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战列舰

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战列舰的发电机

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中将

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发表于 2013-5-19 09:29:17 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 克虏伯火炮 于 2013-5-19 11:46 编辑

  战舰是一个复杂的综合系统,舰上密集地配备了各种武器、通信设备、导航设备、推进装置、空调设施和生活设施等子系统,很多这种子系统都需以电力做主要的或者辅助的驱动能源。所以,战舰上必须配置性能可靠、功率足够的发电机组。
  一战期间各国战列舰上的发电功率很少有超过2000千瓦的,大半甚至不足1000千瓦。到了二战期间随着战列舰吨位的增大,武器和推进系统、生活设施自动化程度的增加,以及无线电、雷达装备的出现,电力设备功率越来越大,促使舰上电站容量不断增加,对供电的可靠性和电流质量有了更高的要求。
  船舶电站的基本结构和系统参数与安全可靠性、经济性、供电连续性、生命力和舰船使命紧密相关。战舰是用于作战的,不可避免地会受到敌方的攻击破损,为了保证在受损后仍能给舰上各系统提供足够的电力供应,军舰电站通常配置有多台发电机组,并分布在防护良好又相距较远的不同的舱室内,以提高抗损性和可靠性。
  很多情况下这些发电机组采用两种或者更多种类的发动机作为原动机,并互为冗余备份,以尽量提高供电的可靠性。
  另外,民船在最上一层连续甲板位置之上还要安放应急发电机,用于在下部舱室被淹没时确保供电。有的战列舰也在主甲板、艏楼甲板或尾楼甲板之上安装有数台100-200千瓦应急柴油发电机。
  下面统计一下各战列舰的电力配置。
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 楼主| 发表于 2013-5-19 09:30:04 | 显示全部楼层
本帖最后由 克虏伯火炮 于 2013-5-19 10:15 编辑

敦刻尔克级配置8台各450千瓦主发电机,分别装在2个机舱内由4台蒸汽轮机驱动,是主用发电机;3台各400千瓦柴油发电机,位于两座主炮弹药库之间柴油发电机舱,是备用发电机。主用和备用发电机是直流双压230/460V系统。另外在艏楼甲板上还有2台各100千瓦的应急柴油发电机,但只能提供230V电力。全全舰总发电量5000千瓦,其中涡轮发电机总功率为3600千瓦,柴油发电机总功率为1400千瓦。

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 楼主| 发表于 2013-5-19 09:32:32 | 显示全部楼层
本帖最后由 克虏伯火炮 于 2013-5-19 09:34 编辑

  沙恩霍斯特级舰上装有6台460千瓦、2台430千瓦的蒸汽涡轮发电机,2台300千瓦柴油发电机。这些发电机分布于动力舱室周边的5个发电机舱中,主要提供230伏特的直流电,也提供少部分的110伏特交流电。另有2台150千瓦的应急柴油机发电机。全舰总发电能力为4520千瓦,其中涡轮发电机总发电功率为3620千瓦,柴油发电机总发电功率为900千瓦。

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 楼主| 发表于 2013-5-19 09:34:35 | 显示全部楼层
  维内托级装有8台220伏直流蒸汽涡轮发电机组,单台功率450千瓦/2020安培;前4台发电机布置在前轮机舱上方靠前侧,后4台发电机在后轮机舱上方靠后侧;4台菲亚特(Fiat)MS368型220伏直流应急柴油发电机组,单台功率800千瓦/2020安培,布置在装甲舱以外,两前两后,其中前面的两台位于60毫米的艏装甲甲板之下接近舰底的舱室中,后面的两台位于100毫米尾楼甲板之下接近舰底的舱室中。全舰总发电量6800千瓦,其中涡轮发电机3600千瓦,柴油发电机3200千瓦。

