WR_21舰船用燃气轮机的设计特点VIP免费

1引言WR-21舰船燃气轮机是美国海军、英国海军和法国海军合资研制的新型大功率先进循环燃气轮机。由于具有耗油率低、维护费用低、污染排放少、红外信号少等明显技术优势，其应用范围广泛且发展潜力巨大，因而其设计特点对中国开展舰船燃气轮机的研究与研制工作具有重要的借鉴和参考作用。2WR-21燃气轮机的设计特点WR-21燃气轮机是装有间冷器和回热器的1种简单循环燃气轮机，如图1所示。图1WR-21间冷回热燃气轮机其工作原理：由径向进气道进入燃气轮机的空气，首先被中压压气机和高压压气机（其压比分配比例为30/70）压缩，然后从中压压气机流出，进入间冷器冷却。冷却过程是先用闭环的淡水/乙2醇冷却剂通过机上换热器对空气进行冷却，再用淡水/海水机外间冷器对淡水/乙2醇进行冷却。间冷器减少了驱动高压压气机所需的功，而且降低了回热器WR-21舰船用燃气轮机的设计特点孙爱军1，肖娜新2，马力3（1.海军驻平坝地区航空军事代表室，贵州平坝561102；2.中国人民解放军65047部队，沈阳110001；3.海军驻沈阳地区发动机专业军事代表室，沈阳110043）摘要：WR-21燃气轮机是效率高、结构紧凑、可靠性高、维护性好的先进舰船用燃气轮机。介绍WR-21燃气轮机的工作原理和技术优势，总结其继承航空发动机技术与经验和创新采用间冷回热循环的设计特点，以为中国研究与研制舰船用燃气轮机提供参考与借鉴。关键词：燃气轮机;舰船;设计DesignCharacteristicsofWR-21MarineGasturbineSUNAi-jun1,XIAONa-xin2，MALi3（1.NavalComsumerRepresentativeinPingba561102,Pingba,China;2.The65047UnitofPLA,Shenyang110001,China;3.NavalEngineRepresentativeinShenyang,Shenyang110043,China）Abstract:WR-21wasanadvancedmarinegasturbine,whichhadhighefficiency,compactstructure,highreliabilityandmaintenability.TheoperatingprincipleandtechnologicaladvantagesofWR-21wereintroduced.ThedesigncharacteristicsofinheritingthetechnologyandexperienceofaeroengineandcreativelyadoptingtheintercooledrecuperatedcyclewasgeneralizedtoprovidereferenceandexperienceforthedevelopmentofChinesemarinegasturbine.Keywords:gasturbine;marine;design孙爱军（1976），男，毕业于哈尔滨工程大学，从事航空发动机研制、生产过程质量监督工作。收稿日期：2010-05-0648/492010年第36卷第4期Vol.36No.4Aug.20102010年第36卷第4期Vol.36No.4Aug.2010空气侧的进口温度。进口温度降低允许空气在回热器中尽可能多地吸收热量。采用间冷就必然降低效率，因为一部分热量在循环中直接损失了。回热器系统与间冷器系统联合使用减少了压气机的耗功，从而减少了损失，因而，提高了燃气轮机的效率。离开间冷器的气体在高压压气机中进一步压缩，然后通过2根管子流进回热器。回热器从尾气中吸收热量，并预热从压气机流出的气体。把这些热量回收到循环中，燃烧室只要有较低的温升就可达到涡轮的目标进口温度。燃气流经燃气发生器中用于驱动压气机的涡轮后，通过第1级可调面积导向器进入动力涡轮。可调面积导向器能够通过控制动力涡轮的流通能力使回热器在整个输出功率范围内性能最优，进而使回热器保持较高的燃气侧进口温度。随着输出功率的降低，可调面积导向器逐渐关闭，以使回热器维持较高的进口温度。这种方法保证了更多的热量传向回热器的空气侧，并因此使回热器有较高的效率。由于特殊的工作循环和将获取、使用和保障费用的可承担性作为首要要求，WR-21燃气轮机的设计具有高度继承与积极创新的明显特点。2.1高度继承WR-21燃气轮机是美国、英国和法国合作，以RR公司的RB211和TRENT系列民用航空发动机为基础衍生研制而来，具有高度的继承性。WR-21燃气轮机中压压气机、高压压气机、燃烧室、高压涡轮、中压涡轮、动力涡轮和起动机以RB211和TRENT发动机相应部件为基础，只是为了适用于舰船使用环境和间冷回热循环的特殊要求进行了一些改进，见表1。WR-21燃气轮机可维护性设计也广泛吸取了NGMS公司、RR公司和美国海军积累的经验和技术，在满足低耗油率的同时，WR-21燃气轮机也很好地满足了可维护性和适应性要求。（1）可...