级相近(小鹰级的蒸汽初参数为510°C和8.17MPa)。个人认为后者可能性较高(在知网的一篇文献中曾提到一个参数:510°C和8MPa)。无论如何,按这几个蒸汽初参数,都属于高压锅炉范畴,与亚临界都差不少。毕竟120t/h不到的蒸发量,搞亚临界/超临界意义不大。

    2. 中国航母/驱逐舰的蒸汽动力目前均采用增压锅炉,通过蒸汽/烟气涡轮将进气加压到0.2~0.4MPa后送入炉膛进行燃烧,具有炉膛单位容积热负荷高、吨蒸汽金属耗量小、负荷调节范围大等优点,且通过提升动力系统自动控制水平后,负荷调节速率、低负荷工况热效率均大大提高(如现代级驱逐舰的KVG-3锅炉,能在50s内使负荷从5t/h加载到100t/h,反之,只需要30s ),因此增设燃气轮机作为加速动力不是好选择。特别是蒸汽/燃气动力均需要较大的进排气通道,而蒸汽动力重量较大需安装在舰体重心附近,如要与燃机分开布置,几乎必然使用双舰岛,划不来(按你的想法让锅炉进排气使用甲板下横向大型通气道,虽能保持燃烧稳定——增压锅炉可看做“自带强制通风”——但仍会增加进排气阻力影响经济性,特别是会大量占用宝贵的舰内空间,更糟糕)。

    3. 即使新的常规型航母吨位比“福建”号增加50%(如从8万吨增加到12万吨),假设船型系数、航速不变,那么推进功率约需增加30%,再假设舰用电最大功率也增加30%(3弹变4弹),那么只需主机总功率也增加30%左右就可以了。对于蒸汽动力来说,不管是通过提高蒸汽初参数,还是小幅放大锅炉及汽轮机,增加30%输出功率对于今天的中国来说都很简单快速,成本增加也不多。如果通过增加燃机动力来弥补,一方面还是有进排气通道设计问题,更重要的是燃机需使用高品质燃油(蒸汽锅炉烧重油),运行成本会提高老大一截。

对于一般舰船来说,锅炉进排气走横向确实有占用舰内空间的问题,但航母在这方面恰好不是问题。航母的水线线型之外,甲板有大幅度外飘。锅炉进排气管沿舷侧走外飘甲板下,不是多大的问题。这不是多吃力的结构件,增重都不会太多。

燃气轮机燃料可以很杂,烧重油没问题,只要设计时有所考虑。燃气轮机与锅炉一样,都是外燃机,不是内燃机,好处之一就是可以“吃”杂七杂八的燃油。美国M1坦克用燃气轮机,卖点之一就是汽油、柴油、煤油通吃,实际上也能烧重油,但用后油箱、管路、喷嘴都要清洗,否则后面就问题多多,一般不用重油也是因为陆军供应链里没有重油。工业燃气轮机要么用天然气,要么用重油(需要加高温雾化和加热管路),不是问题。

另一方面,美国常规航母在后期采用统一燃油,统统是航空煤油JP5。航空煤油听起来高大上,实际上成本没有差那么多,只是精馏塔里沸点不同。在现在,JP5是2.03-2.30美元/加仑,柴油是1.80-2.30美元/加仑(不加road tax,所以低于加油站价格),但统一燃油后,作业简易,两边燃油舱可以通用,根据需要互相借用燃油,其实优点不少。

对了,战后美国常规动力航母的锅炉都用柴油,不用重油,以简化供应链,中国的还是用重油吗?你确定?那舰队的海上补给需要两套燃油系统了。

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