Альтернативная энергетика и энергосбережение
1,486,408 7,532
 

  Свой ( Слушатель )
20 сен 2010 02:26:59

Тред №256884

новая дискуссия Дискуссия  507

Добряк, разрешите мои сомнения.
Среди любимых мною сторонников средневековья бытует убежденность, что при использовании на "ядерном котле" паровой машины вместо электрогенераторов (пар идет в приводные механизмы, в том числе -- низкого давления) общий КПД движителя судна вырос бы почти на порядок.
Выскажите свое мнение, пожалуйста (точность плюс/минус лапоть меня вполне устроит)
  • +0.00 / 0
  • АУ
ОТВЕТЫ (15)
 
 
  ПолУхим ( Слушатель )
20 сен 2010 05:53:43


Даже если принять электрический кпд преобразования пара 30%, трудно себе представить, что он может вырасти на порядок. Для того, чтобы пар эффективно использовался в приводе, он должен быть высокого давления. Резко возрастает масса, объём и опасность оборудования. Добавьте сюда дорогое масло для смазывания паровых машин высокого давления, которого в природе почти не осталось, систему сбора конденсата с хлопающими горшками, повышенную температуру в помещениях и т.д.
  • +0.00 / 0
  • АУ
 
  basilevs ( Слушатель )
21 сен 2010 13:29:10


Не Добряк, но посмеюсь вместе с ним. Напомните, каков КПД паровой машины с тройным, или даже четрырёхкратным расширением? 12%? А какой у паровой турбины? До 40% может доходить? Ну вот вам и ответ - при одинаковом источнике пара КПД системы паровая турбина + генератор + электродвигатель выше, чем у паровой машины.

Дополню: судно идёт 99% времени со своей крейсерской скоростью, на которую и рассчитана его турбина. На этих оборотах она достигает максимума своей эффективности. Преимущество поршневых двигателей, заключающееся в том, что они эффективнее турбины на пониженных от номинала оборотах для судовых движетелей неактуально.
  • +0.00 / 0
  • АУ
 
 
  Свой ( Слушатель )
21 сен 2010 14:05:17


Уточните, пожалуйста, почему система "паровая турбина + генератор + электродвигатель" работающий на винт имеет более высокий КПД, нежели просто турбина, работающая на винт без дополнительных генераторно-электрических преобразований?  ???
  • +0.00 / 0
  • АУ
 
 
 
  Dobryаk ( Практикант )
21 сен 2010 16:02:32
Объяснение уже было, см. картинки в более ранних постах: турбина не любит работать на низких оборотах, что легче реализовать через генератор+двигатель
  • +0.00 / 0
  • АУ
 
 
 
  ПолУхим ( Слушатель )
21 сен 2010 17:18:55


КПД гребного винта на характерных оборотах турбины близок к нулю. Редуктор получается размером с пароход плюс обязательно винт регулируемого шага.
  • +0.00 / 0
  • АУ
 
 
 
 
  Dobryаk ( Практикант )
21 сен 2010 17:25:45
Системе генератор+электромотор механический редуктор не нужен, и этим обеспечивается гибкость.
  • +0.00 / 0
  • АУ
 
 
 
 
  Свой ( Слушатель )
21 сен 2010 17:42:25


Э-э-э...
Ну, как бы сам я тоже пытался разобраться. И как бы по факту:


Судовая паровая турбина.
1 — турбина высокого давления; 2 — турбина низкого давления; 3 — подшипник вала турбины; 4 — редуктор: 5 — подшипник вала с фундаментом; 6 — подшипник вала турбины; 7 — гребной винт; 8 — управляющий клапан переднего хода; 9 — управляющий клапан заднего хода.
http://www.seaships.ru/steamturbine.htm

Ничего суперского, ничего сложного, ничего тяжелого и массивного. Особенно если сравнивать со схемами генератор-электродвигатель.
Потери на КПД генератора и электродвигателя тоже обнуляются.
И в чем соль?

