veter написал:

#1625010
Вопрос больше упирается в технологические возможности и ТТХ конкретных установок.

Да, именно так.

Из самых общих рассуждений: и там и там применяется цикл Ренкина, соответственно, при одинаковых параметрах пара (! важно, везде сравнивается иначе) на входе И выходе, степень его расширения - одинакова, а стало быть занимаемый паром объем - один и тотже, но разной формы. Далее, вопросы конструкции, что Вы уже отметили. Для ПМ доп. детали это поршня, цилиндры, штоки, шатуны и распредельтельные механизмы (золотники или клапана), крейцкопфа .. где это есть (не везде есть всё, конструкции различаются). А для ПТ это ротор, с его большим начальным диаметром, корпус с соплами и редуктор (тоже по требованию, опционально).
Что из перечисленного занимает бОльший объем и имеет бОльший вес? Зависит от конструкции и очень сильно.

А вот тут, далее, уже начинает играть ещё и масштабирование и его эффекты. Чем меньше потребная мощность, тем больше шансов у ПМ перед ПТ и наоборот. Чем меньше нужны обороты, тем хуже для ПТ и наоборот. Чем круче параметры пара, тем .. больше можно впихнуть ступеней (цилиндров), тем меньше габариты и того и другого и .. тем выше рабочие обороты и у ПМ тоже.
При высоких параметрах пара и для судового применения (50-500об/мин) внезапно редуктор оказывается нужен и там и там.

Из моих расчетных изысканий:
1. Турбина паровая Р6-3, 4/0, 5-1. 6 МВт (8035лс). 3000 об/мин. Производство КТЗ
Начальное давление пара 3,4Мпа. Температура пара 455 градусов Цельсия.
Давление пара за турбиной 0, 5 МПа (из объявления о продаже)
Размеры "на глаз свидетеля" 1х1х2м, т.к. массо-габаритные параметры на сайте производителя отсутствуют.
Отсюда, пароперегрев около 220*С.

2. Оценочный расчет ПМ на подобном режиме пара (полностью уравновешенный тандем по патенту США из книжки 1904г):
Ход поршня 0.25м, ЦВД=0.29м, ЦСД1=0.44м, ЦСД2: 2 х 0.67м, ЦНД: 2 х 1.02м, длина 2.45м, ширина 0.94м, высота 1.58м, габаритный объем 3.6м3.
Среднее рабочее давление около 7.2атм, ожидаемые обороты 1300-1400об/мин.

Как видим, разница "на глаз" в размере в пользу турбины и редуктор востребован в обоих вариантах. По весу: удельный вес этой ПМ 4кг/лс (чугуний), удельный вес ПТ (завод Кавасаки есть вес турбины, но тоже нет габаритных размеров) 14кг/лс, отсюда вес ПТ ожидается побольше чем у ПМ примерно в 3.5 раза.

Так что, вывод прост - и то и то, примерно одинаково "плюс-минус лапоть" и всё зависит от масштабов и требуемых ТТХ. Но, в целом "принципиально-теоретической" разницы нет в определенном диапазоне параметров пара. в остальных диапазонах больше играют роль инженерные решения и выбор материала. Это и было услышано от специалиста..

Насколько нашел, паровые турбины производят и по сию и далеко не один завод по миру.

Отредактированно ВладимирФ (18.09.2024 08:22:59)

Да, уже в курсе. Это не вопрос "плохих ПМ", а больше "так вышло", как уже просветили.

К моему оценочному расчету выше. автор данных по турбине замерил длину ротора - 3.5м, что увеличивает габаритный размер до 3.5м3 для турбины. Конкретный конструктив ПМ получает выигрыш, но небольшой..

Elektrik написал:

#1625175
Формально, если я правильно помню, в Британии и доминионах во время второй мировой строились довольно большие серии кораблей с паровыми машинами, в основном варианты различных эскортных кораблей.

Возможно, потому что проще и дешевле. Ставили любую ЭУ которая могла вращать винт. Там где не требовалась высокая скорость ПМ в то время вполне тянула. Тем более что многие эскортники строились на базе гражданских проектов. И как понимаю в то время еще не было широкого производства дизелей, что бы могли покрыть потребности флота выросшего по числу вымпелов в разы.
Коль затронули тему, ПМ на торг. флоте стала уступать место дизелю уже после ВМВ. Тогда и пошло резкое сокращение ПМ на море.

ВладимирФ написал:

#1625039
Насколько нашел, паровые турбины производят и по сию и далеко не один завод по миру.

Пар турбины применяются к примеру на танкерах в качестве привода грузового насоса. Т. е перекачка груза ( нефть и тп). ПТУ применяются на электроходах - атомные ледоколы, подлодки. В качестве приводов генераторов. Не говоря о иных сферах АЭС например.  Поэтому производство их будет  работать. 
Но у нас речь об их применении на флоте в составе ГТЗА работающего на винт.

