第105章 电力,工业发展的发动机
蒸汽轮机,自从1884年由英国工程师查尔斯·阿尔杰农·帕森斯,发展出来真正实用化的多级反动式蒸汽轮机开始。
到现在1937年,已经发展了五十三年了。
这五十三年中,在蒸汽轮机的技术发展上,可以说是突飞猛进。。
虽然这计划建造四艘的战列舰,直到最后战争结束,也没有真正的走下船台。
但是它的动力系统的研制工作,还是给苏联提供了太多的技术积累。
蒸汽轮机的基本原理说起来并不复杂。
它的动力源头和蒸汽机一样,同样来自于烧开水的锅炉。
只不过蒸汽轮机的蒸汽不是推动活塞工作,而是通过它的高压去吹动叶轮旋转。
是把蒸汽热能,通过蒸汽轮机转换成机械能的一个过程。
一个烧开水的高压锅炉,在压力足够的时候,通过高压渠道送入蒸汽轮机进气口。
蒸汽轮机内的定子叶轮,通过它的叶片,把高压蒸汽分流,每一个定子叶片分出来的高压蒸汽就是一个小汽条。
这个有着巨大压力的小汽条被分流出来之后,会吹到定子叶轮后方的转子叶轮的叶片上。
转子叶片被高压气体吹动,于是转子叶轮带动转子轴转动,转子轴通过转动,就把蒸汽热能转化成了用于带动发电机转动的机械能。
整个过程原理就是这么一个东西。
至于为什么有的蒸汽轮机带起来的动能大,有的带起来的动能小。
这就是设计上的问题了。
一个是蒸汽压力的大小,直接决定了蒸汽轮机的动能转换。
第二个就是转子和定子叶轮上的叶片设计。
叶轮组的直径、叶片的多少、叶片承压的面积、叶片承压角度、定/转子叶轮组的数量。
高压区叶轮组的组合,中压区的叶轮组的组合,低压区的叶轮组合。
这些设计,才是决定一台蒸汽轮机的动能转化效率高低的主要问题。
转化效率越高,这台蒸汽轮机的所能传出来的功率也就越大。
至于蒸汽轮机的高压区和中低压区的工作原理也很简单。
高压蒸汽进入的第一个叶轮腔室,带动腔室内的多组转子叶轮后。
排出来的,降温已经降低,压力也减小的蒸汽,会通过渠道被再次送进锅炉进行加热。
在进行二次加热的蒸汽会被送入中压叶轮腔室。
而从中压区出来的蒸汽就不会再被送进锅炉了,而是直接进入低压区。
在低压区做功完成的蒸汽,会在冷凝器中冷凝成热水后,被送进锅炉里再次被烧成水蒸气。
如此往复循环,就可以让蒸汽轮机成为一个动力源。
在这台一千二百吨的锻压机没有成型之前,电气实验室和动力实验室的同学们,已经开始对蒸汽轮机发电机组进行了基础研究,和超小型蒸汽轮机的验证实验。
在陈常在给出的高压锅炉和蒸汽轮机图纸,以及特科的同志们收集过来的,国内外关于锅炉和蒸汽轮机的技术资料的帮助下。
早在几个月前,就搞出来了一个超小型的,只有五十千瓦的蒸汽轮机发电机组。
这个发电机组,完全就是进行初步理论实践的试验品,它的作用就是对蒸汽轮机发电机组后期制造的一次摸索。
而在一个月前,第二台一百千瓦的蒸汽轮机发电机组也开始了发电。
这同样是为了在小型机组进行同比例放大后,所可能遇到的一些问题进行论证和解决。
因为蒸汽轮机发电机组的同比例放大,并不是简单的个头变大了那么简单。
这里面还涉及了材料变化、叶片和轴承的材质选择、密封材料的选择、温度控制、压力、转速、稳定性、电流、电压等等方面的计算和控制方法的改变。
至于为什么只是做到了一百千瓦就不再往大做了,那是因为在没有一千二百吨级锻压机的时候。
五百吨的锻压机锻造出来的主轴,最大只能适应在一百千瓦的发电机组身上。
如果再放大,那么不管是蒸汽轮机还是发电机,它们的主轴都承受不住那么大的扭矩。
不过现在一千二百吨锻压机正式成功运行了。
陈常在就可以用这台锻压机锻压出来,理论上可以用在六兆瓦蒸汽轮机发电机组上的两个主轴。
也就是说一兆瓦的蒸汽轮机发电机组所能发出来的电能,等于十台现在由柴油机带动的一百千瓦发电机组所发出来的电能。
在同样的发电量下,这里面的能源消耗是完全无法相比的。
在同样的电量下,蒸汽轮机消耗的能量,是柴油发电机组的百分之五十六到七十一。
但是蒸汽轮机使用的燃料是煤炭,而柴油发电机组使用的是柴油。
这两样燃料在陕北的价值是完全不一样的。
陕北的煤炭可是比石油多到不知道哪里去了。
而陈常在刚开始,也不准备把这第一个应用实验型蒸汽轮机发电机组搞得太大。
他还是认为,在这上面还是一步一步的来,稳妥一些