中国新型燃气轮机装备万吨大驱,我舰船发动机成功国产化

10月11日,据沈阳铸造研究所有限公司网站新闻披露,该公司在2017年顺利完成沈阳中科三耐新材料股份有限公司生产的2600余件高温合金叶片射线探伤检验任务。此种叶片为我国舰船发动机重要部件,叶片型面为三维曲面,渐变截面,曝光参数对壁厚兼容性差,检验和验收均执行乌克兰标准,客户对底片质量要求极高,最小检出缺陷为0.2毫米,检测难度极大。军事专家认为,此消息从一侧面说明我国055型万吨驱逐舰的燃气轮机动力核心部件已完全国产化,不再受制于人,在我海军科技强军方面发挥重要作用。众所周知,我国引进乌克兰技术的GT25000燃气轮机是目前我国服役及在建大型驱逐舰的唯一候选动力,而高温合金叶片则是燃气轮机的核心部件之一。该文称此叶片均严格执行乌克兰标准,无疑是为国产化的舰用GT25000燃气轮机配套使用。

中国舰船过去一直存在的“心脏病”现在可以说彻底治好了!国产GT25000型燃气轮机的国产化和升级换代,不但使得国产主力战舰拥有了可靠的动力系统,还在民用领域开花结果,取得了丰硕的成果。

沈阳中科三耐新材料股份有限公司是中科院金属所下属的高新技术企业,是目前国内主力舰船最大的燃气轮机叶片制造商。据公开资料报道,燃气轮机中使用的一,二级大型导向和涡轮叶片是发动机的关键热端部件,基本采用定向柱晶或单晶高温合金,并通过定向凝固技术制造成型。其叶片尺寸和质量远大于航空发动机叶片。由于其相关材料和制造技术与先进军民用航空发动机叶片密切相关,国外对我方实行严格的技术封锁和价格垄断。科学院金属研究所从2003年就开始探索高温度梯度液态金属冷却制造大型定向和单晶叶片的工程化应用,突破了抗热冲击模壳,低熔点金属污染控制等诸多关键技术,于2009年成功研制出了可满足750毫米长定向结晶叶片研制的国产大型工艺设备,为舰用燃气轮机大型定向结晶涡轮叶片的研制,奠定了装备和技术基础。

据央视移动网直播,703研究所研发的用于海洋石油平台的燃气发动机交付。报道称,该燃气轮机前身是我国引进完全消化吸收的用于军用船舶的燃气轮机,完全按国级标准设计,具有完全自主知识产权。显然,这里所说的民用燃气发动机原型机正是GT25000燃气轮机。

经过多次试验证明,其叶片大修周期长达12000小时,总寿命长达24000小时,初步满足了乌克兰GT25000燃气轮机翻修寿命25000小时,总寿命10万小时的设计要求。目前正计划将金属所研制的我国国内强度水平最高的抗热腐蚀单晶合金DD10单晶引入其燃气轮机叶片生产中,以期进一步提高发动机功率和寿命,满足我海军军舰上电磁炮,激光武器等耗能大户的需求。同时,我国的民营企业江苏永瀚特种合金技术有限公司也看好海军舰用燃气轮机高温合金叶片巨大的市场需求,在GT25000国产化总负责单位:中船重工703研究所的支持下,自行投入9亿元巨资采购来自美国、英国、德国、意大利等国际顶尖工艺生产设备142台/套、检验测试设备40台/套,初步建立起一条涵盖高温合金叶片产品设计、制造、检测的完整生产线。

众所周知,舰船动力装置分为蒸汽动力装置、柴油机动力装置、核动力装置、燃气动力装置和联合动力装置。前两种装置发展得比较早,广泛应用于各类舰船。核动力装置主要用于航母和潜艇,其他水面舰艇使用的并不多,装机条件比较苛刻。燃气动力装置和联合动力装置是近现代新型舰船使用最为广泛的先进动力装置,特别是全燃动力系统是先进舰船的标志之一。

并花巨资从欧洲某国引进16人组成的外籍专家科研生产团队,其试制的350毫米空心单晶叶片,600毫米等轴叶片和30mw级舰船/工业燃气轮机1至4级导向叶片及涡轮叶片均达到设计指标,精度达到0.3至0.4毫米,粗糙度在1.6至3.2微米。该公司称,大型高温叶片规模化生产已经成功突破技术瓶颈,将叶片合格率由30%提高到了70%以上。另据高温合金叶片生产检测合同等公开消息推测,我海军055驱逐舰用GT25000舰用燃气轮机有望持续批量生产至2025年。到那时,我国的万吨级驱逐舰、两栖攻击舰、常规动力航母数量、质量将和美海军处于同一水平,我海军的全球海军梦想有望提前实现。(作者署名:图说军事)

我国虽然早就开始了燃气轮机的研制,但是由于众多原因,在上世纪80年代以前并没有什么成熟的型号。此后,中西方蜜月使得我国可以引进类似于英国“奥林普斯“、美国LM2500等先进燃气轮机。特别是在第二代驱逐舰研制过程中,就曾经安装了美国原装的LM2500燃气轮机,让海军体会到了先进燃气轮机带来的不同体验。

此后,中国向乌克兰引进了先进的UGT25000型燃气轮机的技术,开始了研制新一代燃气轮机的艰苦攀登。这种燃气轮机是苏联时期“曙光”科研生产联合体为红海军主力舰船研制的先进燃气轮机,但是苏联解体后这种发动机和“曙光”厂都被划归到了乌克兰。乌克兰海军没有这种先进燃气轮机的需求,所以“曙光”厂只能够将其用于民用。

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