WindWarrior написал:

#1625200
На танкерах действительно до 1980-х.

Отзвуки нефтяного кризиса 70-х. 1. Резко подорожавшее тогда лёгкое топливо и недостаточный уровень технологического развития дизелей на тяжёлом топливе - они как раз и расцвели в середине 80-х, окончательно вытеснив турбины. 2. Всё равно большой котёл так и так вписывается для подогрева груза - утилём не обойдёшься.
В середине 80-х двухтактные малооборотные крейкцопфные дизели на тяжёлом топливе на крупных низкоскоростных судах вытеснили всю альтернативу. На скоростных судах - помимо дизелей время экспериментов с ГТУ. В 1990-х, после того, как подешевело лёгкое топливо (совершенствование технологий крекинга резко увеличило мировые объёмы лёгкого топлива на рынке), четырёхтактные среднеобортные дизели начали своё наступление. ГТУ так и остались в единичных экземплярах - по сути, они превосходят дизели только по массогабаритным показателям (и то незначительно), будучи гораздо дороже и менее ремонтопригодными. Помогло среднеоборотным дизелям и развитие технологий производства редукторов - в подвале большинства современных круизников - по 4-8 дизелей одного типоразмера с разным количеством цилиндров (схема 'Father and Son'). Сейчас, с 2000-х - новая революция у мощных судов типа круизников и ледоколов - массовое внедрение винторулевых колонок (azipods) и возвращение электродвижения. Теперь папы и сыновья крутят генераторы, а ЭД стоят внутри гондол ВРК. Можно крутить ВРК и валом от редуктора, но эта схема используется только на маленьких судах, типа буксиров. Контейнеровозы пока ходят с гребными винтами и многодвигательными ЭУ, ролкеры начали потихоньку получать ВРК.
Почему дизель? 1. КПД. 11. Надёжность 12. Дешевизна 13. Ремонтопригодность 14. Удовлетворительные массогабаритные характеристики.
Морской транспорт - он насчёт денег. Стоимость топлива для транспортного судна - около 60% вообще всех затрат за его жизнь. Поэтому всё пляшет вокруг КПД. За крайние 50 лет развития флотских ЭУ был сделан только один шаг назад насчёт КПД - внедрение промежуточных воздухоохладителей. Но это теоретически шаг назад, если термодинамический цикл смотреть. А если смотреть ширше, через массогабаритные характеристики, стоимость материалов и тд, то топливная эффективность всё равно в плюс.
Прошу прощения за лекцию по истории судостроения.

Merc написал:

#1625248
Прошу прощения за лекцию по истории судостроения.

Какова выгода от применения ВРК на  крупнотоннажных судах?
Те же ролкеры объяснимо более рациональной компоновкой судна с горизонтальной погрузкой. Круизники - свои резоны по видимому есть. А другие типы судов?

anton написал:

#1625301
Какова выгода от применения ВРК на  крупнотоннажных судах?

Маневренность. Антон совершенно прав. Применение ВРК в дополнение к обычным туннельным подрулям на круизниках, ролкерах и паромах позволяет отказываться от буксиров, резко ускоряя, удешевляя и делая более безопасной маневрирование и швартовку в портах. Для них это имеет огромное значение, так как у большинства круизников и паромов заходы - ежедневные. Для судов ледового плавания наличие ВРК даёт очень ощутимую прибавку к ледовой ходкости - возможность обмыть своими винтами полкорпуса дорогого стоит. Сами знаете - обычным винтом сколько не мой, максимум в самой корме можно что-то вымыть, если нет возможности двигаться. А тут поставил насадки в противоположном направлении и поворачивай их потихоньку. Плюсом - отличная управляемость на заднем ходу.
По своему опыту - круизники с ВРК даже при заходы в речки (как, например, у нас в СПб - чтобы попасть в Неву с сильным и переменчивым течением, нужно пройти узким Морским каналом и узкими Невскими воротами с выходом на сильное течение в правый борт. И, соответственно, на обратном пути заправляться в Невские ворота - не все справлялись и с буксирами) делают всё это без буксиров. Круизники с обычными винтами с носа и кормы веревки подают. Финские танкера ледового плавания имеют ВРК. Так что делали, гады, в том же Приморске - там, где более-менее лёд несплочённый, разворачивались и шли к грузовому пирсу кормой. Буксиры просили только в тяжёлых льдах поджать к пирсу (правда, размывать лёд у причала приходилось всё равно, конечно, предварительно). А после погрузки просто отдаёт верёвки и уходит. Только просит ослабить ему чуть морской борт. Также ведут себя современные паромы - просто просят разбить им лёд у аппарели на берегу. Дальше сами. К примеру, в одинаковых условиях тяжёлых льдов пароходу с ВРК нужен один буксир на полчаса, с обычными винтами - два буксира часа на четыре. Экономию с одной швартовки при стоимости одного буксира, например, 500$ в час, посчитать несложно. А ведь оплата буксиров может и иначе формироваться - например, заказал буксиры - получи фиксированную оплату 5000$. Я так в Усть-Луге работал. Не заказал - ничего не платишь. Плюс экономия своего топлива, своего ходового времени, оплаты аренды причала и т. д.
Как и говорил ранее, всё в морском транспотре про деньги - маневренность позволяет здорово экономить деньги.

