军舰动力装置概况——燃气轮机.doc

军舰动力装置概况---之一---燃气轮机篇 美国FT-8舰用燃气轮机 (一)研制背景和研制计划 FT-8燃气轮机由普拉特?惠特尼(PW)公司的JT8D-219航空涡扇发动机派生。JT8D-219是JT8D系列中的必威体育精装版型号，1985年开始投入使用。研制时充分利用了FT-4燃气轮机的成功经验，并移植了普拉特?惠特尼公司的PW2037和PW4000航空发动机的先进技术。在设计上突出了机组的高效率、高寿命和高可靠性。JT8D系列是一型成熟的航空发动机，20余年来已生产14000余台，并装在3000多架民航飞机上，如波音727、737、DC-9、MD-82等。累计运行了两亿八千五百万飞行小时，平均单台寿命超过18000h。 FT-8是1986年开始设计的。派生时将低压压气机改为8级，前两级用JTSD的风扇改成，第3级至第8级除对第3级压气机叶型作修改外，其他5级不变。进口导流叶片与前2级静子叶片可调。高压压气机共7级，7级高压压气机不变，重新设计了燃烧室和燃料系统。高、低压涡轮叶片加强了冷却，并设计了涡轮间隙控制结构。动力涡轮4级，涡轮效率93．6％，燃气轮机总效率38．7％，是当代同等功率燃气轮机中最高的。 (二)系统组成和主要性能 FT-8燃气轮机由进气道、低压压气机、高压压气机、燃烧室、高压涡轮、动力涡轮、排气装置和控制系统等部套组成。 进气道。喇叭形进气口，轴向进气。内有整流锥和18个整流支板。低压涡轮、低压压气机。8级轴流式，进口导流叶片和前2级静子叶片可调，转子叶片材料为Ti-6A1-4V钛合金。轮盘材料为钛合金，静子叶片为钢和铝，钢零件有铝或扩散铝涂层。设计转速为7131 r／min。燃烧室。环管形燃烧室，有9个火焰筒，9个燃油喷嘴。采用Hastelloy X材料和PWA261涂层。 高压涡轮。单级轴流式。涡轮叶片和导向叶片为气冷，涡轮叶片材料为MAR-M-247，导向叶片为MAR-M-509，轮盘为In718。叶片涂层为NiCoCrAly。 低压涡轮。2级轴流式，第1级气冷。所有叶片材料皆为MAR-M-247，轮盘皆为Was-paloy。除第2级导向叶片涂层为PtAl外，其余叶片涂层皆为NiCoCrAly。 动力涡轮。4级轴流式，叶片材料除第3和第4级导向叶片为In718外，皆为In738。轮盘为Ing01。第1和第2级涡轮叶片及导向叶片涂层为PWA73铝硅，轴采用PWAll0铝涂层。 排气装置。材料为409不锈钢，结构形式为5个环状圆弧形导流片形成的扩压腔，将气流由轴向转至径向，然后由排气涡壳排出。 轴承。燃气发生器共有7个滚动轴承，动力涡轮的2个支点共用3个轴承支承起动机。空气轮机，也可选用液压马达。 控制系统。Woodward公司的NECON 5000数控系统。 FF-8燃气轮机如图5．1-4所示。 FT-8舰用燃气轮机在大气温度270(2，考虑进排气损失时的性能见表5．1-1。 表5．1-1 FT-8舰用燃气轮机在2706、有进、排气损失时的性能 主要技术性能 最 大 连 续 输出功率／kw(hp) 热耗／(kJ／(kW?h)(kJ／(hP?h))) 油耗／(s／(kw?h)(s／(hp?h))) 热效率／％ 空气流量／(kg／s) 压比 排气温度／℃ 动力涡轮转速／(r／min) 尺寸(长x宽x高)／mm 重量／kg 24883．4(33855) 9333(6860) 217．7(160) 38．6 5791X 1829X 1829 7711 22653(30820) 9503．4(6985) 221．8(163) ． 37．9 79．4 18．7 443 3000 5791 X 1829X 1829 7711 FF-8三轴、轴流式舰用燃气轮机主要由美国联合技术公司涡轮动力和船用系统分部 (UnitedTechnologies，TurboPowerMarineSystems)研制。合作研制单位还有我国的成都发动机公司。据称，FT-8舰用燃气轮机已开始试制。外刊报道，大凤凰世界城号旅游船已选4台FT-8作动力。采用联合循环，为该船供电、供汽。此船拟用于美国东海岸、墨西哥湾和加勒比海地区作旅游、会议、展览船。除舰用型外，还有发电型和机械传动型。发电型功率24800kW(用蒸馏油)和26130kW(用天然气)，动力涡轮转速3000r／min和3600r／min；机械传动型功率25754．4kW(35040hp)和25357