보일러 터빈 선박 사용의 경제성
이 선박은 해상 전투를 위해 설계되었으며 복잡한 엔지니어링 구조로 оружие 과제에 따라 과제를 수행하는 데 필요한 모든 물품은 물 위, 물 위 및 물 아래에 떠 다닐 수 있습니다. 배는 해군 전투 유닛입니다 함대. 선박의 무기와 장비는 해양 환경에서 안정적으로 작동해야합니다. 선박은 주력 발전소 (GEM)의 사용을 통해 제공되는 이동 능력이 있어야하기 때문에 특별한 종류의 엔지니어링 구조입니다.
오늘날 다양한 국가의 해군 표면 선박에는 보일러 터빈, 디젤, 가스 터빈, 디젤 가스 터빈, 디젤 전기 및 원자력 발전소가 장착되어 있습니다. 각 발전소에는 자체 운영 특성, 장점 및 단점이 있습니다. 일부는 설계 및 작동이 간단하고 질량 및 크기가 더 작으며 작업 준비 및 작동 준비가 빠르지 만 고가의 연료를 사용합니다. 다른 것들은 더 복잡하고, 무게와 크기 특성이 크고, 작업 준비와 작동에 더 오래 걸리지 만 더 싼 연료로 작동하고 작동하기 쉽습니다.
러시아는 훌륭한 해상력으로 국제적으로 인정받는 조선 및 해양 엔진, 보일러 및 터빈 건설 학교를 보유하고 있습니다. 러시아 해군의 정 성적 및 양적 개혁 개념 (러시아 연방 해군)에서는 디젤, 가스 터빈, 디젤 가스 터빈 및 원자력 발전소가 장착 된 선박의 건설이 우선시되는 반면 KHPP가있는 선박의 건설은 실제로 포기되었습니다. 보일러 터빈 선박의 대부분은 함대에서 철수 한 후 해체되어 해상 공학 대학에서 KTEU의 군사 기계 엔지니어의 전문성이 감소했습니다.
오늘날 KTEU가 러시아 해군의 일부인 선박은 손가락으로 계산할 수 있습니다. KTEU를 거부할지 여부가 올바르게 결정되면 시간이 알려줍니다.
XVIII 세기 말, 선박의 움직임을 보장하기 위해 증기 발전소 (PSU)를 구성하는 증기 보일러 및 증기 엔진이 장착되기 시작했습니다. 보일러의 연료로 첫 장작을 사용한 다음 석탄을 사용했습니다. 1788 년 이래로 CSP가있는 세계 최초의 선박이 미국에서 운항되기 시작했으며 그 후 증기를 사용하는 모든 선박이 스팀 보트로 알려졌습니다. 그 당시 소형 보트에서 전함까지 거의 모든 선박에 증기 동력 설비가 장착되었습니다. 해상 연료 탱크 (소위 Fram 탱크) 및 연료 장비의 발명 후, 해양 연료 유는 XNUMX 세기 초 PSU 해양 연료로 사용되기 시작했으며 동시에 증기 엔진이 증기 터빈으로 교체되기 시작했으며 선박의 주요 발전소는 증기 터빈 (PTEU)이라고 불렀습니다. . 새로운 발전소가 등장하기 위해서는 나중에 증기 발전소의 기계 엔지니어라고하는 새로운 기술자의 교육이 필요했습니다.
증기 구동 식 설비는 1970 년대 말까지 선박과 선박에 사용되었으며, 나중에 보일러 터빈이라고 불리는 증기 터빈이 여전히 사용되고 있으며, 대체로 대형 변위 선박 (항공기 운반기, 순양함 및 구축함)이 장착되어 있습니다.
1893 년 이래로 증기 발전소의 증기 기관은 모든 내연 기관의 프로토 타입이되었으며 XX 세기 초부터 선박에 장비를 공급하기 시작했습니다.
보일러 및 터빈 및 디젤 발전소의 운영 경험에 따르면 전자는 효율이 낮고, 중요한 선박 면적 및 부피를 차지하는 다수의 복잡한 메커니즘을 포함하며, 후자는 전력이 제한되고 건설이 복잡하며 무겁고 작동을 위해 고품질 연료가 필요합니다.