Отредактированно Merc (20.09.2024 11:31:51)

veter написал:

#1625386
С этими судами всё понятно. Равно как ВРК со временем придут и на сравнительно небольшие сухогрузы, которые бегают короткими рейсами с переходами около 1 недели.
Больше интересны перспективы ВРК на крупнотаннажных сухогрузах и контейнеровозах, у которых переход между портами несколько недель. И отказ от буксира не будет играть такой роли как у парома или круизника.
У танкеров свои особенности: один возит нефть между портами с переходами в несколько недель, другой примерно такой же по грузовместимости может бегать туда-сюда от нефтевышки до НПЗ с переходом в несколько суток. И при том что маневренность лишней не бывает - у первого она не критична, а второму позарез ВРК нужен.

Думаю, что по условиям эксплуатации будет разделение - все суда ледового плавания, по возможности, будут оснащаться ВРК. Я помню, когда к нам пришли первые ледоколы с ВРК - "Москва" и "Санкт-Петербург", я работал с ними достаточно много на перекрёстке фарватеров на Приморск и СПб и на фарватере Сескар - Приморск. По сравнению даже с гораздо более мощным "Ермаком" и просто более мощными "Капитаном Сорокиным", "Капитаном Николаевым" и "Тором" они были как пароход против парусника. Они просто маневрировали и окалывали (точнее, омывали) клиентов там и так, как и где они считали нужным. Преимущество в ледовой ходкости такой схемы будет решающим.
Больших трампов и линейщиков, работающих на трансатлантических и транстихоокеанских маршрутах, супертанкеров, думаю, это не затронет. Всё-таки, ВРК проявляют свои качества в полной мере при наличии не менее двух колонок, а это, при прочих равных - потеря пропульсивного коэффициента на 1-2%. То есть - потеря денег! Плюс - если мы на панамаксе, например, воткнём ВРК с электродвижением и носовой мощный подруль (что сделает машину дороже раза в три), то получим максимум по 5000 эффективных л. с. на нос и корму при швартовке. А этого может и не хватить, например, на сильном течении или в балласте на бортовом ветре. То есть всё просто может оказаться зря.

veter написал:

#1625461
Там стоят крейцкопфные двух-тактные дизеля, которые изготавливают в мире около 5 производителей. Возможно еще кто-то по лицензиям. Но не в РФ, где БМЗ делал несколько моделей. И вряд ли число производителей главных судовых малооборотных дизелей (МОД) большой мощности будет расти.
Я предполагаю, что рано или поздно будет альтернатива именно в силу "закрытости" сегмента главных судовых МОД. Электродвижение (не обязательно только ВРК) - один из вариантов.

