海军中国心之路：双线跟进 新技术世界领先

根据乌方的说法，中方早在20世纪70年代就开始了401-2型间冷回热燃气轮机的研制，初步验证了间冷回热技术在燃气轮机中的运用，此后又完成了在GT-1000ICR燃气轮机和FT-8燃气轮机上应用ICR技术的研究，完成了方案认证、循环分析、变工况性能计算等科目 的研究工作，进入新世纪后又针对QC185燃气轮机进行了ICR技术的 应用方案研究。这些都为中方发展ICR燃气轮机打下了基础

此外，中国在燃气轮机关键器件方面也取得了突破。根据海外 资料，中国有关单位已经研制出燃气轮机用间冷器，为发展间冷回 热燃气轮机打下了坚实的基础。国产间冷器由换热芯体等关键部件组成，主要材料为有色金属材料铜镍合金等，应用于新一代燃气轮机后可以增加进气压力，通过加大单循环进气量，可以在不改变原 有燃气轮机基本结构的情况下大幅提高总功率和效率。

在另一个关键器件回热器方面，中国也己经取得了突破。从海外报道来看，国产燃气轮机回热器与WR-21燃气轮机的回热器大致相当，都是板翅式换热器，材料为不锈钢，系统由换热芯体、进排气导管和支掸系统组成，燃气轮机排出的高温燃气从上部进入，下部样出。这种结构回热器的优点是结构紧凑，体积小，重量轻，成本较低，对于内部空间有限的军用舰艇来说非常宝贵。另外，它的单位面积传热面大，热传导效率高，而且其特殊结构可以使高温燃气在通道内部形成强大的湍流，不断破坏热边界层，从而降低热阻，提高热传导效率。当然它也有缺点，主要是内部结构比较复杂，制造、焊接比较困难，再者就是通道狭窄，易出现泄露和堵塞现象，清洗和排故也比较困难。

从“机器设计”科研生产联合体披露的信息来看，中国在发展UGT-25000/DA-80复杂循环燃气轮机的时候采取了比较稳妥的办法，海军要求最大程度地继承母型机燃气发生器的通流部分，最大程度地继承母型机部件的可靠性(尤其是高温部件)，以保障海军燃气轮机后勘保陣方面的通用性。在发展方法上，相关厂所提出先发雇中间冷型(IC)燃气轮机，它最大的优点是规避了回热器及动力涡轮可调导叶两项关键技术，系统较简单，技术风险小，可明显缩短研发周期，减少研发费用，又能在总体性能上有所跃升，特别是可以迅速向海军提供先进发动机，这对于处于扩张时期的中国海军来说非常重要。

乌方将改进后的UGT-25000/DA-80命名为UGT-25000IC，在UGT-25000的低压压气机与高压压气机之间设置一个中国自行研制的中间冷却器，使得空气在进入髙压压气机前被冷却；空气经髙、低压压气机压缩后进入燃烧室，与燃料掺混燃烧后形成高温高压燃气，经高压涡轮、低压涡轮和动力涡轮膨胀做功，分别驱动高、低压压气机和负荷。与简单循环相比，间冷循环通过中间冷却器降低了高压压气机的入口温度，进而减少了其压缩空气的耗功，从而提高了发动机的输出功率。按照乌方的说法，改进后的功率由UGT-25000的40000马力提高到50000马力，热效率由37%提高到40%，可以满足近期及未来一段时间内中 国海军新型舰艇对先进动力系统的需要。

不过从根本上来讲，ICR技术才是燃气轮机发展的方向。与IC技术相比，ICR技术的效率更高 (WR-21的热效率可以达到以45%，高于UGT-25000IC的40%)，尤其是低工况条件下的效率有明显改善。 按照“机器设计”科研生产联合体的说法，WR-21燃 气轮机30%功率条件下热效率与100%功率条件大体相 当，100%功率条件下的油耗大约为203克/千瓦/时， 而在30%功率时为208克/千瓦/时，可见效果显著。

中国R0110重型燃气轮机剖析模型

因此“机器设计”科研生产联合体认为，未来 中国海军可能会在UGT-25000IC的基础上釆用回热 器、涡轮可转导叶等先进技术，发展UGT-25000ICR中冷回热燃气轮机。根据中方的说法，在经过模拟试验之后，UGT-25000ICR的热效率可以提髙到45%左右，并且显著改善了低工况时的热效率，是中国海军未来舰艇理想的动力系统。

IC和ICR技术的应用还将极大地提高UGT-25000在中国海军综合电力推进系统中的地位。进入新世 纪之后，综合电力推进(IEP)系统日益体现出其优越性，传统舰船的动力和电力系统是相对独立的，动力系统通常由常规的热机和其他机械装置构成，电力系统一般作为辅助能源，与舰船推进系统没有直接关联。而综合电力系统则是将舰船发供电与推进用电、舰载设备用电集成为一个统一的系统，实 现了发电、配电与电力推进用电及其他设备用电统一调度和集中控制。

综合电力系统是舰船动力未来的重点发展方向之一，其核心包括舰用发电模块、燃气轮机和柴油机。在大中型水面舰艇上，作为发电模块的原动机，燃气轮机具有体积小、重量轻、功率密度高、模块化布置灵活、原动机使用数量少、综合运行效 能高且启动并网快等特点，成为各国大中型舰艇的首选，英国45型驱逐舰的综合电力系统(IPS)及其发电模块就采用两台WR-21ICR燃气轮机。

对于中国来说，可以考虑在UGT-25000IC/ICR燃气轮机的基础上采用突变负荷适配技术、快速控制技术等，研制IPS系统的发电模块，使之成为中国海军未来新型舰艇的动力系统。（舰载武器）