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點火成功,國產300兆瓦燃氣輪機新突破,會是10萬噸航母的動力嗎

2024-10-24軍情

打從21世紀起,中國在工業和制造業的好多領域都有了大量的技術突破。以前在國內被當成「現代工業皇冠上的明珠」的那些產品和技術,如今正被咱們一個接一個地拿下。就說那中國完全自己研發的300兆瓦級F級重型燃氣輪機吧,這可是咱們的一個新突破。央視新聞客戶端說,中國聯合重型燃氣輪機技術有限公司研制的這個300兆瓦級F級重型燃氣輪機,在上海頭一回點火就成功了。這就表明,中國自己研制的功率最大、技術等級最高的重型燃氣輪機的研制有了重要進展,整個兒進入到整機試驗驗證階段了。

好多人啊,一聽「300兆瓦級F級重型燃氣輪機」,就覺得這名字又拗口又陌生。還有些人呢,都不明白為啥這東西能被叫做「國之重器」。其實啊,這事兒簡單得很。在全世界裏,能把重型燃氣輪機完完全全掌握住,還能自己研制的國家就4個。要是再縮小範圍呢,也就是4家企業能做到,就是美國通用電氣公司、德國西門子公司、意大利安薩爾多工業公司和日本三菱重工集團。這4家企業啊,把重型燃氣輪機的核心技術攥得死死的,在這個領域那地位可不得了,誰要是想有這方面的產品,可自己又研制不了的國家,那就只能低三下四地找它們去買嘍。

燃氣輪機啊,這東西在如今的各種熱功轉換器材裏,效率可是最高的,能達到蒸汽輪機效率的差不多兩倍呢。它還有個特別突出的好處,就是「胃口好」,好多燃料都能讓它運轉起來。它的調峰能力也相當厲害,幾十秒到幾分鐘的時間裏,就能快速提高做功效率或者調整發電出力。就因為這樣,不管哪個現代國家,燃氣輪機在民用和軍用方面,都有著很大的使用價值。

這裏頭啊,重型燃氣輪機燃燒室溫度又高,出力還大,在所有燃氣輪機裏,它的研制難度那是最高的,技術也是最復雜的。要是按照溫度和出力這倆指標再細分一下呢,重型燃氣輪機能分成E級、F級、H級和J級。E級的難度相對低點兒,F級難度在中間,H級和J級難度最高。這次成功點火的國產新型重型燃氣輪機,就是F級的,它出力能達到300兆瓦,這種機種的出力一般在200兆瓦到300兆瓦之間。

為啥重型燃氣輪機,特別是中高難度的F級、H級還有J級燃氣輪機技術難度那麽高呢?說到底,主要就在溫度和出力上。要想熱功轉換效率更高,燃氣輪機的燃燒室和渦輪葉片都得經受住1200攝氏度以上的高溫,有些J級的能到1600攝氏度往上呢。這就對相關零件的耐熱和冷卻能力要求特別嚴,說不定還得用上又貴又復雜的航天材料和技術。光耐高溫可不行,還得長時間耐高溫,這樣燃氣輪機才能長時間全速轉。再有,飛快旋轉的渦輪葉片得頂住特別大的離心力,葉片邊緣的運動速度能達到1.5倍到1.7倍音速呢。在這種工作狀態下,渦輪葉片可不能有超出規定誤差的變形。所以啊,凡是能把重型燃氣輪機搞明白的國家,肯定是先在冶煉、化工和材料學這些領域都達到很高的水平了,不然就別想邁進重型燃氣輪機技術這扇大門。

中國在重型燃氣輪機這塊兒算是後起之秀,那快要全面進入整機試驗驗證階段的300兆瓦級F級重型燃氣輪機,基本上就代表著國內現在的最高水平了。中國呢,以前透過引進和跟外資合作也造過更高端的H級重型燃氣輪機。可要是說最新的而且有100%自主知識產權的產品,那還得是300兆瓦級F級重型燃氣輪機。沒錯兒,這就說明咱們在這個領域跟美國、日本、德國和意大利還是有一定差距的。不過這差距啊,那是肉眼都能瞧見在快速縮小呢,至少不再是那種讓人特別難受的「人家有我沒有」的情況了,也就是說中國在很大程度上已經不被「卡脖子」了。咱們有理由相信,以後肯定會朝著難度和水平更高的H級和J級重型燃氣輪機使勁兒,徹底把外面的那些「技術壟斷」都給打破嘍。

這兒得說一下,筆者在網上發現了一種挺有意思的說法。有些網友和軍迷尋思啊,中國在大功率的重型燃氣輪機方面有了新成績,那相關的產品能不能弄出個衍生的,給大噸位的艦艇用呢,甚至給未來10萬噸級的國產航母用的艦用燃氣輪機呢?就拿英國皇家海軍的「伊莉莎伯女王」級航母來說吧,它裝了2台MT - 30燃氣輪機,一台的功率能到40兆瓦呢。靠著2台總功率22兆瓦的16V38B柴油機組幫忙,MT - 30就能讓這7萬噸級的航母跑到差不多27節的最大速度。咱國產的新型F級重型燃氣輪機功率都高達300兆瓦了,照理說在它的基礎上搞出個功率小點兒、適合當艦艇動力的艦用燃氣輪機,好像也不是不行。不過呢,筆者得給這個想法澆盆冷水,這事兒能成的可能性啊,恐怕不太大。

國產300兆瓦級F級重型燃氣輪機頭一回成功點火,這東西基本上就只會在民用領域發電呀,給工業生產服務啥的。哪怕以後發展出一種功率適合大型艦艇用的型號呢,想上艦也難。為啥呢?這燃氣輪機打一開始研發就沒琢磨過上艦的事兒,在適裝性上天生就不適合當艦用主機。跟民用的燃氣輪機比起來,軍艦上用的燃氣輪機,不但要求有同樣的功率和熱功轉換效率,對體積、重量,還有適應惡劣工況的能力這些方面,那要求可嚴了。

艦用燃氣輪機呢,得少占艦內艙室的地兒,這樣艙室的結構和功能才能分得更合理。重量也得盡量輕,這樣能少占艦艇排水量,全艦重量分配和重心配平也方便。在惡劣工況下得特別能扛事兒,特別是艦內封閉艙室熱得很,還有高海況下晃得厲害的時候,也得穩穩運轉。另外,運轉的時候發出的噪音和震動得盡量小,這些軍事標準啊,民用產品可不會特意加大研制難度去追求。

不管咋說,國產300兆瓦級F級重型燃氣輪機頭一回點火就成功了,這就是說,在這個領域裏,國內又有了特別大的新突破,這是值得大夥肯定的事兒。中國還沒拿到手的那些「現代工業皇冠上的明珠」啊,肯定是會越來越少嘍。