单机超15万马力,一机超055四机,国产最大燃气轮机却无缘上航母

燃气轮机以其结构紧凑、机动性强、经济性较高等优势,成为目前大中型水面舰艇的主流动力装备,不仅在驱逐舰、护卫舰等主战舰艇上应用广泛,而且在航母上的应用也开始展露端倪。我国的目前功率最大的燃气轮机型号是R0110,该型燃气轮机单机功率达114MW、约15.5万马力,055驱逐舰装备4台GT25000燃气轮机,总功率约104MW、约14万马力,1台R0110燃气轮机的动力就超过了055驱逐舰上的4台GT25000。尽管R0110燃气轮机动力十分强劲,但为什么055驱逐舰或者国产航母不采用R0110燃气轮机呢?原因是“术业有专攻”,R0110研发之初的目的就是用于多能发电,而非军事用途,目前的状态军用并不合适,而且如此大的功率适用的范围也比较小,不过基于R0110的衍生型号倒是有比较大的军用前景。

单机超15万马力,一机超055四机,国产最大燃气轮机却无缘上航母

国产R0110重型燃气轮机,单台功率超过15万马力

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055驱逐舰装备4台GT25000燃气轮机,总功率约14万马力

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美国“福特级”核动力航母推进功率约28万马力

R0110重型燃气轮机由“黎明”公司牵头、于2002年正式开始研发,也是我国“863”重大科技攻关项目之一。按照媒体中的报道,R0110研发过程中参考了乌克兰曙光机械厂UGT110000重型燃气轮机的相关设计,UGT110000设计功率为110MW、最大功率可达120MW,采用20个火焰筒的回流环管型燃烧室、15级压气机、转速3000转/分,可以直接与50赫兹的发电机匹配。UGT110000首台机组于1997年12月,在俄罗斯土星科研生产联合体制造完成(没错,就是那个生产军用航发的“土星”),并于1999年开始投入试生产。而国内R0110的研发始于2002年,时间上确实也对得上。

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乌克兰、俄罗斯联合研发的UGT110000重型燃气轮机,单机功率110MW

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UGT110000只应用于燃气发电

R0110重型燃气轮机的研发进度相对来说比较顺利,根据国内媒体的报道,R0110燃气轮机于2012年9月研制成功、2013年11月29日在中海油深圳发电厂完成了168小时联合循环试验运行考核,标志着R0110燃气轮机正式具备生产能力(发电),前后历时10年多的世界,这样的研发速度对于我们这样一个在重型燃气轮机方面几乎没有任何经验的国家来说,称得上“迅速”。R0110燃气轮机的主要应用领域是发电,UGT110000也是同样的用途,所使用的燃料是天然气或者煤气,当然,也可以使用轻质燃油,但是如此大的功率其燃油消耗量是惊人的,也没有那个企业会用轻质燃油发电,超高的成本也完全没有竞争力。

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R0110燃气轮机转子

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首台R0110燃气轮机发运

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R0110燃气轮机内部构造

关于R0110燃气轮机是否能够在航母等大型舰艇上应用,很多网友会问既然英国的“伊丽莎白女王级”航母可以使用2台40MW级的MT30燃气轮机作为主动力,为何我国的航母就不能用R0110燃气轮机呢?一台R0110可以抵得上3台MT30,如果能够顺利上舰的话,相信早就不需要讨论这个问题了,之所以未能在航母上应用,个人认为主要是以下三个原因:一是R0110的设计指标与海上用途不太匹配,R0110主要考虑陆地稳定环境、稳定功率输出情况下的应用,在海上摇摆/倾斜以及频繁的功率变换情况下,R0110的稳定性可能无法满足要求;二是R0110目前的技术还不够成熟,虽然已经完成了试运行,但是尚未有成熟的应用基础,而且近几年关于R0110的报道也较少,估计还有一些技术问题尚未解决彻底;第三就是使用成本问题,R0110燃气轮机并不能像蒸汽轮机那样使用廉价的重油,而只能使用轻质燃油,从经济性和安全性(轻质燃油更易燃)方面与蒸汽轮机相比都没有竞争力。

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英国6.5万吨的“伊丽莎白女王级”航母是目前采用燃气轮机动力的吨位最大的军用舰艇

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英国“伊丽莎白女王级”航母采用的MT30燃气轮机,单机功率达40MW

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MT30燃气轮机动力模块

虽然R0110燃气轮机目前在军用舰艇上没有应用价值,但是未来的应用空间还是很可观的。随着军用舰艇动力电力化趋势的不断提升,未来大型电力推进舰艇将会越来越多,电力推进航母也是大势所趋,R0110燃气轮机衍生型号(低功率版本)一旦解决了海上应用的稳定性、可靠性问题,以及大型舰用发电机组技术获得突破后,就可以在055后续级别的大型水面舰艇中得以应用。个人认为装备2台R0110低功率版本衍生型号(50-60MW级)、满载排水量1.6-1.8万吨级的大型水面战舰,是完全有可能的,至于在航母上的应用,希望不大,虽然目前在建的003航母是常规动力,但是后续型号肯定要上核动力,除非航母核动力攻关严重滞后,否则,R0110系列上航母的希望微乎其微!

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正在建造的003航母仍将采用蒸汽轮机

单机超15万马力,一机超055四机,国产最大燃气轮机却无缘上航母

未来的大型航母肯定会采用核动力,R0110上航母的可能性微乎其微!

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