聯(lián)合循環(huán)的熱力學(xué)原理

【專家解說】：瓦特的和現(xiàn)在艦用的蒸汽機(jī),在鍋爐部分的原理是一樣的,只是當(dāng)時(shí)燒柴和煤,現(xiàn)在燒油而已;但高溫高壓高熱的水蒸氣只是功質(zhì),它后面可以用來推動(dòng)往復(fù)機(jī),也可是渦輪機(jī),象現(xiàn)在用的往復(fù)機(jī)是曲柄連桿和活塞組件;是上下運(yùn)動(dòng),有很大的震動(dòng)而渦輪機(jī)是由多組葉片形成的同心圓狀風(fēng)扇,是回旋運(yùn)動(dòng),震動(dòng)極小;這就是他們的不同于區(qū)別全稱叫蒸汽渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)（Steam turbine）是一種擷取（將水加熱后形成的）水蒸汽之動(dòng)能轉(zhuǎn)換為渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能的機(jī)械。相較于原由詹姆斯·瓦特發(fā)明的單級(jí)往復(fù)式蒸汽機(jī)，渦輪蒸汽機(jī)大幅改善了熱效率，更接近熱力學(xué)中理想的可逆過程，并能提供更大的功率，至今它幾乎完全取代了往復(fù)式蒸汽機(jī)。渦輪蒸汽機(jī)特別適用于火力發(fā)電和核能發(fā)電，世界上大約80%的電是利用渦輪蒸汽機(jī)所產(chǎn)生?！　±鲜酱炛幸灿胁簧偈褂?，但是在現(xiàn)代化船艦中已經(jīng)被燃?xì)鉁u輪引擎全面取代，只有少數(shù)特例如現(xiàn)代級(jí)還使用蒸汽渦輪?！　∪?xì)猓羝啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)，是把燃?xì)廨啓C(jī)和蒸氣輪機(jī)這兩種按不同熱力循環(huán)工作的熱機(jī)聯(lián)合在一起的裝置，有時(shí)也簡稱為聯(lián)合循環(huán)。為了提高熱機(jī)的效率，應(yīng)該盡可能地提高熱機(jī)中的加熱溫度和降低排熱溫度。但蒸汽輪機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)的熱力循環(huán)都不能很好滿足上述要求。如把它們結(jié)合起來，以燃?xì)廨啓C(jī)的排熱來加熱蒸汽，就可以同時(shí)取得燃?xì)廨啓C(jī)加熱溫度較高和蒸汽輪機(jī)排熱溫度較低的雙重優(yōu)點(diǎn)?！　÷?lián)合循環(huán)的理論基礎(chǔ)早已建立。熱力學(xué)奠基人之一卡諾就提出過聯(lián)合循環(huán)的概念。但是直到２０世紀(jì)中葉，才開始有實(shí)用的聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力裝置。發(fā)展聯(lián)合循環(huán)的關(guān)鍵是要研制出高溫、高性能、大功率的燃?xì)廨啓C(jī)。為了適應(yīng)石油短缺的形勢，在燃?xì)廨啓C(jī)中有效燒煤也是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。目前，世界各先進(jìn)工業(yè)國家均已有定型聯(lián)合循環(huán)機(jī)組產(chǎn)品。其中功率最大的已超過６０萬千瓦，最高熱效率已高達(dá)４７％以上。它作為熱電并供機(jī)組使用，燃料利用率可高達(dá)８０％左右，單機(jī)組最長運(yùn)行時(shí)間已超過１０萬小時(shí)。熱機(jī)的熱效率要提高１％都是非常困難的，而聯(lián)合循環(huán)卻只要把燃?xì)廨啓C(jī)和蒸汽輪機(jī)結(jié)合起來就可以大幅度節(jié)約能源?！　∮捎谡羝啓C(jī)具有功率大的優(yōu)點(diǎn)，因此在現(xiàn)代大型軍艦上依然有廣泛應(yīng)用。例如大型航母，核潛艇均使用蒸汽輪機(jī)作為動(dòng)力。燃?xì)廨啓C(jī)由于功率不足，目前僅在中型軍艦和小、中型航母上運(yùn)用。對(duì)于要求高航速的大型艦船，蒸汽輪機(jī)或蒸汽輪機(jī)-分散電機(jī)-電機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)依然是唯一選擇。