XNUMX 세기 마지막 분기에 가스 터빈은 디젤 엔진과 거의 동시에 발명되었으며, 그 프로토 타입은 증기 터빈이지만 가스 터빈 설치는 신뢰할 수있는 내열 구조 재료가 개발 된 후 XNUMX 세기 후반부터 선박 및 선박에 널리 사용되었습니다.
1970 년대 중반 해상 선박은 잠수함에서 시험을 거친 후 원자력 발전소 (AEU)를 갖추기 시작했습니다. AEU는 또한 증기 발생기를위한 보일러 대신 증기 발생기가있는 원자로를 사용하는 증기 터빈 설비입니다.
이 발전소들 외에도 선박에는 디젤 증기 터빈 (나치 독일 해군-약 Aut.의 Kriegsmarine)과 같은 복합 발전소가 장착되어 있으며 디젤 가스 터빈 및 디젤 발전소가 여전히 장착되어 있습니다.
아시다시피, 모든 유형의 무기와 군사 장비의 품질과 완벽 함은 전쟁에 의해 테스트됩니다. 이 공리는 선박 발전소에 완전히 적용 가능합니다.
보일러 터빈 플랜트는 선박을 갖춘 최초의 발전소이기 때문에 두 번의 세계 전쟁과 여러 차례의 지역 전쟁을 통과했으며 높은 품질과 신뢰성을 보여주었습니다. 동시에, 디젤 발전소 (DEU)는 세계 대전과 지역 해상 충돌 및 가스 터빈 (GTEU)에 의해 테스트되었습니다. 1982 년
다양한 기후 구역에서 실제 조건에서 다양한 유형의 발전소를 운영 한 경험에 따르면 KTEU는 구축함보다 큰 변위의 선박에서 가장 효과적으로 사용되며 상대적으로 저렴한 오일 연료를 소비합니다. 동시에, DEU 및 GTEU가있는 선박을 운영하려면 상당한 양의 고품질 경유 연료가 필요합니다. 또한 전쟁과 군사 갈등의 경험에 따르면 겨울철 북극 작업장에서 디젤 및 가스 터빈 선박의 사용은 더 비싼 디젤 연료 인 Arctic (DT A)에 의해 연료가 공급 될 때만 가능하다는 것이 나타났습니다. 알려진 바와 같이, 선박 상태에서 경질 연료 (예를 들어, 타링, 급수 등)의 품질 특성의 악화는 모든 경우에 장비 고장, 정전 및 물론 손실을 초래한다. 시설에서 가벼운 등급의 연료를 소비하는 선박은 전투 및 비상시 손상 및 폭발의 가능성이 높습니다. 전쟁 조건에서 디젤 및 가스 터빈 선박의 수리는 연료의 폭발성 높은 화재 위험과 완전한 배출 필요성, 그리고 전체 공급을 위해 탱크로의 수용 등을 포함하여 더 길다. 또한 디젤 및 가스 터빈 선박에 대한 많은 유형의 수리는 기술 장비 제조업체의 유자격 전문가가 독점적으로 수행해야합니다.
보일러 터빈 설치는 DEU 및 GTEU 고유의 많은 단점을 제거합니다. 따라서 KTEU는 해군 연료 유와 같은 어두운 유형의 석유 제품을 사용하며 품질 저하는 설비 작동, 특히 증기 보일러 작동에 크게 영향을 미치지 않습니다. 보일러 터빈 선박의 발전소는 유지 보수가 용이하며 극단적 인 조건과베이스와의 긴 분리에 중요합니다.
또한 많은 전쟁의 경험에 따르면 보일러 터빈 선박에 석유 연료가 없으면 선박 및 바다에서 수집 된 비상 목재, 목재 물체 및 기타 가연성 품목을 태우면 최소 코스를 달성 할 수 있습니다.
