Газовые турбины проблемы и перспективы. Манушин Э.А. (1014151), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Основным поставщиком корабельных ГТД в Великобритании является авиационная фирма "Роллс-Ройс". Ею выпущены двигатели типов "Протей", "Олимп" и "Тайн", общая наработка которых в морских условиях составляет примерно 1,5 млн. ч. С 1982 г. фирма начала серийный выпуск нового корабельного ГТД "Спей" (табл, 2 9), оаэработанного на базе авиационного ТРДД ТР41. Заказаны 57 таких ГТУ. Промышленный вариант ГТД "Спей" начал эксплуатироваться в составе газодерекачнвающих агрегатов на газопроводах еще в 1976 г.
и к 1982 г. имел суммарную наработку около 50 тыс. ч. Дяигатель "Спей" выпускается в двух модификациях — 8М!А и БМ!В. Двигатель 8М1А предназначен для водоизмещающих судов, его облегченный вариант БМ) — для СПК и СВП. По два двигателя "Олимп" типа ТМЗВ мощностью 20,6 МВт каждый и ло два двигателя "Тайн" типа ВМ! С 13.93 МВт) устанавливаются на про.
тиловозцушных, противолоцочных и противокорабельных фрегатах гила 22 водоизмещением 4000 т н эсминцах типа 43 водоизмещением 4216 т. лля ВМС Великобритании и на ракетоносцах типа 1)1)122 дчя ВМС Японии. Первый из девяти кораблей был введен в строй в марте 1982 . ГТД г. ' биннь лимп" применяется также в составе комбинированных дизель-газоту- Р нных установок на малых сторожевых кораблях. Так, в марте !981 г.
вошел в строй ВМС японии первый из серии таких корабчеи типа 1)Е226 с ГТД" Д "Олимп" в качестве форсажного двигателя; в качестве маршевого на ~~рабле используется дизель мощностью 3500 кВт. В 1980 г. был введен в состав ВМФ Великобритании второй из трех легких авианосцев типа *'Инвинсибл" водоизмещением !9 500 т с ГТД "Олимп". Общая мощнос сть силовой установки этого корабля составила 82 МВт, скорость хода 28 узлов. В Рр эсми 70 г. командование ВМФ США приняло решение о постройке нцев класса 1)1)963 водоизмещением 7800 т с четырьмя ГТД ЬМ2500 на ка ждем.
Это было началом применения ГТД на значительной части коРаблей г Ш США. Затем бьши введены в строй патрульные фрегаты класса 51 РРС-7 водоизмещением 3400 т с ГТД типа ЕМ2500 (по два на каждом корабле), а также построены корабли других классов, включая СВП В 1982 г. флот США пополнился новейшим боевым кораблем — ракета.
иосным эскадренным миноносцем типа ИЗС-993. Его главная энерго. установка также состоит из четырех ГТД ЕМ2500 мощностью по 16 МВт' каждый. После 1980 г. предполагалось выпустить еще 21 корабль этого типа. Продолжается также ввод в строй 48 фрегатов класса РРС-7. Максимальная скорость хода этих фрегатов сравнительно невелика — 30 уз. лов. Это один нз недостатков корабля. Приведенные дагшые достаточно ясно показывают большой масштаб применения ГТД на судах и кораблях.
Сложной совокупности требований, предъявляемых к энергоустановкам быстроходных СПК и СВП, наилучшим образом отвечают ГТД. Первый опыт создания СПК с ГТД в СССР относится к 1964 г., когда было построено судно "Буревестник", оснащенное двумя авиационными ТВД АИ-20А, работавшими на водометный движитель. При мощности ГТД 3670 — 3970 кВт судно развивало скорость до 90 — 95 км/ч [11). После этого было создано семейство СПК различной грузоподъемности с судовыми ГТД легкого типа. В частности, эксплуатируется морской газотурбоход на подводных крыльях "Тайфун".
В США первое СПК с ГТУ было построено в 1958 г, В нем использо. велся ГТД типа Т-53 фирмы "Лайкоминг". В 1962 г. начались испытания в натурных условиях силовой установки СПК "Денисон' водонзмешо пнем 80 т, включающей ГТД ЕМ! 500 (этот двигатель номинальной мощ. ностью 1О МВт разработан на базе турбореактивного двигатепя (ТРД) 3-79). При мощности 9550 кВт скорость движения СПК при высоте волн 0,9 — 1,6 м составляла 110 — 115 км/ч. Проектировапись и строились СПК водоизмещением до 1000 т с ГТД. Известны проекты СПК водоизмещением до 3000 т и скоростью де 370 км/ч, проекты пассажирских СПК с числом посадочных мест до 800. На современных зарубежных СПК находят применение авиационные двигатели, преобразованные пня установки на морских судах.
Суда на воздушн~й подушке обеспечивают значительно более высокие скорости, чем СПК. Мощность энергоустановок СВП расходуется, во. первых, на создание и поддержание воздушной подушки и, во-вторых, на обеспечение движения судна. Мощность, расходуемая на создание подъемной силы, обычно составляет 50 — 80 % обгдей мощности энерго установки [11). Уже не одно десятилетие посредством СВП осуществляются автомо.
бильно-пассажирские перевозки через пролив Ла-Манш. Для перевозок использовались СВП с ГТД, преобразованными из авиационных, Иа пример, на СВП типа 8К вЂ” Х4 применена энергоустановка из четырех глав. ных ГТД типа "Протей". Это судно предназначено лля перевозки либО 600 пассажиров, либо 230 пассажиров и 27 — 32 автомобилей. В СССР создавались и создаются СВП с ГТД различных типов. Приме' ром служит СВП "Сормович" на 50 пассажиров, энергоустановка которо го состоит нз одного ГТД АИ-24 авиационного типа, обеспечивающего скорость до 100 км/ч.