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 楼主| 发表于 2013-5-19 09:36:34 | 显示全部楼层
  黎塞留级配置4台各1500千瓦的涡轮发电机,分为2组位于后机舱之后的两个舱室中;3台各1000千瓦的柴油发电机,位于两座主炮弹药库之间的舱室中。每个主发电室相对独立,既可发230伏电流用于全舰电路也可专为主炮塔发出特殊的460伏电流,但不能同时制造两种电流。另有2台150千瓦的应急柴油发电机,只能制造230伏电流。全舰总发电功率为9300千瓦,其中涡轮发电机6000千瓦,柴油发电机3300千瓦。
  上述数据与的文章稍有出入,后者记载为2组共4台各750千瓦的涡轮发电机,3组共6台各1000千瓦的柴油发电机,2台各150千瓦的应急柴油发电机,总功率仍是9300千瓦。
  本帖以截图上的数字为依据。

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 楼主| 发表于 2013-5-19 09:37:05 | 显示全部楼层
  俾斯麦级舰上共装有14台发电机,其中有5台690千瓦的蒸汽涡轮发电机和1台460千瓦的蒸汽涡轮发电机,它们布置在前排锅炉舱的前面两侧的两个机舱内,中间有舱室隔开。每个机舱中横向并列安装3台,其中一个机舱混装690千瓦和460千瓦的涡轮发电机。另外还有8台500千瓦的柴油发电机,布置在后主机舱两侧的2个机舱内,每舱安装4台,按前后两排布置,每排两台。14台发电机的总发电量为7910千瓦,以220伏交流电供电。另有数台应急柴油发电机组。全舰总发电量8500千瓦,其中3910千瓦为涡轮发电机,4590千瓦为柴油发电机。

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 楼主| 发表于 2013-5-19 09:49:38 | 显示全部楼层
本帖最后由 克虏伯火炮 于 2013-5-19 11:33 编辑

   乔治五世级供电系统分成前、后两套独立的环路,舰上共有6台220伏各330千瓦直流涡轮发电机和2台各330千瓦应急柴油发电机。后锅炉舱两侧是2个应急柴油发电机舱,后轮机舱两侧是2个蒸汽发电机舱,其余蒸汽发电机舱位置不明。
这些发电机总发电功率为2640千瓦,明显低于同时期其他国家战列舰水平。这是因为此前些年英国战舰上发生的数起电气事故使英国海军对电力的使用仍持极端保守的态度,所以有相当一些机械设备不用电力驱动,比如主炮塔使用燃油斜盘发动机来驱动液压系统,厨房中全部使用燃油炉、灶,大部分辅助机械设备则直接使用蒸汽驱动,电驱动通常只是作为应急或备份手段。唯一的例外是操舵系统,它们以电动舵机为主,蒸汽舵机为辅。

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 楼主| 发表于 2013-5-19 09:50:05 | 显示全部楼层
  北卡罗来纳级发电机组为四台各1250千瓦的涡轮发电机和四台各850千瓦的柴油发电机,另有两台各200千瓦应急柴油发电机,发电量共8800千瓦,其中涡轮发电机总功率为5000千瓦,柴油发电机总共功率为3800千瓦。
4台大功率柴油发电机位于2号主炮弹药库和1号机舱之间,以及3号主炮弹药库之后的两个舱室内,各安装2台。涡轮发电机疑似在每个机舱中各安装1台。

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 楼主| 发表于 2013-5-19 09:55:34 | 显示全部楼层
本帖最后由 克虏伯火炮 于 2013-5-19 09:58 编辑

  衣阿华级1945年时配置8台各1250千瓦的涡轮发电机和2台各250千瓦的应急柴油机,总发电功率10500千瓦,供应450伏交流电。
涡轮发电机两两一组,与一台主机布置在一个单元内;应急柴油发电机舱则位于前锅炉舱之前的舱室内。

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 楼主| 发表于 2013-5-19 10:01:57 | 显示全部楼层
大和级舰上有四台1200千瓦的涡轮发电机,发电机舱位置以及是否有柴油发电机不明。
南达科他级舰上配有七台各1000千瓦的涡轮发电机组,以交流450伏特供应。另有二台各200千瓦的应急柴油发电机,总发电量7400千瓦。
阿拉斯加级有4台单台功率1250千瓦工作电压450伏的三相交流涡轮发电机组,另有4台单台功率850千瓦的应急柴油发电机组,总发电功率8400千瓦,其中涡轮发电机总功率为5000千瓦,柴油发电机总功率为3400千瓦。

