蒸汽轮机

军舰上使用的蒸汽动力装置已有100多年的历史。船用汽轮动力装置1884出来的。1897年,蒸汽轮机首次在“涡轮尼亚”号船上使用。1900年,第一艘由蒸汽轮机驱动的军舰——英国海军鱼雷驱逐舰蝰蛇号开始服役。后来,英国海军驱逐舰“眼镜蛇”号也开始服役。两舰汽轮机总装机功率各为7.36兆瓦。

1904年,第一艘由蒸汽轮机驱动的战舰——英国海军“无畏”号入役。后来英国海军将汽轮机用于“无敌”级巡洋舰,总装机功率为30.16 MW。战列舰“英国”号汽轮机总装机功率为51.49 MW。随后几年,德国和俄罗斯的军舰也相应采用了汽轮机。

船舶蒸汽动力装置有两种,一种是往复式蒸汽机,一种是旋转式汽轮机。自19世纪中叶以来,往复式蒸汽机已广泛应用于各国的船舶上。这一时期,各国海军的主战舰艇,包括水面舰艇和相当于现代舰艇的潜艇,都使用往复式蒸汽机作为主要推进动力装置。但往复式蒸汽机功率密度低,热效率差(最高只有12%),因此在20世纪30年代被迅速发展的汽轮机所取代。到了20世纪50年代,往复式蒸汽机退出了船舶推进的舞台。中国最后一艘往复式蒸汽机动力船于20世纪60年代退役。

起初,船用蒸汽动力装置都是直接驱动的,即蒸汽机和汽轮机的输出轴都是由螺旋桨直接驱动的。但是直驱有很大的缺点,就是主机转速不能很好的与螺旋桨匹配,出现气蚀问题。汽轮机的出现加剧了上述矛盾的发展,因为汽轮机必须采用高转速才能达到和蒸汽机一样的效率。1909年,英国帕森斯公司研制出减速齿轮装置,解决了这一矛盾。与之匹配的汽轮机称为齿轮汽轮机。

船舶蒸汽动力装置使用煤、煤+油以及完全使用燃油也是20世纪的一大技术进步。船上使用石油大概可以追溯到第一次世界大战..20世纪30年代以后,几乎所有的船只都开始完全过渡到使用燃料。与煤相比,燃油可以提高蒸汽动力装置的整体效率。

20世纪50年代,随着燃气轮机的成熟使用,船用蒸汽动力装置一统天下的局面被打破。尽管如此,蒸汽动力装置仍然没有过时。在需要大单动力的航母(无论常规还是核动力)上,蒸汽动力装置仍然是唯一可用的装置,发挥着不可替代的作用。至于核潜艇用的压水堆,第二回路必须采用汽轮机,这是其他任何动力装置都无法替代的。