В результате чего вопрос остается открытым...  ???
  • +0.00 / 0
  • АУ
 
 
 
 
 
  ДядяВася ( Слушатель )
21 сен 2010 18:58:09

Из ссылки http://www.seaships.ru/steamturbine.htm "Параметры рабочего пара современных паровых турбин главной энергетической установки достигают 7,85 МПа при температуре перегрева от 510 до 520°С." Такие температуры пара ВВЭР не потянет.
Однако надо ставить быстрый реактор на жидкометаллическом теплоносителе.
Дорого. Не подводная лодка.
  • +0.00 / 0
  • АУ
 
 
 
 
 
 
  Dobryаk ( Практикант )
21 сен 2010 21:13:46
Я запутался....

Ледоколы с ядерной ЭУ, и это экономически оправдано, а на какой-нибудь танкер ЯЭУ не поставишь, так как ни в один порт не пустят... Вспомним "Отто Ган-а"
  • +0.00 / 0
  • АУ
 
 
 
 
 
 
 
  basilevs ( Слушатель )
22 сен 2010 10:49:20


Пускали раньше - Атомоход "Саванна"

По факту вышло, что операционные расходы на атомоход-сухогруз получаются чрезмерно большими. Стало ясно, что даже развив экспериментальное судно в реальный коммерческий продукт, ничего экономически выгодного не получишь.


А вот упомянутый выше Отто Ган, и ещё Муцу впридачу.

У нас же ледокольный флот "пошёл". Для него использование ядерной силовой установки оказалось очень удобным и выгодным. Ледокол за время прохода севморпути тратит энергии в разы больше, чем обычное судно, идущее в расчищенной им воде.

И ещё - единственный реально действующий "торговец", наш лихтеровоз ледового класса "Севморпуть". Но и он последние годы стоит без работы. Ледокол + караван выгоднее чем атомный автономный "торговец".
  • +0.00 / 0
  • АУ
 
 
 
 
 
 
 
 
  Dobryаk ( Практикант )
22 сен 2010 11:23:30
Даже "Отто Ган" мало куда пускали. Никакого коммерческого успеха не было.  Немцы собирались построить еще атомный контейнеровоз, но вовремя одумались. В прошлом году босоногие индусы с газовыми горелками в руках расчленили "Отто Ган" (безреакторного с 1979 г)  на знаменитом пляже-потрошителе Оланг.

О "Севморпути": большая грузоподьемность, но проблема в допуске в международные порты.
  • +0.00 / 0
  • АУ
 
 
 
 
 
  basilevs ( Слушатель )
22 сен 2010 10:45:41


А теперь мы на ледоколе даём задний ход...

Реверс турбины - это такая развлекуха, что ого-го. А ставить ВРШ (Винт Регулируемого Шага), который может дать реверс поворотом лопастей - сильно теряем КПД уже в движителе.

Всё уже давно посчитано и продумано. На судах, идущих далеко, долго и с постоянной скоростью - турбина с механическим редуктором и механическим приводом гребного вала. На судах, которым нужно много маневрировать - турбина+генератор+электромотор. АПЛ - отдельная категория, там вообще свои заморочки.
  • +0.00 / 0
  • АУ
 
 
 
 
 
 
  Свой ( Слушатель )
22 сен 2010 13:14:18


Ага, спасибо.
Как я понял, проблема в том, что атомные котлы стоят в первую очередь на тех кораблях, где они наиболее неудобны  :D  :D  :D  :D  8)
Типа контейнеровоз, который по словам знакомого капитана 350 дней в году идет со скоростью 30 узлов, а остальное время -- грузится работает на дизелях, а ледокол, постоянно танцующий, как балерина -- на реакторе.
Видимо, все дело в том, что жечь по 1000 тонн соляры в сутки и выливать мегатонны при каждой аварии экологически значительно безопаснее, нежели раз в пять лет перегрузить в стерильной зоне 50 килограмм отработанного топлива. И потому реактор используют только те, кому наплевать на экологию. Ну, военные там, и дикие русские в своих диких северных торосах.