未建成的几个方案:
蒙大拿级发电机为10台各1250千瓦的涡轮发电机,和2台各250千瓦的柴油发电机。总发电功率13000千瓦。
苏联级配置4台单台功率1300千瓦的涡轮发电机组和4台单台功率650千瓦的柴油发电机组,总功率7800千瓦,其中涡轮发电机总功率为5200千瓦,柴油发电机总功率为2600千瓦。
H级战列舰的发电装置包括12台500千瓦的柴油发电机、8台690千瓦涡轮发电机和2台460千瓦涡轮发电机,发电量共12440千瓦。它们分别安装在4个舱内,首舱安装涡轮发电机,尾舱则安装柴油发电机。其中涡轮发电机总功率为6440千瓦,柴油发电机总功率为6000千瓦。
喀琅施塔德级配置4台1200千瓦的涡轮发电机,以及650千瓦柴油发电机。
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中将

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 楼主| 发表于 2013-5-19 10:12:40 | 显示全部楼层
小结:
在同等吨位的战舰中,法国和美国战舰的电站容量是最大的,其次是德国,再次是意大利、苏联,日本和英国战列舰的发电量最少。
英国是因为“曾经的电气故障教训”;日本似乎是出于经济性的考虑,因为一些装置直接由蒸汽驱动,效率有可能比发电-电动稍高,同时发电机造价较高,减少发电机数量也可以节省经费。

美国新式战列舰似乎偏重于蒸汽涡轮发电机,从南达科他开始几乎不再配置柴油发电机,仅有2台小功率的作为应急发电机。这样的结果就是电站对锅炉有严重的依赖性,一旦锅炉失效或者蒸汽管道受损,相应的发电机也将失效。好在美国所采用的单元动力装置布局,使得锅炉各自相距较远,大大降低了同时失效的可能性。
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上将

六年服役纪念章功勋勋章钻石金双剑金橡叶铁十字勋章行政立法委骑士团勋章政道纪念章旗手终身荣誉会员

发表于 2013-5-19 23:54:21 | 显示全部楼层
本帖最后由 mathewwu 于 2013-5-20 13:28 编辑
克虏伯火炮 发表于 2013-5-19 09:32
  沙恩霍斯特级舰上装有6台460千瓦、2台430千瓦的蒸汽涡轮发电机,2台300千瓦柴油发电机。这些发电机分布 ...


美德两国能在二战战舰上实现RPC动力遥控火炮俯仰旋回(德国只用在俯仰),原因就是使用交流电可以通过amplidyne放大火控数据的输出电流,使大型马达能与火控计算机或指挥仪同步,如今看到沙格的电力系统主要为直流,只有少数为交流,不知两舰是如何完成火炮俯仰的,像英国虽然也有小型交流发电机专为10几20吨重的指挥仪塔(DCT)的RPC设备供电,可是沙格9门重炮的快速随动俯仰所需的动力用少数110V动力来完成未免吃力,不知火炮版主有无希佩尔和德意志级的电力系统资料?貌似许多资料都指向第三帝国的大型舰都有交流供电的RPC俯仰能力。
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少尉

五年服役纪念章铜星勋章政道纪念章

发表于 2013-5-20 07:38:41 | 显示全部楼层
克虏伯火炮 发表于 2013-5-19 09:32
  沙恩霍斯特级舰上装有6台460千瓦、2台430千瓦的蒸汽涡轮发电机,2台300千瓦柴油发电机。这些发电机分布 ...

沙級的交流電源是直接從發電機產生或是經由電動發電機(一個由馬達帶動的發電機)產生?
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中将

五年服役纪念章骑士铁十字勋章纪律委员全球架空纪念章装甲精英提督之心

发表于 2013-5-20 09:12:22 | 显示全部楼层
mathewwu 发表于 2013-5-19 23:54
美德两国能在二战战舰上实现RPC动力遥控火炮俯仰旋回(德国只用在俯仰),原因就是使用交流电可以通过amp ...

