官媒:中国航母动力系统R0110重型燃机研制受阻


官媒:中国航母动力系统R0110重型燃机研制受阻


[R0110重型燃气轮机下线仪式。R0110是“十五”期间863重大专项,“官产学研”联合模式发展。项目预算5亿。中航沈阳黎明发动机公司与沈阳606所、清华大学、中科院工程热物理研究所、上海交通大学等单位组成设计研制项目联合体,借鉴国外技术,引进国外智力。


﹣中国航母动力系统新进展 R0110实现零的突破

我国首台重型燃气轮机——R0110于2008年12月28日在沈阳通过国家科技部阶段验收,宣告我国自主设计研发的重型燃气轮机取得阶段胜利,实现“零的突破”。


如今,两年多时间过去了,被寄予厚望的R0110是否进一步向产业化迈进?


近日,一位知情人士告诉《科学时报》记者:“R0110还在厂子里放着呢。”


据了解,由于没有配套电站进行全负荷试车,R0110面临着无法进一步推进的困境。而企业为研发投入的巨额贷款更是无从偿还。


《中国航空报》曾对中航工业黎明公司研发R0110的过程进行了详细报道,多家媒体以《中国重型燃气轮机实现零的突破 仅耗资6亿元人民币》为题进行了转载。


“仅耗资6亿元人民币”,这是什么概念?


据悉,国外研制一台重型燃机往往需要几十亿美元的资金。而中航工业黎明公司用有限的资金完成了被很多专家认为是“天方夜谭”的任务。


实际上,黎明公司完成如此“不可能完成的任务”事出有因。要知道,在这6亿元中,仅有9000万元为“十五”国家“863”重大项目支持资金,其余经费全是企业自筹。虽然争取到了国家贴息贷款,但数亿元的贷款对企业来说仍是一笔巨款。


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R0110重型燃气轮机剖析模型。R0110预期输出功率114500KW(150000马力,排水量接近1万吨的日本金刚级驱逐舰的总功率才100000万力),热效率达36%。在RO110母型机基础上,可以实现60MW、160MW与200MW以上系列燃机。R0110舰用型号论证工作已经开展,可以作为大中型航空母舰的主动力。


况且,研发重型燃气轮机往往需要数十年的时间,黎明公司要想通过产品赢利偿还贷款恐怕还需要很长时间。目前,他们就面临着产业化道路上的第一道门槛——全负荷运行试车。


在经过空载试车之后,R0110通过了国家阶段验收。但空载运行温度较低,当机器全负荷运行时还会出现新的问题。因此,推进R0110的当务之急是建设全负荷试车平台,长期考核其性能和安全性。


据中国工程院院士倪维斗介绍,R0110的设计功率为11万千瓦,要建天然气供气管道、发电机并网设备、全套测试控制设备等配合其试车,又需要两三亿元的投入,“这笔钱现在还没落实”。


即使建成,实验电站也仍然面临着并网发电和成本核算的难题——由于以实验为主要目的,该电厂不能保证稳定的发电输出,对其并网发电形成阻碍。中科院工程热物理所研究员谭春青认为,示范电站运转起来可能会赔钱,需要国家提供上网电价等优惠政策。


对于这样的难题,日本早有成功先例——关西电力公司的一个电站专供三菱重工实验新型燃气轮机,负荷达到几十万千瓦,根据双方协议,该电站发电可以按照新型机组实验需要上网。


虽然无法获知协议的具体内容,了解三菱重工和关西电力是如何实现双赢的,但日本企业间的“默契”着实令人羡慕,这也是三菱重工能在先进燃气轮机研发方面取得很大成果的重要原因之一。

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美国“尼米兹”级航母动力装置为2座通用电气公司的A4W/A1G压水堆和4台蒸汽轮机,反应堆热效率仅为25.6%,每个反应堆驱动2台蒸汽轮机,全舰总功率为26万马力。中国2台R0110重型燃气轮机即可实现30万马力。


谭春青指出,我国还缺失专门针对中低热值燃气轮机的实验平台。他表示,应用于IGCC的燃气轮要求燃料不是高热值的天然气,而是中低热值的合成气,这种燃用合成气的燃烧室我国还没完全掌握,还需大量实验。


实验平台的缺失对我国燃气轮机的发展带来不利影响。但实验平台投入较多,由谁来建、谁来管理也是个大问题。


“所以R0110还在困难中艰难前进,虽然我们非常努力,但离成熟产品还有很大距离,尤其对工厂来说压力很大。”


倪维斗说,“如果全负荷试车长期拖延得不到解决,新的产品不能得到科学的考核,尤其是不能长周期、满负荷、安全运行,形成不了商品,贷款怎么还?厂里肯定背不动。现在只能呼吁国家安排解决试车。”


除了R0110,我国目前还有一些中小型及微型燃气轮机的研发项目,基本以企业和科研单位合作的形式推进。这些企业的情况如何?长期同企业合作的谭春青深有体会。


“现在很多企业是勒紧裤腰带来做燃气轮机。”谭春青说,由于我国基础薄弱,有些企业本来并不是主打研发地面燃气轮机,现在也要从牙缝中挤出钱来。


“研发重型燃气轮机的成本非常高,原则上在我国目前条件下不应该是一个行业、一个企业或者一个科研院所承担的工作,而应该是国家项目。”谭春青强调。


“我们发展重型燃气轮机的路子应该怎么走?”倪维斗提出,“不能就靠一个厂。现在国家有些经济基础了,应该集中起来干几件真正需要的大事。


燃气轮机被称为21世纪的动力机械,太重要了,不能一直在关键技术上受制于人,需要强有力的国家支持来研发。”

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通用电气公司LM-2500燃气轮机是西方海军的标准动力系统,功率为25000马力,一般万吨级战舰安装4部,达到10万马力总功率,由12节加速至32节只需53秒。目前,全世界大约有1900多台LM-2500在运行。


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中国90年代初建造的112、113舰使用了80年代订购的LM-2500,每舰安装2台。


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有文章称112舰LM2500燃气轮机15年来一直未大修。实际上,LM-2500燃气轮机,有孔探口40处,其中压气机14处,压气机后机架10处,涡轮中机架16处,可对压气机叶片、燃烧室、燃油喷嘴、高压涡轮、涡轮中机架衬套和低压涡轮进口用孔探仪或摄像机进行探视。由于可使用孔探仪检查内部,因此,燃气轮机可不必按预定时间大修。目前,西方某些LM-2500燃气轮机已经运行厂16000小时,其涂料尚完好无损,根本无需大修。


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“库兹涅佐夫”号动力装置为锅炉驱动的四台蒸汽轮机,总功率20万马力


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无论从功率还是热效率来看,单台功率15万马力的R0110重型燃气轮机,比美国航母上1台核反应堆带2台蒸汽轮机13万马力都更适宜做为航母动力,而且加速快、大幅节省舰上空间。


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