В смысле -- всем спасибо за беспокойство, вопрос закрыт.  :)
  • +0.00 / 0
  • АУ
 
 
 
 
 
 
 
  Dobryаk ( Практикант )
22 сен 2010 13:24:47


О том, что такое радиационная чистота на собственно реакторе, есть хорошая история прямо на первой странице "Как оно тикает". В МИФИ для образования бестолковых студиоузусов уже ...дцать лет мирно пашет т.н. бассейновый реактор и эти студиозусы не вгоняют в дикий ужас своих барышен своими светящимися ночью украшениями...

И уж придется повторить здесь пост от 09 Сентября 2010, 11:12:38 с ветки "Экономическое освоение севера России", здесь хорошо видно, что могут атомоходы и не могут НЕ-атомоходы:

АТОМНЫЙ ЛЕДОКОЛЬНЫЙ ФЛОТ - КЛЮЧЕВОЕ ЗВЕНО  ОБЕСПЕЧЕНИЯ ГЕОПОЛИТИЧЕСКИХ ИНТЕРЕСОВ РОССИИ В АРКТИКЕ

В условиях обострившейся международной конкуренции в борьбе за ресурсы арктического шельфа существенно возрастает значение российского атомного ледокольного флота, как  наиболее эффективного инструмента обеспечения транспортной и хозяйственно-экономической деятельности в Арктической зоне. Следует особо отметить, что только благодаря созданию мощных атомных ледоколов атомоходом  «Арктика» в 1977 г. впервые в мире в активном плавании была достигнута географическая точка Северного полюса. К настоящему времени российские атомные ледоколы 65 раз посещали точку Северного полюса.

С помощью ледоколов типа «Арктика», начиная с 1978 года был осуществлён переход к круглогодичной навигации в Западном районе Арктики (рис. 2). Потребность в переходе к круглогодичной навигации была обусловлена, прежде всего, необходимостью обеспечения жизнедеятельности и развития Норильского промышленного района. Учитывая мелководность подходов к расположенному в р. Енисей  порту Дудинка, были спроектированы и построены специализированные атомные ледоколы с малой осадкой - «Таймыр» и «Вайгач». Параллельно с этим, для перевозки грузов Норильского комбината строились суда усиленного класса - а/лв «Севморпуть», серии судов типа «Норильск», «Дмитрий Донской»; проводилось переоснащение современным оборудованием системы навигационно-гидрографического обслуживания работы флота, расширение и реконструкция Дудинского порта. На реализацию программы перехода к круглогодичной навигации государством было затрачено примерно 200 млрд. долларов (в ценах 1975 г.)





Параллельно  с открытием круглогодичной навигации в западной Арктике, за счёт участия мощных линейных атомных ледоколов,  шёл процесс расширения до 6 месяцев продолжительности навигации в Восточном районе Арктики, освоение новых трасс плавания ледоколов и проводки судов по высокоширотным и приполюсным маршрутам, в том числе за пределами исключительной экономической зоны в Российском секторе Арктики.

По заключению специалистов в области макроэкономики, начиная с 40-х годов прошлого столетия, транспортная активность на Северном морском пути служила наиболее чутким индикатором состояния экономики государства в целом. Спад в объёмах грузоперевозок по Севморпути с 6,7 миллионов тонн  (1987 г. ) до 1,4 миллиона тонн в 1998 г. подтверждает выводы специалистов. После 2000 г. наметилась тенденция к увеличению объёмов морских перевозок в Арктике, в течение 2005-2007 г.г. эти объёмы превышают 2 млн. тонн и продолжают увеличиваться.  Ожидается, что к 2010-2011 годам эти объёмы составят не менее 3-3,5 млн. тонн, что примерно соответствует уровню самоокупаемости эксплуатации атомного ледокольного флота при существующих, утверждённых ФСТ, тарифах взимания ледокольного сбора.  В настоящее время потенциал пропускной способности Северного морского пути, при существующем составе 6-ти единиц действующего атомного ледокольного флота, используется примерно на 30%. В связи с отмечаемым ростом транспортной активности на Северном морском пути востребованность атомного ледокольного флота будет увеличиваться.



