二战时期最优秀的舰用锅炉是哪款？

bjg1996

有人知道吗？

binzhou175

应该是米帝的吧，综合功率，油耗，系列化，通用性等因素。

mathewwu

去这里问问版主/楼主吧.

舰用蒸汽轮机简介
https://www.warships.com.cn/thread-5810-1-1.html
(出处: 战列舰)

克虏伯火炮

锅炉的技术水平，包括很多方面。如比重量、体积、蒸汽参数、热效率，还有可靠性。
比重量和体积方面，法国的增压锅炉相比于其他国家的常压锅炉，具备明显优势。不过法国锅炉蒸汽参数处于中等水平。
就蒸汽参数而言，德国美国较高。

如果我选的话，我选法国锅炉。
德国入侵法国后，得到了法国锅炉的资料，据说之后兴致勃勃地YY“如果使用法式锅炉，则俾斯麦级战列舰的装甲能怎样加强”。
二战是苏联率先攻克柏林，收走了很多资料。而二战后苏联蒸汽战舰走了增压锅炉路线。我怀疑苏联的增压锅炉，其根源就是法国技术。
我国051级驱逐舰、辽宁山东乃至福建号航母，都用的是增压锅炉，来自于苏联技术。

tomcatjeff

克虏伯火炮 发表于 2023-12-1 21:43
锅炉的技术水平，包括很多方面。如比重量、体积、蒸汽参数、热效率，还有可靠性。
比重量和体积方面，法国 ...

请问为何二战其他国家不点增压锅炉的科技树，比如美国一直加强蒸汽参数知道60年代才开始想到研制增压锅炉？

克虏伯火炮

tomcatjeff 发表于 2023-12-13 22:59
请问为何二战其他国家不点增压锅炉的科技树，比如美国一直加强蒸汽参数知道60年代才开始想到研制增压锅炉 ...

增压锅炉技术门槛高。
首先，增压锅炉的压气机、废气涡轮，是在然汽轮机技术出现以后，才能得到应用的。
简单的说，增压锅炉可以看做在燃气轮机（压气机——燃烧室——涡轮）的燃烧室中，加入蒸汽受热管，产生蒸汽供给蒸汽轮机使用。
燃气轮机这种装置，是20世纪30年代才刚刚兴起的技术。各国、各个公司，能够投入大量资金研究，并在短短十年后成功将其转化成有实用价值的产品的，寥寥无几。
所以要说：法国诺盖型增压锅炉取得成功，是技术水平、研发意志，和幸运的结合。

tomcatjeff

克虏伯火炮 发表于 2023-12-14 22:12
增压锅炉技术门槛高。
首先，增压锅炉的压气机、废气涡轮，是在然汽轮机技术出现以后，才能得到应用的。
...

根据“NAVAL PROPULSION MACHINERY POST WORLD WAR II”和“PROGRESS IN THE DEVELOPMENT OF NAVAL STEAM GENERATORS”两篇文章，美国60年代早期的增压锅炉是从锅炉提取高温燃气推动动力涡轮，进而带动压气机把空气压进锅炉。但是另外一文“THE SUPERCHARGED STEAM GENERATOR”又提到了分别使用高温燃气和蒸汽作为动力源的两级涡轮带动压气机的增压方式。既然这里的提到的是涡轮增压方式，那为什么不使用机械增压的方式？

另外，请问黎塞留级用的是哪一型锅炉？我搜guyot锅炉，资料基本是1900年代左右的，英文资料说黎塞留只使用了强制循环锅炉，而法语资料显示黎塞留用的sural锅炉。46年美国海军工程师杂志上"THE SURAL BOILER"一文倒是介绍了翻译自法语资料增压sural锅炉

seven_nana

tomcatjeff 发表于 2023-12-14 22:52
根据“NAVAL PROPULSION MACHINERY POST WORLD WAR II”和“PROGRESS IN THE DEVELOPMENT OF NAVAL STEAM  ...

机械增压器是需要动力源带动的，内燃机可以用皮带传动的方式连接机械增压器和曲轴，蒸汽轮机怎么办？蒸汽轮机和锅炉可不是放在一起的。

如果放在蒸汽轮机附近，那就得搞一套输送增压气体的管路。

如果放在锅炉附近，那动力源怎么解决？难道专门放一个电动机带动？

tomcatjeff

seven_nana 发表于 2023-12-15 12:59
机械增压器是需要动力源带动的，内燃机可以用皮带传动的方式连接机械增压器和曲轴，蒸汽轮机怎么办？蒸汽 ...

我是看到“sural”锅炉，“foster-wheeler”的增压组件里都有附加汽轮机，且后者还有启动电动机组。所以才想到为啥不用机械增压。

克虏伯火炮

tomcatjeff 发表于 2023-12-15 19:12
我是看到“sural”锅炉，“foster-wheeler”的增压组件里都有附加汽轮机，且后者还有启动电动机组。所以 ...

