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AIP系統(tǒng)的原理是什么?

來源:新能源網(wǎng)
時間:2024-08-17 15:33:25
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AIP系統(tǒng)的原理是什么?熱心網(wǎng)友:各種AIP技術(shù)原理及裝置的組成閉式循環(huán)柴油機(jī)AIP(CCDAIP)該系統(tǒng)以閉式循環(huán)柴油機(jī)為發(fā)電機(jī)原動機(jī)。為使柴油機(jī)在沒有空氣供氣狀況下工作,必須提

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各種AIP技術(shù)原理及裝置的組成

閉式循環(huán)柴油機(jī)AIP(CCDAIP)

該系統(tǒng)以閉式循環(huán)柴油機(jī)為發(fā)電機(jī)原動機(jī)。為使柴油機(jī)在沒有空氣供氣狀況下工作,必須提供模擬空氣成份的進(jìn)氣氣體,使柴油機(jī)發(fā)火燃燒工作。為此,將柴油機(jī)排出的廢氣經(jīng)CO2吸收器吸收部分CO2氣體,廢氣中未被吸收部分氣體再加入適量氧氣,即組成人造大氣。但由于這種人造大氣中CO2含量總比新鮮空氣多,使人造空氣的比熱值低于正常空氣,為保證一般標(biāo)準(zhǔn)柴油機(jī)在閉式循環(huán)狀態(tài)下正常工作,一般在再循環(huán)的氣體中加入適量單原子氣體氬,使混合成的人造大氣與正??諝獗葻岜戎狄恢?。這樣柴油機(jī)即可在閉式循環(huán)狀態(tài)下正常工作,也可以在開式空氣供應(yīng)時正常工作,實現(xiàn)開、閉合用。為了高效地吸收柴油機(jī)廢氣中的CO2,應(yīng)首先將溫度為350~400℃、壓力為0.2~0.5Mpa的廢氣噴淋冷卻至80~100℃。再將冷卻后的廢氣送進(jìn)CO2海水吸收器中,讓海水充分溶解吸收CO2氣體,而其他成分氣體在吸收器中吸收量很少。經(jīng)這種“洗滌”后的廢氣進(jìn)入混合室與氧氣、氬氣混合后再循環(huán)。而溶有大量CO2的海水經(jīng)海水處理系統(tǒng)(WMS),排出舷外。海水處理系統(tǒng)利用深水能量,不需消耗較多能量而將較低壓力的海水(2~5 bar)排放到深水中(如下潛300 m則為30bar),而水泵耗功只用于克服流動阻力,因此耗功少,整套裝置效率較高。

為使整個AIP系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作,設(shè)置計算機(jī)控制系統(tǒng),以控制水處理系統(tǒng)的海水流量,供氧量等,使整套系統(tǒng)適應(yīng)柴油機(jī)負(fù)荷、潛艇下潛深度的變化,保證正常工作。

為保證氧氣供應(yīng),CCDAIP設(shè)置一個較大容量的液氧罐(液氧貯存溫度-180℃)。由于氬氣消耗量很小,故AIP裝置中只要幾個較小容積的氬氣瓶就足夠了。

斯特林發(fā)動機(jī)AIP(SEAIP)

斯特林發(fā)動機(jī)(SE)AIP以不依賴空氣的斯特林機(jī)(Stirling Engine)為發(fā)電機(jī)原動機(jī)。斯特林發(fā)動機(jī)是一種外部加熱的連續(xù)燃燒發(fā)動機(jī),它通過外部燃燒的高溫氣體經(jīng)加熱管加熱內(nèi)部循環(huán)的工質(zhì)(船用斯特林機(jī)通常用氦氣作循環(huán)工質(zhì)),內(nèi)部循環(huán)工質(zhì)受熱膨脹推動活塞作功,使發(fā)動機(jī)輸出軸功率。為了使發(fā)動機(jī)在無空氣條件下連續(xù)運(yùn)行,同樣需要連續(xù)不斷地供應(yīng)氧氣燃燒供應(yīng)熱量,因而SEAIP也裝有較大容量的液氧罐。為了排除燃燒后廢氣,有兩種方法可選擇。一種是利用廢氣壓力直接排到舷外海水,這需要較高的燃燒壓力(30 bar左右),且未燃燒的O2會隨廢氣直接排至舷外,導(dǎo)致未燃O2氣和來不及溶解的CO2氣冒至海面。另一種方法是象CCDAIP系統(tǒng)一樣,裝備排氣冷卻 O2海水吸收器及水管理系統(tǒng),這樣裝置會比直接排出廢氣的辦法復(fù)雜些,但可使燃燒壓力降低,燃燒不隨潛深影響,不會產(chǎn)生氣泡航跡,隱蔽性較好。

燃料電池FC(FCAIP).

