15萬馬力的燃氣輪機,中國都能造了,為什么說004會是核動力

導讀隨著我國第三艘航母“福建”號下水,外界對于下一艘國產航母004是否會采用核動力議論紛紛。特別是近日,一款國產重型燃氣輪機的亮相,讓人...

隨著我國第三艘航母“福建”號下水,外界對于下一艘國產航母004是否會采用核動力議論紛紛。特別是近日,一款國產重型燃氣輪機的亮相,讓人們感到,004航母似乎還可以考慮傳統動力,但事實真是如此嗎?

AGT-110重型燃氣輪機

日前,我國自主研制的AGT-110重型燃氣輪機,通過了72小時滿負荷連續運行測試。這也是我國首臺110兆瓦功率等級(約合15萬馬力)的重型燃氣輪機,對于我國制造業發展具有重要意義。而如果簡單計算功率,AGT-110在改裝為船用動力輪機后,也確實可以帶動10萬噸級的巨艦。

由于體積小、功率大、啟動速度快、航行過程中的噪音還低,燃氣輪機早已成為了各國海軍艦艇動力系統中的常客。我國的055型驅逐艦、美國的“阿利·伯克”級驅逐艦、意大利海軍的“第里雅斯特”級兩棲艦甚至英國海軍最新的“伊麗莎白女王”級航母,用的都是燃氣輪機。

“伊麗莎白女王”級

以英軍的“女王”級為例,這款排水量6.5萬噸,可攜帶36架戰機的新銳航母,現在安裝的是兩臺羅-羅出品的MT30船用燃氣輪機,一次加油可以航行1萬海里。而不同于110兆瓦級功率的AGT-110,英軍使用的MT30燃氣輪機單臺功率相對較小,這款燃氣輪機的最大輸出功率,只有40兆瓦。

也就是說這兩臺MT30,在輸出功率上還比不上一臺AGT-110。因此,僅從功率看,一臺AGT-110就能帶動6.5萬噸級的航母,而就算004真的是10萬噸級的航母,兩臺AGT-110也可以提供足夠的動力。

MT30燃氣輪機

但航母動力的選擇,不光要考慮輸出功率的問題,還需要考慮到作戰需求。而燃氣輪機有一個最大的缺點,就是空氣消耗量大、排氣量也大。空氣消耗量的問題還好解決,大量廢氣如何排出艦艇,就成為了各國海軍在艦艇設計時需要解決的問題。一般來說,使用燃氣輪機的軍艦,都會有一定的上層空間是排煙系統。放在驅逐艦等艦艇上,這沒什么問題,但放在需要大面積甲板和較大機庫的航母上,這就成為了問題。

“女王”級為何別出心裁,弄了兩個艦島?一方面是為了把航空、航海指揮體系分開,方便單獨指揮,但更主要的,恐怕就是為了方便設置排煙道,減少艦島所占的甲板面積。這兩個艦島下面,各放置了一臺燃氣輪機,排煙系統就在各自頭頂的艦島內。但這種設計有利有弊,分開指揮極易在協同上出現問題,兩個艦島之間的升降機,也經常會因為處在風口,在作業時受到影響。

“女王”級的排煙道冒出滾滾黑煙

除了排氣的問題,相比核動力,使用常規動力的燃氣輪機,還有一點絕對的劣勢——補給或者說續航性問題。6.5萬噸的“女王”級,靠兩臺MT30航行1萬海里,要消耗6000噸輕質油。而就算這么大的燃油消耗量,“女王”級還被評為最省油的常規動力航母,如果004真如外界猜測的那樣是10萬噸級,其選用燃氣輪機航行1萬海里,恐怕就要近萬噸油。長期在遠洋執行任務,必然會面臨油料補給困難的難題。

“福建”號的排水量就達到了8萬噸級

此外,隨著新技術的發展,電磁彈射、全電甚至激光防衛武器等設備都有可能用到004航母上。屆時,燃氣輪機提供的能量能否帶來足夠這些新設備運營的電能,還是一個問題。這些條件一綜合,便可以看出,即便AGT-110在004開工前就完成全部研制工作,004也大概率要使用核動力。

當然,有朋友可能會好奇,如果不用到004航母上,我國為何要弄AGT-110這種110兆瓦功率的重型燃氣輪機呢?這就要說到燃氣輪機的另一個用處——發電了。目前,我國電力主要來自燃煤發電,但在碳達峰的要求下,我國的發電結構正在悄然變化。

西門子公司的重型燃氣輪機

而利用潔凈煤技術,將煤氣化制取合成氣,然后以此為能源,利用燃氣輪機進行循環聯合發電,便是我國在平衡能源與環境問題上作出的一大選擇。當然,天然氣等其他可燃氣體基本也都可以用作燃氣輪機的能源。

再加上燃氣輪機基本不用冷卻的優點,使其在調峰運行上,擁有煤電等難以比擬的優勢。在全球范圍內,使用燃氣輪機發電已是一種趨勢。德國西門子公司甚至已制造出了功率375兆瓦的巨型燃氣輪機,一臺便可基本滿足一座城市的用電需求。

我國目前使用的大功率重型燃氣輪機,也基本都是進口自西門子、通用電力等美歐廠商。因此,AGT-110項目的推進,可以讓我國未來在發電上盡快實現設備的自給自足。這款重型燃氣輪機未來真正的舞臺,不是在海上,而是在我國各地的發電廠內,用另一種方式,為我國的經濟發展保駕護航。

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