다양한 발전소 (EA) 사용에 대한 전투 경험과 함께 평화로운 시간에 장거리 캠페인에 충분한 경험이 축적되어 개별 요소의 비상 고장시 보일러 터빈 장치의 생존 가능성이 높은 것으로 나타났습니다. 따라서 보일러 터빈 플랜트는 하나의 보일러 만 작동하더라도 선박의 추진 단지의 기능을 방해하지 않고 선박의 발전을 제공 할 수 있습니다. 동시에 DEU 및 GTEU가 장착 된 선박에서 하나의 엔진을 작동하면 추진 시스템이 중단되고 주 스러스트 베어링의 강력한 작동이 발생할 수 있습니다. 또한 디젤 및 가스 터빈 장치의 안정적인 작동은 보일러 터빈 장치의 작동보다 선박의 전원 공급 장치 매개 변수에 크게 좌우됩니다.
높은 생존 성, 최소한의 작동 메커니즘으로 진행할 수있는 능력, 우수한 유지 보수성 및 선박 전원 공급 장치의 매개 변수에 대한 작은 의존성은 해군 기지가없는 세계 해양의 먼 지역에서 선박을 장기간 자율적으로 탐색하는 동안 보일러 터빈 장치의 기능에 중요한 요소입니다.
선박 사용의 군사 경제 효율성 평가는 선박이 의도 한 목적으로 사용되지 않는 평화 시간과 가장 관련이 있으며 동시에 유지 보수, 훈련 및 승무원 훈련, 목표 사격 및 장거리 여행에 상당한 비용이 필요합니다.
선박 운영 비용의 최대 70 %가 연료에 소비되는 것으로 알려져 있습니다.
예를 들어, 우리는 해양 연료의 경제 비용을 비교하여 Kronstadt 유형의 보일러 터빈 선박과 Nikolaev 유형의 가스 터빈 선박의 최대 속도 작동을 보장합니다. 보일러-터빈 선은 해군 연료 유 F-5를 사용하고, 가스-터빈 선은 디젤 연료 DT를 각각 사용하는 것으로 알려져있다. 이 함선의 선택은 무작위가 아닙니다. 함선의 목적과 전술 및 기술적 특성이 거의 동일한 경우에만 평가가 정확하고 객관적 일 수 있기 때문입니다. 크론 슈타 트 (Kronstadt)와 니콜라 에프 (Nikolaev) 유형의 모든 선박은 이미 러시아 해군에서 폐기되어 폐기되었습니다.
대형 잠수함 선박 (BOD) "Kronstadt"및 "Nikolaev"및 해당 발전소의 성능 특성 (TTX)
TTX BPK "Kronstadt"/ BPK "Nikolaev":
-발전소 유형 : KTEU GTEU;
-전체 변위 : ~ 7.600 t / ~ 7.000 t;
-발전소의 정격 전력 : 90.000 hp / 84.000 마력;
-선박 전체 연료 공급 (연료 종류) : 1.950 톤 (연료 유 F-5) / 1.800 (DT);
-최고 속도 : 33 노트 / 32 노트;
-특정 연료 소비 : 0,36 kg / hp. 시간 / 0,25 kg / hp 시간;
-순항 범위 (18 노트) : 5.200 마일 / 6.500 마일;
-2019 년 24.000 월 가격의 평균 연료 비용 : 42.000 루블 / t / XNUMX 루블 / t.
발전소의 공칭 전력에 특정 연료 소비량과 777.600 톤의 연료 비용을 곱하면 Kronstadt 유형의 선박과 Nikolaev 유형의 선박의 최대 속도를 882.000 시간 동안 보장하기 위해 연료의 재정 비용을 얻습니다. 각 시간은 XNUMX 루블 / 시간입니다. 시간당 XNUMX 루블. 이는 Kronstadt BPC의 긴 코스 (세일링)를 보장하기위한 연료 비용 (해군 연료 유)이 BPC Nikolaev의 유사한 비용 (디젤 연료의 경우)보다 훨씬 저렴하다는 것을 의미합니다.
DEU가있는 선박에 대해서도 동일한 경제적 계산을 수행 할 수 있지만 작동중인 터빈 터빈 플랜트의 연료 비용을 능가 할 것입니다.
실제로, 보일러-터빈 선박의 작동은 비용이 많이 들거나 디젤 연료 부족으로 인해 1990 년대에 거의 모든 기지에서 디젤 및 가스-터빈 선박의 장기 주차 동안 사용 (항해)에 의해 입증 된 바와 같이 저렴하다.