Еще в 1960-х годах в США рассматривалась возможность не только постройки десантных СВП с ГТД (которые затем начали широко выпускаться), но и крупных СВП типа плавучих баз атомных подводных лодок, вертолетных ~шощацок, самолетных аэродромов и т.п. Рассматривались проекты трансокеанских СВП длиной около 130, шириной свыню 40 м и массой до 4000 т. Для обеспечения скорости такого СВП окопо 150 км/ч требуется мощность свыше 100 МВт [11]. Количество СВП подобного назначения возрастает очень быстро, растет и их энерго- вооруженность.
В США, Великобритании и других странах в последние 10 — 15 лет ве. дутся большие работы, направленные на создание крупных СВП. Предполагается, что они смогут заменить водоизмещающие корабпн всех классов, в том числе авианосцы, ракетоносцы, вертолетоносцы. Имеются проекты создания морских и океанских СВП массой 10 000-15 000 т. Такие СВП могут применяться в качестве носителей самолетов с укороченным пробегом при взлете и посадке, быстроходных войсковых транспортов, танкеров и десантных вертолетоносцев. Дпя СВП массой !ОООΠ— 15 000 т в качестве варианта рассмотрена установка из четырех ГГД ЬМ5000 мощностью по ЗЗ вЂ” 37 МВт каждая.
Судовые ГТД, преобразованные из авиационных, не всегда имеют удовлетворительную экономичность на режимах частичной мотцности. Дчя повышения экономичности таких ГТД на режимах частичной мощности применяют два основных пути: использование энергоустановок, состоящих из нескольких ГТД различной мощности, которые работают большую часть времени на расчетных или близких к ним режимах, а потому имеют высокую топпивную экономичность; применение комбинированных ГПУ с теплоутилизационным контуром (ТУК) по схеме, изображенной на рис.
1.8, а. Примером знергоустановок первого типа могут служить установки фрегатов (тип 22) и эсминцев (тип 42) ВМФ Великобритании. Так, энергоустановки эсминцев типа 42 состоят из двух маршевых ГТД "Тайн" ЙМ1С или КМ1А и двух форсажных ГТД "Олимп" ТМЗВ. Комбинированную ГПУ с ТУК разрабатьшает фирма "Солар". Установками такого типа намечается оборудовать заппанированные к постройке эсминцы типа )эГэС51 ддя ВМФ США, На кораблях применяются комбинированные дизель-гаэотурбинные установки, имеющие высокую экономичность. дизель-газотурбигшую установку с электрической передачей мощностью 75 МВт предполагается применить на мощном зарубежном ледоколе класса "Полар 8", Ледокоп, принапдежагдий Канаде, предполагается сдать в эксплуатацию в 1988 г. Двигатели должны включать два газотурбогенератора мощностью 20 МВт каждый, четыре дизель-генератора мощностью по 10 МВт и вспомогатепьный ГТГ мощностью 3,5 МВт. Для судов и кораблей, энергоустановки которых должны иметь мощности свыше 100 МВт, возможно в перспективе применение ГТу с ядер"ь'ми реакторами.
Пока имеются лишь проектные проработки [271, результаты которых показывают экономическую целесообразность приме"ення таких ГТУ и на судах, и на кораблях, и даже на СВП, 53 55 Энергаустановки судов и кораблей помимо главных двигателей вклю. чают двигатели для привода различных машин и механизмов. В СССР бьш создан унифицированный ряд из трех ГТГ мощностью 600, 1250 н 1500 кВт 130) . Эти ГТГ зарекомендовали себя в эксплуатации как падеж. ные безотказные агрегаты. В последние годы в связи с повышением интереса к изучению глубин океана с целью последующего освоения его органических и минеральных богатств возросла интенсивность исследований, направленных на разработку энергоустановок пля надводных и подводных устройств и аппара.
тов. Компактные и легкие ГТУ могут найти широкое применение дпя этих объектов. Эа рубежом энергетические и приводные ГТУ, преобразованные для морских условий, широко применяются на морских буро. Вых платформах, предназначенных для добычи. нефти и газа. Особенно большое число ГТУ работает на ~шатформах в Северном море, где ведется интенсивная разработка нефтяных и газовых месторождений. Даже по данным на конец 1975 г. на платформах в Северном море работало 256 ГТУ общей мощностью 1,6 млн. кВт, По данным на начало 1983 г., фирма "Дженерал электрик" поставила свыше 100 ГТУ, в том числе ГТУ типа СМ2500, для работы на морских буровых платформах.
Одной из самых крупных платформ уя цобычи нефтиьявляется платформа "Статфьорд А", предназначенная для добычи 47,7" тью. м' нефти з и около 1О м газа в день, вступившая в строй в начале 1980-х годов, Энергоустановка платформы обшей мощностью 120 МВт включает три ГТУ могцностью 20 МВт фирмы "Кертисс-Райт" (С111А) .
Дчя небольших платформ в Северном море применяется регенератив. ный вариант промышленного ГТД КО2 фирмы "Конгсберг" (Норвегия). Электрическая мощность этого ГТД составляет всего 1380 кВт и термический КПД 26 %, но около 38 % теплоты отработавших газов используется в котле-утилизаторе за регенератором, что приводит к по. лезному использованию почти 60 % теплоты топлива. Следует отметить, что большинство ГТУ на платформах могут раба. тать как на прироцном газе, так и на сьцюй нефти. При освоении океана в ряде случаев транспортировка добытой нефти или газа по трубопроводу оказывается менее эффективной, чем выработка электроэнергии на плавучей электростанции в месте добычи и передача ее на берег.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
