中国舰船电力推进系统应用现状及竞争格局分析:三大欧洲厂商全球市场占比比接近50%[图].docx
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1、中国舰船电力推进系统应用现状及竞争格局分析:三大欧洲厂商全球市场占比比接近50%图 舰船综合电力推进系统通过电力网络为推进系统、高能武器系统、通信、导航与探测系统和日用设备等提供电能,实现了全舰能源统一供应、分配、使用和管理,是全电化舰船的标志。 一、舰船电力推进系统行业应用现状 由于经济性较低、全功率运营效率较低的劣势,目前电力推进没有在三大主流民用商船上广泛应用。1)初始投资成本较高,经济性较差;2)对于一直运行在全额定航速上的船舶而言,例如货船和邮轮,其整体能量效率较低。将机械能转换成电能及再将电能转换成机械能的过程中存在能量损耗,因此,电力推进系统在全功率运行时的效率比机械推进系统要低
2、。民用商船全功率运行时间占比较大,因此目前的技术不太适用于民用商船,而海军舰船只有一小部分工作时间是全功率运行,通常大约有80%的工作时间是用于半速航行,大概消耗1/8的额定推进功率甚至更少,而在非全功率运行时,电力推进效率要高于机械推进,因此军舰应用电力推进技术较多。因此,对以恒定航速做长途运输的商业船舶而言,目前电力推进没有多少优越性,但是随着科技和市场动态的发展,电力推进也有逐渐向民用商船普及的趋势。对于海军舰船而言,电力推进还具有增加隐身性、提高生存能力、增加武器功率、提高对电磁设备的适配性的优点。电力推进技术对于海军舰船的优越性优越性具体优势增加隐身性电力推进的船舶比机械推进更安静,
3、更不易被发觉。吊舱式推进装置减少了水面船舶的尾流特征,更进一步减小了远处空中传感器的可侦测能力,改善了尾流循迹鱼雷的击中概率。提高生存能力电力推进方式允许推进系统的各组件广泛地分散在船舶上,因此就不太可能由一个单一武器摧毁整个推进系统。增加了武器功率、提高对电磁设备的适配性综合电力推进可以让大量功率为非推进负载所用,如功能强大的雷达和声呐、激光武器、高功率微波武器、电磁轨道炮、电热炮、电磁弹射装置等。数据来源:公开资料整理 在军船领域,电力推进系统最早主要应用于潜水艇,随后逐步向小型水面舰艇发展,2000年以后开始逐步应用于驱逐舰、航母等大型水面舰艇。美国、英国、法国等海军强国在电力推进技术上
4、走在前列,新型舰船大多采用电力推进。 美国电力推进技术广泛应用在潜艇、补给舰、驱逐舰和航空母舰上。目前采用电力推进的船舶(包括已经建成和正在建造的)主要有33艘潜艇、13艘补给舰、3艘驱逐舰以及3艘航空母舰。美国采用电力推进系统现役核潜艇共21艘,包括弗吉尼亚级攻击潜艇、海狼级攻击核潜艇,以及未来12艘哥伦比亚级核潜艇;美国于2007年开始建造的朱姆沃尔特级驱逐舰采用综合电力系统,该型号舰船计划建造3艘,首舰朱姆沃尔特号2016年10月正式服役,二号舰麦克蒙苏尔和三号舰林登约翰逊号正在建造;2008年服役的“刘易斯和克拉克”级弹药补给舰也采用了电力推进系统;美国最新一代航母福特级也将全面采用电
5、推系统,预计建造3艘。电推系统在美国军品中的应用型号服役年份艘数主尺寸吨位动力系统造价福特级航母-3337.11mx76.81mx76.2m112000t2A1B系列未知功率输出的核反应堆驱动4轴120亿美元朱姆沃尔特级驱逐舰20163182.88mx24.69mx8.53m14564t2X劳斯莱斯船用30吨涡轮,2应急柴油发电机33亿美元“刘易斯和克拉克”级弹药补给舰200813210.01mx32.31mx9.14m23852tBW柴油发电机,1个弓形推进器,1个螺旋桨4.4亿美元弗吉尼亚级攻击潜艇201818114.96mx10.36mx9.75m7800t1X通用电气S9G核反应堆供电
6、1轴23亿美元哥伦比亚级攻击核潜艇计划12171mx13.1m20810t1X通用电气S9G型反应堆124亿美元海狼级攻击核潜艇20053107.59mx12.19mx10.97m8600t1xS6WPWR核反应堆,1x推进式潜水电机,1xPumpjet推进器-数据来源:公开资料整理 英国电力推进系统从登陆舰逐步应用到航母。“海神之子”级船坞登陆舰是英国海军首款采用综合电力推进系统的水面舰艇,该级舰仅建造两艘,第一艘于1998年开工,2003年服役;第二艘于2000年开工,2004年交付,2009年,英国45型驱逐舰服役,是英国海军进入新世纪之后建造的一种新型导弹驱逐舰,采用综合电力推进系统,
7、搭载两台RollsRoyceWR-21燃气轮机,最大输出功率高达40兆瓦;随后电力推进技术也应用到航空母舰上,2017年,英国伊丽莎白女王级航母采用综合电推系统。电推系统在英国军品的应用型号服役年份艘数主尺寸吨位动力系统造价伊丽莎白女王级航母20173280mx73mx9.9m64000t2罗罗MT-30燃气轮机,211MW16缸柴油机,29MW12缸柴油机,4座20Mwe级发电机62亿英镑45型驱逐舰20096152.4mx21.2mx5.7m7350t2WR-21IRC燃气涡轮机组,22MW级柴油辅助发电机,2Converteam推进用电动机64.6亿英镑海神之子级船坞登陆舰2003217
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