德國已裝艇海試的燃料電池為氫氧燃料電池,其基本工作原理是靠氫和氧反應(yīng)直接產(chǎn)生電能而工作的,它唯一的副產(chǎn)品為水,這個過程正好與通過電解分解水的過程相反。燃料電池必須源源不斷地供應(yīng)氫和氧,為此,AIP裝置不僅要有較大容量的液氧罐,而且要有一個較大容量的液氫貯存罐,而液氫要比液氧貯存條件苛刻得多。

3種AIP特點(diǎn)分析

CCD-AIP中,柴油機(jī)本身幾乎無需作重大改進(jìn),主機(jī)技術(shù)成熟,其他輔助系統(tǒng)問題,如再循環(huán)氣體混成、廢氣的噴淋冷卻、CO2海水吸收原理、水處理系統(tǒng)的原理,有關(guān)單位已有研究,不存在較大技術(shù)風(fēng)險。因而開發(fā)CCDAIP能在技術(shù)風(fēng)險小,投資少(例如引進(jìn)一臺CCD只需150萬美元),且可在我們工藝、工業(yè)水平能達(dá)到的情況下早日獲得。當(dāng)然,相對來說,柴油機(jī)本身結(jié)構(gòu)噪聲和空氣噪音較大,但現(xiàn)代隔振技術(shù)完全可使柴油機(jī)經(jīng)隔振后噪聲指標(biāo)達(dá)到要求。由于水處理系統(tǒng)耗能少,因此CCDAIP系統(tǒng)效率可達(dá)35%。

SE-AIP主機(jī)即斯特林發(fā)動機(jī),外部連續(xù)燃燒加熱工質(zhì)作功,因此結(jié)構(gòu)噪聲及空氣噪音比柴油機(jī)小,這是它一大特點(diǎn)。目前,我國已研制出75 kW斯特林原理樣機(jī),其效率為35%。與柴油機(jī)相比,效率稍低,而其技術(shù)成熟程度存在較大差距,工作可靠性有待進(jìn)一步考驗。目前存在較大難度的技術(shù)問題尚需進(jìn)一步解決,如高性能加熱器材料、加熱器頭工作溫度均勻、工質(zhì)流動均勻、工質(zhì)密封、功率調(diào)控、壓力燃燒等。因此,研制SEAIP必然投資較大(例如引進(jìn)一臺熱氣機(jī)需300萬美元,一個艙段需要1億美元),技術(shù)風(fēng)險也比CCDAIP高。據(jù)稱,韓國引進(jìn)瑞典斯特林發(fā)動機(jī)后認(rèn)為40~70%零部件不能自己生產(chǎn),結(jié)果否定了SEAIP方案。另據(jù)消息,澳大利亞從瑞典購買熱氣機(jī)做評估試驗,3個月未達(dá)到額定功率,被否定。SEAIP研制周期相應(yīng)也會較長。

燃料電池具有最高的能量與重量比,效率高(達(dá)50~60%),而且?guī)缀跏遣划a(chǎn)生廢氣,可無聲航行。但在潛艇上貯存液態(tài)氫是有很大的技術(shù)難度。同時因為氫氣易爆易燃,對使用氫的安全有嚴(yán)格要求,裝置中的膜要依賴美國進(jìn)口,國內(nèi)尚無生產(chǎn)能力。由此可見燃料電池技術(shù)難度大,工業(yè)基礎(chǔ)要求較高,要使燃料電池上艇作AIP動力,需要很高的技術(shù)儲備,而我國對燃料電池的研究水平還比較低。所以,如果研制FCAIP,則研制周期較大(據(jù)估計,至少需要10~15年),投入經(jīng)費(fèi)也很大,例如引進(jìn)5 kW燃料電池,需3萬美元,自己研制至少需要1億元人民幣,同時技術(shù)風(fēng)險也大。

http://wenku.baidu.com/view/ae26451bff00bed5b9f31dfb.html

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熱心網(wǎng)友:API英文全稱Application Programming Interface,是操作系統(tǒng)留給應(yīng)用程序的一個調(diào)用接口,應(yīng)用程序通過調(diào)用操作系統(tǒng)的API而使操作系統(tǒng)去執(zhí)行應(yīng)用程序的命令(動作)。重裝系統(tǒng)吧,將硬盤掛到其他電腦上備份數(shù)據(jù),或者做個GHOST 到其他分區(qū)盤上,等系統(tǒng)安裝好,在恢復(fù)到其他分區(qū),獲取數(shù)據(jù)。

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