会不会是用逆变器将直流电改为交流电再供应呢?
多研究些问题,少谈些主义
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 楼主| 发表于 2013-5-20 10:40:40 | 显示全部楼层
mathewwu 发表于 2013-5-19 23:54
美德两国能在二战战舰上实现RPC动力遥控火炮俯仰旋回(德国只用在俯仰),原因就是使用交流电可以通过amp ...

我只看到过维内托级关于交流电的介绍:
对于需要交流电的设备,舰上配置3台安莎尔多A625/4型振荡器作为交流电源,单台输出功率62.5千瓦,164安培,62.5伏/50赫兹。
它的90毫米高射炮全套稳定系统有11个电动陀螺,由专用的60伏120赫兹三相交流电供电,转速7200转/分。陀螺仪万向悬架环上的水平陀螺由90伏250赫兹的特殊三相交流电源支持。
别国不清楚。
希佩尔号为2台230千瓦涡轮发电机,4台460千瓦涡轮发电机,4台150千瓦柴油发电机。欧根亲王号为1台350千瓦柴油发电机,4台460千瓦涡轮发电机、1台230千瓦涡轮发电机和3台150千瓦柴油发电机。
同样也不清楚交流电/直流电的具体情况。
经您提醒看了一下巴伐利亚和俾斯麦的电源规格,看来我3楼所述沙恩的电压还真有可能是错误的。巴伐利亚级用的就是220伏交流电,俾斯麦也是。从设备的沿袭性通用性来讲,所用电源该统一才对。
我再找找资料核对一下。
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中将

五年服役纪念章一级铁十字勋章元老荣誉纪念章行政立法委旗手终身荣誉会员

 楼主| 发表于 2013-5-20 10:42:23 | 显示全部楼层
a5mg4n 发表于 2013-5-20 07:38
沙級的交流電源是直接從發電機產生或是經由電動發電機(一個由馬達帶動的發電機)產生? ...

现在还真不确定我3楼所说是否正确了,再找找资料核实去。
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中将

五年服役纪念章银橡叶铁十字勋章行政立法委MP Team骑士团勋章TIME TRAVELER终身荣誉会员

发表于 2013-5-20 11:05:14 | 显示全部楼层
比睿号就是电气短路把舵给废了

啊哈哈哈,我今天终于明白阿三该做的没做好,不该做的做了一大堆的习性是跟谁学的了
烹杀白狗,恢复论坛。千秋万载,一统七海。
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上尉

五年服役纪念章旗手

发表于 2013-5-20 14:14:50 | 显示全部楼层
STG44突击步枪 发表于 2013-5-20 11:05
比睿号就是电气短路把舵给废了

啊哈哈哈,我今天终于明白阿三该做的没做好,不该做的做了一大堆的习性是跟 ...

三锅的毛病不会也让大英帝国躺枪了把
阿三工业不是毛子手把手教的么
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上尉

五年服役纪念章旗手

发表于 2013-5-20 14:16:17 | 显示全部楼层
克虏伯火炮 发表于 2013-5-19 10:12
小结:
在同等吨位的战舰中,法国和美国战舰的电站容量是最大的,其次是德国,再次是意大利、苏联,日本和 ...

美国好像受国内供货商影响很大
之前列克两条还是全电推进,然后萨拉托加每次被雷击就死鱼一条……再慢慢恢复
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上士

三年服役纪念章

发表于 2013-5-20 16:15:29 | 显示全部楼层
本帖最后由 magicfire 于 2013-5-20 16:28 编辑
go229 发表于 2013-5-20 09:12
会不会是用逆变器将直流电改为交流电再供应呢?



电动机产生的电流本身就是交流电,必须通过整流才能变成直流电。

而使用交流电的设备,除了部分动力型的设备以外,基本上都是有内置的整流桥进行整流将交流变成直流电再使用的。而动力型设备只要电压电流满足要求,交直流接入实际上都可以用。

而直流电用在交流电设备上是无需用逆变器可以直接接入使用的。在这种情况下交流电设备里面的整流桥就等于一直保持单通。

以上是一个学弱电的屌丝对自己学科内的知识的一些理解,不保证一定符合历史情况。
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