Немаловажным фактором увеличения востребованности   мощных линейных атомных ледоколов является наметившийся в 2008 г.  перелом в ходе климатических процессов формирования ледяного покрова в Арктике. К началу полярной зимы 2008 г. площадь распространения льдов в морях Арктики и центрального арктического бассейна увеличилась на 1 миллион квадратных километров по сравнению с аналогичным показателем 2007 г. Согласно прогноза ведущих российских специалистов в период  2011-2117 г.г. ожидается цикл похолодания в Северном полушарии и увеличения ледовитости арктических морей.

С точки зрения потенциальных запасов углеводородов, минерального сырья и других полезных ископаемых значение Арктической зоны для России трудно переоценить. Северный  морской путь, как национальная транспортная коммуникация России в Арктике, имеет исключительно важное значение для обеспечения дальнейшего развития экономики северных регионов и государства в целом.. Помимо этого, в перспективе -  это высокоширотная транзитная Арктическая судоходная магистраль, которая может служить альтернативой существующим межконтинентальным транспортным связям между странами Атлантического и Тихоокеанского бассейна через Суэцкий и Панамский каналы.

Трассы Северного морского пути пролегают на акваториях арктических морей и южной части Северного ледовитого океана в пределах исключительной экономической зоны России в Арктике, которая простирается на 200 морских миль к северу от побережья и островов морей Российской Арктики). Помимо этого,  Россия претендует на участок арктического морского шельфа площадью 1,2 миллиона квадратных километров в районе хребта Ломоносова и поднятия Менделеева в Северном ледовитом океане.

Официальными претендентами на ресурсы арктического  шельфа   и дна Северного ледовитого океана являются США, Канада, Дания, Норвегия и Исландия. Активный интерес к Арктике проявляют Германия, Япония, Индия и Китай. Многие из этих стран   проводят политику пересмотра границ экономических зон в Арктике. На выполнение научных программ по изучению гидрометеорологического режима Арктики, геофизические и геологические исследования страны Европейского союза и США затрачивают ежегодно примерно по 1 млрд. долларов.

Характерно, что для целей производства научных исследований в Арктике привлекаются  российские ледоколы и суда. Примером может служить рейс ледокола «Капитан Драницын» с экспедицией  Университета  Аляски в 2008 году.

В этих условиях Россия, в целях обеспечения своих геополитических интересов, должна постоянно поддерживать активное присутствие в этом регионе. Это присутствие   выражается в проведении научных исследований, разведке и добыче  полезных ископаемых, обеспечении морских грузоперевозок с использованием ледоколов и специализированных ледокольно-транспортных судов.

В настоящее время Россия является мировым лидером в области применения атомного ледокольного флота для решения транспортных задач в морях Арктики и неарктических замерзающих морях. Для успешной конкуренции в Арктике России необходимо не упускать этого лидерства и постоянно развивать и совершенствовать атомный ледокольный флот, как ключевое звено инфраструктуры функционирования Северного морского пути.



Для этих целей актуальным является строительство двухосадочных ледоколов нового поколения, способных одинаково успешно работать на морских и речных участках Северного морского пути. Эскизный проект такого ледокола разработан судостроительной промышленностью.
  • +0.00 / 0
  • АУ
 
 
 
 
 
 
 
  basilevs ( Слушатель )
22 сен 2010 14:25:47


Ну смейтесь-смейтесь. А Emma Mærsk - это дизель с электропередачей. Причём от выхлопа дизеля работает парогенератор, крутящий потом турбину. Турбина тоже крутит электрогенератор, питающий электромоторы. Прямой привод на вал и механические редукторы потихоньку списывают в утиль. Электропередача выгоднее, особенно в таким дизель-турбинных комбинациях.

Про ледоколы уже Добряк написал. Там альтернативы атому нету. Только когда термояд появится - тогда только его на что-то сменят. Там проблема в количестве горючки, необходимой ледоколу для прохода севморпути. Поставить побольше дизелей большой мощности - дело нехитрое, электричества нагенерируют. А вот чем их кормить столько времени?
  • +0.00 / 0
  • АУ
 
<< Тред №256883
Тред №256885 >>