Przyznaję, że Kolegom udało się błyskawicznie przeprowadzić repetytorium z tematu siłowni okrętowych. Nie mniej opalanie trójwalczakowego kotła z rysunku Miko z pustym przegrzewaczem pary zdecydowanie nie należy do najszczęśliwszych pomysłów. Aby taki sposób eksploatacji był możliwy, komora spalania musi być dzielona...
Miko, analiza Twoich rysunków koncepcyjnych (tudzież innych informacji z tego wątku) zajęła mi trochę czasu. Zainspirowany nimi powróciłem do kwerendy dostępnych dla mnie materiałów; źródeł i notatek, gdzie znalazłem garść ciekawych szczegółów i potwierdzeń.
Amatorzy technikaliów okrętowych nie są nadmiernie rozpieszczani w literaturze wojennomorskiej. W większości wykazów flot rzadko kiedy pojawia się rodzaj napędu, a ci którzy mają już dane o ilości kotłów mogą się uważać za prawdziwych szczęśliwców. Dlatego chylę głęboko czoła przed pracą Wojtka Zientary umieszczoną na forum przez AvM. Tyle, że kiedy już wiadomo ile dany okręt posiadał kotłów, nadchodzą kolejne pytania: o ich konstrukcję; producenta; typ; wydajność; ilość palników itd.itd.
W 1933 roku program rozbudowy floty został rozszerzony o 20 niszczycieli, 4 krążowniki (ciekawostka - które to krążowniki? przyp.eSDe) i 2 lotniskowce. Na okrętach tych zostały zainstalowane trójwalczakowe kotły z pojedyncza komorą spalania. Na niszczycielach kotły dostarczały parę o p=400psi i t=650F, a przegrzewacze były umieszczone w jednej z dwóch gałęzi rur generujących parę. Krążowniki i lotniskowce zostały wyposażone w kotły generujące wyłącznie parę nasyconą suchą o p=450psi, a następnie osobno opalane "
przegrzewacze" dzięki którym para na turbiny miała parametry p=400psi i t=650F (poniżej rysunek właśnie takiego "przegrzewacza").
Separately fired superheater boiler - ten typ kotła był używany w połączeniu z kotłami które nie były wyposażone w przegrzewcze i dlatego produkowały wyłacznie parę nasyconą suchą. Kocioł sam generował małą ilość pary w celu zabezpieczenia rur przegrzewacza przed przegrzaniem, spowodowanym przez bezpośrednie oddziaływanie ciepła z komory spalania podczas pracy kotła, lub gdy przepływ pary zostanie zredukowany czy wręcz zatrzymany.
Para z obydwu kotłów bez przegrzewaczy i z tego kotła razem przepływała przez jego przegrzewacz. Regulacja temperatury pary odbywała się w małym zakresie przez zmianę raty zużycia paliwa ...
Jak z tego wynika, mieliśmy do czynienia z dwoma nieścisłościami:
a) niefortunne zdefiniowanie w opisach kotłów z przegrzewaczem jako samych zewnętrznych przegrzewaczy;
b) podanie o wyposażeniu lotniskowców "Y" i "E" w 9 kotłów, bez dodatkowej informacji, że owa dziewiątka należy do dwóch całkowicie różnych typów.
Warto zauważyć też, że najchętniej w literaturze podawane wartości ciśnienia i temperatury pary nie mówią nam w sumie za wiele o samych kotłowniach okrętów. O wiele bardziej użytecznymi wielkościami są: wydajność kotła; zużycie paliwa czy wielkość powierzchni ogrzewalnej.
Skoro Jefe stwierdził że zbytnio "komplikuję" sprawy, a Miko sugerował nie rozbijać pary na atomy, proszę na co się nam może przydac bilans w tym przykładzie (Uwaga! Jest to wersja skrócona i tak uproszczona, że aż ociera się o dyletantyzm):
1. Mając 4 zespoły po 30000KM i znając wartość projektowej raty zużycia pary (designated steam rate) przez zespół turbin na wytworzenie 1KMh, można łatwo policzyć ile pary jest potrzebne na rozwinięcie pełnej mocy napędu głównego. Wartość tą można znaleźć w specyfikacji producenta urządzenia lub właśnie przywołanej przeze mnie wcześniej instrukcji. Nie znam dokładnej wartości dla turbin zastosowanych na typie "Yorktown", ale według mojej wiedzy wartość ta w tych latach zawierała się w przedziale 2,50 - 3,00 kg/KMh.
2.Para jest potrzebna również do napędu/zasilania urządzeń pomocniczych. Pomocniczych wyłącznie z nazwy. Według zródeł z Annapolis dzięki niej pracują: generatory pradu; maszyny sterowe; większość pomp i wentylatorów; bloki wyparowników; podgrzewacze paliwa; para służy też do rozpylania paliwa. Ile na to jest jej w sumie potrzebne? Można założyć że około 13% poboru pary przez napęd główny. Nęcąca propozycja Miko dotycząca pracy w trybie indywidualnym może oprócz wzrostu kosztów; ciężaru czy komplikacji systemów, znacząco podnieść w/w wartość.
3. Dwa poprzednie punkty określają całkowite zapotrzebowanie na parę. Kotły mają największą sprawność przy 80-85%. Należałoby też pamiętać o tak chętnie nadużywanej przez niektórych (na szczęście tylko słownej) możliwości przeciążania siłowni.
4. Wiedząc, że 3 kotły pracowały głównie jako przegrzewacze i dostarczały niewielka ilość pary (wynika to z opisu), można przyjąć że 6 kotłów powinno dostarczać około 90% maksymalnego zapotrzebowania.
5. A teraz należy znaleźć ofertę firmy Babcock & Wilcox na początku lat trzydziestych. Następnie wybrać, które kotły mogą dostarczać taką ilość pary o określonych parametrach. I to będzie odpowiedź na pytania po co i dlaczego akurat 9.
Pozdrowienia.
eSDe
wydajności przeciążeniowej?