增压锅炉的压气机-废气涡轮，与当下涡轮增压汽车发动机，很相似。
废气涡轮增压，在比较低的负荷率下，由于高温烟气流量相对较小，因此有时不足以驱动压气机达到需要的增压压力。对于这种情况，确实可以用外接动力机械辅助增压。
舰船增压锅炉使用汽轮机做这种辅助增压设备也是比较常见的，比如苏联/俄罗斯的KVG-4型增压锅炉（也就是辽宁号的锅炉），就使用一台专用的蒸汽透平来做辅助增压设备。其所提供的驱动功率比例，随着锅炉负荷率的升高而减小（但输出功率随之增加）。


此前的KVG-3型锅炉也类似，也有一台“辅助汽轮机”参与驱动压气机。但与前者不同的是，KVG-3的锅炉负荷率达到70-75%时，废气涡轮的输出功率就足以支持压气机增压所用了，此后“辅助汽轮机”就可以脱离工作。而随着锅炉负荷率的继续上升，压气机出口的压缩空气流量大于锅炉所需，因此需要旁通放掉一部分。就是楼下增压锅炉系统示意图中的“旁通挡板”处。

至于为什么KVG-4反而达不到“自持驱动”状态，而全程需要蒸汽透平参与驱动压气机，我猜测有如下两个因素：
1.为了提高可控性和稳定性。通过增加蒸汽透平功率来控制压气机进气流量和增压压力，可控性更直接。
2.可以降低锅炉烟气排出的温度，提高锅炉热效率，同时也可以降低烟气冷却需求、利于降低烟囱热信号。

克虏伯火炮

seven_nana 发表于 2023-12-15 12:59
机械增压器是需要动力源带动的，内燃机可以用皮带传动的方式连接机械增压器和曲轴，蒸汽轮机怎么办？蒸汽 ...

确实难以从主蒸汽轮机分出动力，而是增加一个专门的蒸汽透平，就是图中右上角的 辅助汽轮机。

克虏伯火炮

tomcatjeff 发表于 2023-12-15 19:12
我是看到“sural”锅炉，“foster-wheeler”的增压组件里都有附加汽轮机，且后者还有启动电动机组。所以 ...

上述增压过程虽然有辅助装置参与，但不是简单的机械增压。
机械增压适用于增压压力比较低的情况下，因为此时压气机消耗功率小，同时烟气压力也比较小，难以在废气涡轮中转换出足够大的功率驱动压气机。
而如果增压压力比较大的时候，锅炉排出的烟气相应的也有较高的压力，这个压力不去利用，是相当“浪费”的。此时在烟气轮机中将可以发出相当大的输出功率。
如10楼的图中可见，KVG-4锅炉在满负荷工作状态下，驱动压气机需要5.9MW功率，而其中只有0.8MW是辅助汽轮机提供的，剩下的5.1MW是烟气轮机提供的。8台锅炉的烟气轮机提供了超过40MW的有效功率。

至于黎塞留锅炉的型号和名称，我没有可靠资料。
“sural”会不会是“索拉”？我印象里索拉透平原本是法国公司，1981年被美国卡特皮勒收购。
也许是记错了。

tomcatjeff

克虏伯火炮 发表于 2023-12-17 07:49
增压锅炉的压气机-废气涡轮，与当下涡轮增压汽车发动机，很相似。
废气涡轮增压，在比较低的负荷率下，由 ...

根据描述，KVG-3设置的旁通门类似于苏拉尔锅炉的设计。
另外请问黎塞留6台苏拉尔增压锅炉的可靠性如何，美国对它们进行过评估吗？

1955年Foster-Wheeler发表过论文讨论增压锅炉燃料添加剂的试验（An Experimental Investigation of Fuel Additives in a Supercharged Boiler ），里面提到当时遇到的问题是在使用未加工的残余油料（raw residual oil）时会在锅炉和增压燃气轮机里遇到高温腐蚀和沉积物的问题。当然60年代美军的增压锅炉可靠性问题还可能是蒸汽参数订的太高导致（1200psi, 950F），但暂时我没找到文献资料

seven_nana

克虏伯火炮 发表于 2023-12-17 08:01
确实难以从主蒸汽轮机分出动力，而是增加一个专门的蒸汽透平，就是图中右上角的 辅助汽轮机。 ...

图里右上角的压气机，好像是既可以通过烟气涡轮驱动，也可以通过辅助汽轮机驱动？感觉图画的比较简单，实际应该还有离合装置，在两个动力源之间切换吧。

另外，这个压气机还是属于涡轮增压器的范畴。机械增压器，在汽车上是由发动机曲轴提供的扭矩驱动的，动力源是机械能。而涡轮增压器的动力源是引擎废气蕴含的热能。

机械增压器如果要放在船上，应该就是由蒸汽机/蒸汽轮机的输出端上接一个皮带或者齿轮，分一部分动力出来驱动。

另外，除了动力源不一样之外，机械增压和涡轮增压的增压器本身也不一样。机械增压有罗茨式、双螺杆、离心式三种经典结构，涡轮增压据我所知都是离心式的。

克虏伯火炮

seven_nana 发表于 2023-12-22 12:55
图里右上角的压气机，好像是既可以通过烟气涡轮驱动，也可以通过辅助汽轮机驱动？感觉图画的比较简单，实 ...

是的。
这个图我判断是KVG-3锅炉，因为压气机出口有旁通挡板，为的是在负荷率超过75%以后，由于烟气轮机输出功率有富余，此时压气机出口的压缩空气流量超过锅炉所需，得放走一部分。
同样原因，在负荷率超过75%以后，辅助汽轮机是不工作的，需要有一个离合器脱开。

1324005943

克虏伯火炮 发表于 2023-12-1 21:43
锅炉的技术水平，包括很多方面。如比重量、体积、蒸汽参数、热效率，还有可靠性。
比重量和体积方面，法国 ...

请问佬，德国人的锅炉和轮机可靠性如何，经常听说德国人的动力系统可靠性极差，军舰长期趴窝，驱逐舰的在役时间只有40％，看怀特利的书里记载的德舰经常不是在维修就是在维修的路上，作战也是经常出现故障问题（卢浮腾海战和之后的柏林行动沙恩锅炉和轮机故障不断，奇怪的是同行的格奈动力表现却出奇的稳定）。
是否可以认为德国人的高温高压动力可靠性极差，设计失败，军舰没有远洋航行的能力？