潜艇电化学发电机AIP装置的设计与选型

电化学发电机AIP装置的性能特点、系统构成和工作机理表明,电化学发电机作为潜艇AIP装置具有优势。从电化学发电机装置的效率、舰船物理场、运行特性、兼容性、可靠性、安全性、系统兼容性,以及反应物的制备及储存与处理等方面,给出了其作为潜艇AIP装置的设计原则,并对不同类型的燃料电池进行了比较和评估。研究对于电化学发电机AIP装置的设计和选型具有指导价值。

潜艇电化学发电机AIP装置反应物的储存与制备方案研究

潜艇电化学发电机AIP装置使用的反应物主要是氢和氧。氧的制备与储存技术已经非常成熟、可靠、安全且经济。潜艇电化学发电机AIP装置性能的决定因素，主要在于氢的储存与制备，制氢与储氢已成为该装置发展的“瓶颈”。

潜艇电化学发电机AIP装置反应物的储存与制备方案研究

7金属氢化物水解制氢在化合物制氢的方法中，最有效的当属轻金属氢化物和硼氢化物水解反应制氢。表2列出了达到规模化工业生产程度的这类化合物的特性参数。轻金属硼氢化物LiBH。水解反应具有高的质量产氢率，但因其具有较大的化学反应活性因而具有较高的火灾危险性，实际几乎不可能得到应用。质量产氢率居于次席的是锂氢化物LiH。LiH密度约600kg／m^3，硼氢化钠（NaBH。）密度约1000kg／m^3，所以根据体积产氢率排序，依次为LiH、NaBH4和LiAlH4，且它们价格相近。其余化合物在质量产氢率和体积产氢率上都要略逊一筹。

AIP装置“Mg+CO_2”气固两相输送气流速度的选取

对于外热源式AIP装置无气体产生燃料的Mg粉,使用CO2输送气体的气固两相流输送特性进行了研究。采用Fluent软件进行数值计算,得到了CO2输送气流速度对Mg体积含气率和气固两相混合物输送阻力特性的影响规律。本研究可为"Mg+CO2"气固两相系统输送系统的设计提供依据。

电化学发电机-燃气轮机联合AIP装置性能评估

介绍了基于煤炭气化和液化气的电化学发电机和燃气轮机装置——电化学发电机-燃气轮机联合AIP装置的构成。对联合AIP装置中的燃气轮机这一关键设备的性能进行了计算评估,并将联合AIP装置的性能与其他类型动力装置进行了比较。研究工作扩大了AIP装置的使用和选用范围,对于新型AIP装置的设计和选型具有参考价值。

AIP装置废气处理技术综述

AIP装置应用于常规潜艇上时 ,废气的隐蔽排放是关键性技术。国外AIP潜艇的设计都充分考虑了排气系统 ,以满足潜艇作战的要求。废气处理的研究过程表明 ,废气的海水吸收和废气的压缩储存是AIP废气处理的发展方向。

降低潜艇AIP装置通气管暴露率的研究

提出通气管暴露率计算方法及过程 ,分析影响暴露率的因素 ,由计算得到AlP功率与暴露率的关系 ;当AIP装置提供航行功率时暴露率将减小 ,而选择AIP装置功率要考虑常规潜艇的航速要求。

潜艇用闭式循环柴油机AIP装置研究综述

本文介绍了潜艇用闭式循环柴油机AIP系统的工作过程及其相关优势劣势及技术难点,并阐述了其历史发展过程,重点对其应用前景进行了展望。考虑到潜艇用动力电池目前仍存在的一系列技术缺陷,闭式循环柴油机作为一类技术成熟、成本低廉的潜艇AIP动力装置,目前仍有一定的应用前景。

澳大利亚新型潜艇斯特林发动机和燃料电池的AIP装置

澳大利亚的DSTO'S的材料研究实验室正在研究两种不依靠空气的潜艇水下推进装置,研究的目的是为了减少新型潜艇依靠通气管用大气中氧给蓄电池充电的时间。这两种装置一种是斯特林发动机;一种是燃料电池。 潜艇在水下航行时不必依靠通气管供给氧。

常规潜艇几种主要AIP装置的分析与选择

分别介绍了闭式循环柴油机、热气机和燃料电池三类ＡＩＰ的研制现状。对燃料电池与热气机ＡＩＰ装置的优缺点进行了比较，由于燃料电池在各主要方面均优于热气机，因此国外研究方向已迅速转向前者。最后提出了国外ＡＩＰ系统的研制对我国的几点启示。

可行的AIP装置探讨

斯特林发动机,闭式循环柴油机以及燃料电池属潜艇动力系统选择方案。德国在闭式循环柴油机和燃料电池领域的技术发展已进入了海上试验阶段。 多年来,人们提出了许多不依赖空气推进(AIP)系统的建议。早在1864年,德国的第一位潜艇建造者就建议使用过氧化锰产生艇上氧气的100马力蒸汽机。