Честно говоря, не совсем верю в перспективы отечественного крупнотоннажного судостроения как такового. На данный момент мне известно о постройке в России единственной серии морских грузовых судов - Афрамаксов пр 114К в БигСтоуне. До 2023 г введено в эксплуатацию 5 судов из запланированных 12, дальнейшее строительство заглохло из-за прекращения сотрудничества с Hyundai, который поставлял для строительства практически всё кроме корпуса, в том числе ДКРН. Так что сейчас у нас более реалистична постройка газовозов с ЯЭУ, чем с дизелями. Как ни дико это звучит. В смысле того, что с ЯЭУ мы таких лет за 5 сможем построить от 0 до 1 штуки, а с дизелем - 0. Паротурбинные ЭУ сейчас - единственное, что у нас могут сделать для морского судна. Если восстановят производство главных котлов и смогут масштабировать производство ГТЗА. Что, увы, крайне маловероятно (что первое, что второе).
А среднеоборотники для эрзацей в виде многодвигательных ДЭУ где искать? Их кто нам даст? Никто. Из-за санкций те же китайцы свои лицензионные МАНы и Катерпиллеры продавать отказались. Так что придётся вставать судостроителям в очередь в Коломне за Д49, занимая очередь за военными. Максимальная мощность 16-цилиндровой версии - 5200 л. с. У русских корейцев пр 114К мощность ДКРН 7X62DF - 18800 л. с. То есть, можно из 4-х Д49 построить один эрзац ДКРН, если Электросиле удастся создать соответствующий ЭД. Даже, чёрт с ним, конструкцию прошлого века, на постоянном токе (современные гребные ЭД - синхронные трёхфазные, скорость вращения регулируется не током нагрузки, а частотой, выдаваемой альтернаторами). Только с ресурсом что делать? Газовоз между очередным и промежуточным ремонтами накатает 20000 часов работы ГД. Д49 потянут 20000 часов между ремонтами? Не совсем. У них на 10000 часов - замена поршневых колец. Пароход, встающий ежегодно на переборку ГД, никому не нужен.
ГТУ Сатурна? Ну, ОК. В 40-х гг, может быть, объёмы производства вырастут так, что они смогут обеспечивать военные заказы.
Увы, увы. Никакими бравурными песнями об импортозамещении поправить ничего не выйдет. Морское судостроение в России мертво. Для того, чтобы создавать его заново, нужно государственное решение. Не создание дополнительных мутных финансовых потоков, прикрываемых репортажами с различных заседаний, а реальные дела. Но - Сталина на нас нет. Состояние судостроения у нас сейчас по сравнению с мировым уровнем - примерно как у СССР 100 лет назад. Тогда Сталин возродил. За счёт сотрудничества с немцами и итальянцами. Хватило на 60 лет. Сейчас у людей, принимающих решения, иные цели и методы, а с современными немцами и итальянцами (корейцами, китайцами и японцами), у нас уже ничего не получится. Все рассказы об импортозамещении в судостроении у нас свелись к рассказам о закладке новых стапелей и доков. Что тоже немаловажно. Корпусов мы и так могли раньше много настроить, и до недавнего времени строили голые корпуса на экспорт. Как результат, теперь мы просто теоретически сможем построить ещё больше голых корпусов. Их можно показывать в репортажах и на слайдах, добиваясь роста финансирования из бюджета заранее обречённых проектов.
На этой грустной ноте...
Буду рад, если Вы сможете меня порадовать какой-либо перспективой, о которой мне неизвестно.

Merc написал:

#1625491
Не создание дополнительных мутных финансовых потоков, прикрываемых репортажами с различных заседаний, а реальные дела

А тот это главная проблема!!! Пока вместо специалистов будут рулить эффективные менеджеры - ничего путного не будет.

Merc написал:

#1625491
Честно говоря, не совсем верю в перспективы отечественного крупнотоннажного судостроения как такового.

Я смотрю по другому. Верю - не верю - в сторону. Отечественное судостроение даже если будет 100% комплектующих лежать на складах завода будет неконкурентоспособно в силу доп. расходов связанных хотя бы климатом: отопление цехов, теплая спец. одежда рабочих, повышенная стоимость сварочных работ (прогреть метал при +20 и при -10 сильно разные затраты) и далее список можно продолжать. Почему судостроение и переехало в теплую Азию - там корпуса дешевле выходят, а начинка на сухогрузы и танкера не сложная в сравнении с тем же ледоколом.
В дальнейшем с Вами полностью согласен. Про ЯЭУ которую РФ сваяет быстрее дизеля подмечено верно и тонко

Merc написал:

#1625491
А среднеоборотники для эрзацей в виде многодвигательных ДЭУ где искать?

Только свое производство. Равно как и проч. электрики для ГЭУ. Пусть не сразу, но реальнее чем МОДы в 20 тыс л.с. и больше. Только будет ли кто-то с этим заморачиваться "наверху", а без указки сверху никто чесаться не будет - а зачем? Продукция не востребована.

Merc написал:

#1625491
Так что придётся вставать судостроителям в очередь в Коломне за Д49, занимая очередь за военными.

У Коломны основная специфика железные дороги. Флот к ней присобачивают от безвыходности. Что само по себе является маркером "плохо" с дизелестроением в стране. Насколько знаю остальные заводы вообще мелочевку производят в основном до 1 тыс л.с. Звезда - очень специфичные и спорные дизеля - их в общий расчет принимать не буду.
Попытки воскресить Русский Дизель в С-Пб - не знаю в какой стадии и вообще имеют ли шансы на успех в ближ. будущем.

Merc написал:

#1625491
Только с ресурсом что делать? Газовоз между очередным и промежуточным ремонтами накатает 20000 часов работы ГД.

Тут Вы правы. Я когда свой вопрос формулировал как-то не учел ресурс. Точнее полагал, что он коломенские сопоставимы с МОД.

Merc написал:

#1625491
Морское судостроение в России мертво.

В целом согласен. Поскольку даже строящиеся суда класса река-море имеют импортные ЭУ.
Вы правы, корпус сейчас зачастую одна из самых простых по технологии частей судна. Хотя и очень важная. Но по итогу РФ кроме корпуса почти ничего в коммерческом судостроении построить не может. Называть судостроением постройку корпусов - подлог и очковтирательство на котором никуда не уедешь.