国产舰用燃气轮机重大突破：功率高更省油-北极星火力发电网

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2015年航空学会公布了第三届冯如奖获得者先进事迹，其中提到中航606所的李孝堂同志完成“某型大功率先进间冷热力循环船用燃机技术验证机”的研制和试验，这标志着国产舰船用燃气轮机已经从简单循环迈向复杂循环(我国也称之为联合循环)。

舰船用燃气轮机从简单循环向复杂循环升级以提高热效率是新世纪燃气轮机发展的一个趋势，国外复杂循环燃气轮机如WR21已经配备在舰艇之上，国产复杂燃气轮机还在发展之中，除了航空部门之外，国产船舶部门也在进行相关研究。以便为海军新型水面舰艇提供更加坚强的动力支持。

众所周知，燃气轮机具备体积小、重量轻、功率大、结构紧凑、辅机系统简单、操作方便等方面的优点，成为当今水面舰艇的主力动力系统，不过现在装备的燃气轮机大多是简单循环燃气轮机，它的过程是燃气轮机自大气吸入空气，在压气机中压缩。压缩后的气体进入燃气轮机燃烧室，在此加入燃料燃烧加热。加热后的高温燃气进入燃气透平(以下简称透平)膨胀作功。膨胀后的燃气排向大气。这个过程比较简单，所以燃气轮机的结构也就比较简单，相应的设计、制造也比较容易，成本和费用都比较低。

不过这样简单的循环造成的问题就是燃气轮机热效率不佳，一般而言燃气轮机在最大功率的时候，热效率大约在40%以上，如果中低功率则还要降低。一般认为在功率为最大功率的1/4的时候，燃气轮机的热效率要降低一半左右，也就是说绝大多数的能量实际上是从烟囱白白散发掉了，所以出现了燃-柴联合推进系统，由柴油机作为舰艇的巡航主机，以降低对燃料的浪费。

从上世纪90年代起，随着燃料成本的不断增加，各国开始着手改进燃气轮机的功率，也就是发展复杂循环燃气轮机，提高燃气轮机的热量利用率，目前主要有两种方法，一种是间冷，在燃气轮机的低、高压压气之间配备冷却系统，来降低空气的温度，高压压气机的压缩耗功因此减少，整个机组的比功率得到提高。

同时,由于中冷器的使用,高压压气机的出口温度也相应降低，这样，增加了回热器两侧空气和燃气的温度差，回热器回热效率因此也得到提高。而回热器的作用就是吸收燃气轮机排出废气中的热量，对进入燃烧室里面的空气进行预先加热，在涡轮前温度一定的情况下，就降低了燃烧室能量需求，相应的也就减少了燃料的消耗。

根据相关资料，美英联合研制的WR-21型中冷回热燃气轮机在最大功率的时候热效率已经达到43%以上，40%的时候仍旧有40%左右的热效率，高于简单循环燃气轮机最大功率时候的热效率，按照美国海军的评估，如果伯克级换装WR-21，那么该舰在正常航行的状态下可以节省30%的燃料，总燃料寿命可以降低21%，可以说效果还是比较显著的。

原标题：国产舰用燃气轮机重大突破：功率高更省油

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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