Техника - молодёжи 1986-09, страница 52

росом — можно ли улучшить паровую машину так, чтобы по эффективности она сравнялась хотя бы с дизелем? Конечно! Дело в том, что применявшиеся до сих пор на судах паровые котлы были весьма далеки от совершенства и, как мы теперь знаем, представляли собой развитие устройств, разработанных в начале нынешнего столетия. Машины проектировались под параметры пара, вырабатываемого тогдашними парогенераторами. А его параметры — температура и давление — едва превышали соответственно 300°С и 16 атм.

В последние годы достигнуты немалые успехи в деле повышения эффективности устройств, вырабатывающих пар. В частности, давление его в современных котлах

А. Схема паровой машины двойного расширения: 1 — цилиндр, 2 — Поршень, 3 — шток поршня, 4 — шатун поршня, 5 — эксцентрик парораспределительного устройства, 6 — тяга, 7 — цилиндрический золотник.

Б. Схема паровой машины ту па компаунд: 1 — впуск пара, 2 — цилиндр высокого давления, 3 — цилиндр средне го давления, 4 — цилиндр низкого давления.

перевалило за 30 атм, перегрев превышает 500°С. Уже только это позволило приблизить КПД парогенераторов к 90%.

Готова ли к этому собственно паровая машина? Напомним, что еще в 30-х годах сотрудники Московского высшего технического училища имени Н. Э. Баумана разработали сорта смазочных масел для рабочих температур порядка 350—420°С. Мне могут возразить—при столь высоких температурах неизбежно понизится прочность металлических деталей и узлов. Думаю, что и эта преграда преодолима — создано немало конструкционных жаропрочных сплавов и композиционных материалов.

Кстати, лет тридцать назад специалисты считали, что невозможно создать дизель мощностью в 30 тыс. л.с. А сегодня на суда устанавливают дизели и в 50 тыс. «лошадок»!

Паровая машина и дизель, обладающие равными КПД, вряд ли окажутся конкурентами. Напротив — союзниками, ведь каждая машина хороша по-своему на вполне конкретном типе судна.

Ну а паровые турбины? К сожалению, выжать из них все, на что они способны, бывает затруднительно. Любопытные исследования в свое время провели специалисты шведской фирмы «Сталь Лаваль» совместно с английскими коллегами. И те и другие пришли к выводу, что паротурбинная установка сравняется по экономичности с дизелем в том случае, если перегрев пара достигнет 602°С, а давление — 125 атм. Слишком много! Поэтому шведы предложили создать трехступенчатую энергетическую установку мощностью 27,2 тыс. л. с. Ее турбина высокого давления должна давать 14 тыс. об/мин, турбина среднего давления— 12 тыс. об/мин и низкого давления — 4,5 тыс. об/мин. Скорости, что и говорить, «космические», а гребному винту нужно, между прочим, всего-навсего около 80 об/мин. Значит, и к новому агрегату понадобится и редуктор, и турбина заднего хода мощностью как минимум 8,2 тыс. л. с...

А теперь рассмотрим энергетические установки самых современных судов. Я имею в виду атомные ледоколы. Скажем, судно имеет 4 турбины по 11 тыс. л. е., которые работают на электрогенераторы, обеспечивающие энергией борто

вые электромоторы — два по 9,8 тыс. л.с. и средний — в 19,6 тыс. л. с. Таким образом, на гребные винты подается 39,2 тыс. л. с. А еще 4,8 тыс. л. е., видно, теряются в электрической схеме...

Но ведь энергетическая установка ледокола вырабатывает 360 т пара, перегретого до 310°С, под давлением 28 атк. То, что требовалось для паровых машин... начала века!

Я предлагаю читателям вооружиться калькулятором и поделить паропроизводительность на удельный расход пара паровой машины, который, как мы знаем, находится в пределах 5,3—3,7 кг/л. е.- ч. Результат окажется неожиданным — если бы на атомоходе стояли паровые машины, то на винты подавалось бы... 67—97 тыс. л. е.!

Впрочем, уже в наши дни зарубежные конструкторы приступили к разработке паровых машин нового поколения, предназначенных не для атомоходов, а для обычных коммерческих судов. В частности, в 1983 году японские судостроители приступили к постройке грузового парохода вместимостью 90 тыс. т, проект которого разработали австралийские инженеры. По их замыслу, уголь из бункеров будет поступать в так называемом псевдожидком виде, что обеспечит его полное сгорание. А раз так, резко возрастет эффективность силовой установки.

В тот же период специалисты американской фирмы «Спиннер» завершили проект нескольких вариантов паровой машины простого или двойного расширения, с 3— 8 цилиндрами, работающими на перегретом до 470—500°С паре. По мнению инженеров «Спиннера», у этих машин по сравнению с дизелем окажутся ниже затраты на топливо и обслуживание, не будет у них и ограничения по минимальному числу оборотов.

...Когда говорят, что та или иная машина устарела, спорить не стоит. Любое устройство имеет свой срок службы. Но утверждать то же самое о некоем двигателе вообще — в данном случае о паровой машине — вряд ли разумно. Машина — конкретный образец — может устареть и физически и морально. Что же касается инженерной идеи, .то ей свойственно возрождаться на ином, более высоком уровне. Это в полной мере относится и к судовым паровым машинам...

4 «Техника — молодежи» № 9

49