国外潜艇AIP动力装置的现状与发展

1948年，根据苏联委员会关于建造快速潜艇和新型潜艇动力装置的命令，正式组建了CKB-143设计局，其任务就是建造617型潜艇。CKB-143设计局搭建了动力装置试验台架，以缴获的德国XXVI型潜艇技术和设备为基础，进行了汽轮机动力装置试验。在动力装置中包括有大功率压缩机、300kW功率直流电站、燃料和滑油仓库和过氧化氢储存仓库等。除苏联专家外，还有10名德国专家参与试验。

比荷兰鹿特丹干船坞公司更先进的潜艇用闭合循环柴油机(AIP)装置

据报道曾被认为是独一无二的荷兰鹿特丹干船坞公司原先采用的400千瓦闭合循环柴油机AIP系统,工作情况虽然不错,但是人们认为太过于复杂。 现在由英国卡尔通(以前算科思沃)公司研究成功的水处理系统,是一种压力变换装置。

基于潜艇AIP动力装置的热力发动机闭式循环特征研究

我们介绍了潜艇AIP动力装置中的斯特林AIP系统、小型核动力AIP系统、闭式循环柴油机AIP系统的工作过程及特点,并重点对热力发动机实现闭式循环工作过程需满足的条件特征进行了归纳总结。同时分析了闭式循环热力发动机的优势与劣势,以及应用的现状,为科学研究及工程应用提供了必要的理论依据。

斯特林发动机应用于潜艇AIP动力装置的前景展望

介绍了斯特林发动机的优势及劣势,及其应用于潜艇AIP装置的技术发展,并针对其未来发展趋势进行了展望。斯特林发动机尽管其目前仍有着功率较低、密封性较差等问题仍有待于解决,但以其高效、燃料适应性好、静音性出色、配套设施要求低、耐久性好等显著优势,仍可谓是一类充满前景的潜艇AIP装置。随着相关技术的不断完善,其有发展成单一潜艇动力装置的潜力。

使用Mg+CO2无气体产生燃料和氧化剂组合的闭式循环汽轮机装置

外热源式AIP装置使用无气体产生燃料,可从根本上解决AIP装置燃烧产物气体排放问题,大幅度提高AIP潜艇隐蔽性。提出了使用Mg和CO2无气体产生燃料和氧化剂组合的闭式循环汽轮机装置,装置主要由Mg粉和CO2储存与供应系统、闭式循环汽轮机系统等2个子系统组成,对系统运行和构成,以及存在的主要技术难点进行了研究。

AIP系统丝网填料旋转床功耗研究

对不依赖空气动力装置(AIP)系统的水吸收CO2不锈钢丝网填料旋转床吸收器功耗特性进行了理论分析和实验研究,建立了该型吸收器功率消耗模型.设计了合适的实验方案并依此进行了实验,根据实验采集的大量数据经回归分析得到了计算旋转床吸收器功率消耗的半经验公式.理论模型计算值与实验值的对比表明,两者相对误差小于±5%.研究得到的模型为AIP系统旋转床吸收器电机选配提供了重要参考依据.

燃料电池AIP废气处理方案优选模型研究

对潜艇300 kW燃料电池几种可行的气体处理方案进行了对比分析,并运用模糊综合评判方法建立了方案优选模型.研究表明,应用旋转床吸收器吸收废气中的二氧化碳,并配以相应的水处理系统,将二氧化碳排至舷外的方案是最佳方案.

常规潜艇燃料电池AIP的方案设计

介绍了燃料电池AIP的发展概况、特点,分析了我国常规潜艇采用燃料电池AIP的可能性及必要性。在此基础上,对燃料电池常规潜艇AIP进行方案设计,利用海军部系数法计算并选取模块功率,确定了燃料电池耗氧率以及根据续航力计算需要的储氧量,分析了3种不同规格的燃料电池功率模块对水下性能如续航力、续航时间和巡航航速的影响。方案设计结果表明,燃料电池AIP系统在我国常规潜艇中具有可行性,且在水下续航力、巡航时间等性能上比一般常规潜艇优越。

基于模糊线性分配法的小型潜艇AIP方案优选模型研究

提出小型常规潜艇或潜水器可选用的3种AIP方案评价性能指标体系,运用模糊多目标多人决策的模糊线性分配法,建立了各种AIP方案优选的综合评估模型;依据所建立的模型,选择公开报道的160t级小型常规潜艇所用的不同AIP方案作为案例,阐述了模型应用的具体方法,结果证明所建立的AIP方案优选模型不仅可以应用到实际工作中,而且特别适应于定性、定量混合指标体系的装备选型评估。