Майкл ДиМеркурио - Подводные лодки

Дальше, ближе к верхнему концу турбинных генераторов, пенистая смесь воды и пара проходит сквозь шевронные сепараторы, которые названы так, потому что по форме напоминают знаки отличия сержантов « > ».

MS обозначает основной пар (англ. Main steam), вид пара под высоким давлением и имеющего высокую температуру. Пар меньшего давления и более низкой температуры называется вспомогательным паром.

Первая турбина в системе трубопроводов — это бортовой турбинный генератор. Это большая коробка из изолированной стали, внутри которой находятся вращающиеся лопатки ротора, и статические лопатки, которые не вращаются. Можно сказать, что турбина — это чёрный ящик, который превращает тепловую энергию пара в механическую. Она проделывает это в две ступени.

Первая ступень является дискретной и работает на том же принципе, что и обычные водяное колесо. Поток пара проходит через ротор (вращающуюся часть турбины) и поворачивает колесо турбины.

Вторая ступень тоже дискретная. Пар проходит через статор (не вращающуюся часть) и ротор (вращающуюся часть), расширяясь и увеличивая скорость. И эта скорость направлена, так же, как в ракетном двигателе, на то, чтобы вращать ротор. После таких многократных ступеней турбина сбрасывает отработанный пар в конденсатор.

Ведущий клапан удерживает количество оборотов турбины на отметке 3600 оборотов в минуту, независимо от нагрузки генератора. Валы генератора и турбины соединены. Генератор — металлический ящик, внутри которого находятся статор с медной обмоткой. Внутри статора вращается ротор, который приводится в движение турбиной. Ротор также имеет медную обмотку.

Идея состоит в том, что при вращении проволочной петли внутри магнитного поля возникает электрический ток. Статор создает магнитное поле. При вращении ротора в магнитном поле в обмотке ротора вырабатывается электрический ток. Для этого требуется колоссальная вращающая сила, которую обеспечивает турбинная часть агрегата. Генератор преобразует механическую энергию в электрическую. Следовательно, комбинация генератор-турбина преобразует тепловую энергию пара в электрическую.

Электроэнергия от генератора подается на не жизненно важные шины. Шина в данном случае представляет собой центр энергетической нагрузки. Примеры таких центров:

• Основные питающие насосы.

• Конденсационные насосы.

• Гидравлические насосы.

Не жизненно важные шины соединены с жизненно важными посредством размыкателя. Основные приборы, нуждающиеся в энергии, получают её от бортовых турбинных генераторов, если дела идут нормально. Но если происходит отказ турбины, то энергия поступает из мотора-генератора, который преобразует постоянный ток аккумуляторной батареи в переменный.

Вот несколько примеров приборов, которые жизненно необходимы подлодке:

• Основные охлаждающие насосы малой скорости.

• Основные насосы подачи морской воды.

• Бортовое освещение.

• Машина для приготовления кофе в вахтенной комнате.

Имеются два бортовых турбинных генератора — один по правому, другой по левому борту.

Вторая пара турбин в паровой системе состоит из основных двигателей — один по левому, другой по правому борту. У них есть режим движения вперёд и режим движения назад. Первый из них контролируется дросселем движения вперёд, второй — дросселем движения назад.

Стадии процесса такие же, как и у бортового турбинного генератора — импульсная и реакционная. Каждый из двигателей вращает свой вал, который связан с понижающей шестерней. Хотя они развивают колоссальную мощность (около 15 000 лошадиных сил каждый), они имеют небольшие размеры по сравнению с дизельной силовой установкой такой же мощности. Дизельная установка имела бы размер четырёхэтажного дома, может быть, в два раза больше дома, чтобы обладать подобной мощностью, тогда как основные двигатели не превосходят по размерам легковой автомобиль.

Разность в размерах настолько огромна отчасти оттого, что пар чрезвычайно эффективен. Но нужно также отметить, что основные моторы являются лишь частью цикла. Если вы сложите массу и объем реакторного отсека, бортовых турбинных генераторов, основного конденсатора и всего периферийного оборудования, то окажется, что огромная дизельная силовая установка занимает меньше места, чем атомное оборудование.

Пар, выбрасываемый из основных двигателей и бортовых турбинных генераторов, имеет очень низкие давление и температуру. Их можно сравнить только с температурой и давлением, которые он имеет при входе в турбину (давление на входе в турбину 29 атм, температура на входе в турбину 235 °C; давление на выходе из турбины 0,33 атм, температура на выходе из турбины 71 °C).

Пар нужно либо выпускать за борт, иначе он заполнит все судно (открытый цикл), или он должен возвращаться в паровые котлы (закрытый цикл). Открытый цикл не имеет смысла, потому что вам тогда придется закачивать огромные объемы воды в паровые котлы. С практической точки зрения на судне лучше использовать закрытый цикл и многократно использовать пар из турбин. Опять же с практической точки зрения лучше конденсировать пар в воду и качать воду обратно в турбины.

Это производится в левом и правом основных конденсаторах. Конденсатор — огромный горизонтальный цилиндрический сосуд. Морская вода закачивается в трубы внутри него, их этих же труб выходит нар. Морская вода имеет обычно очень низкую температуру, около –2 °C, (содержание соли в ней позволяет ей иметь более низкую температуру, чем обычная температура замерзания свежей воды). Даже в тропиках морская вода достигает 21 °C, что всё равно гораздо холоднее, чем пар при температуре 76,5 °C.

В любом случае, при соприкосновении пара с холодной водой он конденсируется. Если вы вынете бутылку из холодильника в тёплый влажный день, то бутылка сразу покрывается влагой снаружи. Это как раз то, что происходит внутри конденсаторов.

Конденсат стекает вниз и собирается в ёмкости, называемой горячим колодцем, на дне конденсатора.