모든 선박의 수명주기를 결정하는 중요한 요소는 수리라고 불리는 전투 및 운영 속성을 복원하는 프로세스의 품질과 타이밍입니다. 불행하게도 소련의 붕괴와 한때 미국 간의 경제 관계 붕괴는 건설 과정뿐만 아니라 전력선 수리 과정에도 부정적인 영향을 미쳤습니다. 따라서 소련의 선박 가스 터빈 엔진 생산 및 수리 분야의 선두 기업 인 Nikolaev의 Southern Turbine Plant (UTZ)는 현재 러시아 외부에 위치하고 있습니다.이 때문에 선박 가스 터빈 엔진의 수리에는 다음과 같은 큰 재정 비용이 필요합니다 통화. 이것은 오늘날 가스 터빈 설치로 선박을 수리하는 것이 보일러 및 터빈 및 디젤 선박을 수리하는 것보다 훨씬 비싸다는 것을 의미합니다. 또한 디젤 및 가스 터빈 선박의 직접 사용 기간은 주요 엔진의 모터 자원 시간에 따라 결정됩니다. 정해진 순서에 따르면, 주요 선박 엔진의 엔진 수명은 엔진의 추가 작동 가능성에 대한 제조업체 전문가의 결론에 따라 함대 명령에 의해 연장됩니다. 아시다시피, 모터 자원을 운동 할 때 선박 바다에 대한 접근은 금지되어 있으며, 더 오래 기지에서 유휴 상태입니다. 더 최근에는 소련이 제작 한 선박이있는 러시아 연방의 거의 모든 함대에서 관찰되었습니다.
각각의 역사적인 이 기간은 해군에게 임무를 부여하며, 이로 인해 선박 전체 및 발전소를 포함한 개별 하위 시스템으로서의 전투 및 운영 속성을 강제로 개선해야합니다. 새로운 임무는 선박과 발전소에보다 엄격한 요구 사항을 부과합니다. 설계된 선박에 하나 또는 다른 유형의 발전소를 장착하기로 결정할 때, 우선 발전소의 획득 경험과 선박의 효율을 높이기 위해 선택된 유형의 발전소의 능력을 추가로 향상시키는 능력을 고려해야합니다.
선박 사용의 효율성을 높이기 위해 발전소의 하나 또는 여러 요소를 향상시킬 수 있습니다. 저자들은 오늘날 예를 들어 오일 연료를 사용하는 모든 유형의 발전소가 장착 된 선박을 유지 보수하는 비용의 연료 구성 요소를 줄일 수 있다고 확신합니다. 연료 성분의 감소는 다음 영역에서 달성 될 수 있습니다.
-예를 들어, 주 엔진 및 보일러에 새로운 구조 재료를 도입함으로써 EU 단위 중량 당 연료 소비 감소;
-연료 장비의 개선 및 연료 연소 공정의 강화로 인한 특정 연료 소비 감소;
-엔진 및 보일러의 연료 시스템 요소에서 소비 탱크의 "사망"연료 예비 및 "최소"예비를 제거;
-EU에서 사용되는 오일 연료 유형의 범위 확대;
-예를 들어 증발로 인한 연료 손실의 감소;
-선박 등에서 저장하는 동안 연료의 질적 및 양적 지표의 보존
모든 경우에 해양 연료 사용 효율의 증가로 인한 연료 성분의 감소는 선박 전체의 환경 청정도 및 비밀의 증가를 포함하여 모든 경우에 이르게된다는 점에 유의해야한다.
전쟁과 캠페인으로 테스트를 거친 보일러의 보일러 터빈 발전소에는 전망이 있으며, 가장 중요한 것은 향후 개발, 현대화 및 개선을위한 준비금을 보유하고 있기 때문에 이러한 유형의 발전소를 포기하기에는 아직 이르다. 동시에 오늘날에는 다른 모든 유형의 발전소를 세계 경험을 고려하여 기능 효율성을 향상시키는 방향으로 개선해야합니다.
- Ph.D. 이고르 두로빈 (Igor Dubrovin) 박사 예브게니 듀 로빈
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