俄罗斯AIP潜艇电化学发电机装置

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1、Vol.32No.12012.1船电技术

2、综述俄罗斯AIP潜艇电化学发电机装置李大鹏张晓东（海军工程大学，武汉430033）摘要：文中叙述了俄罗斯AIP潜艇电化学发电机装置的发展状况，详细介绍了“光子”、“波浪”电化学发电机的系统组成、技术特征和参数。关键词：非核动力潜艇电化学发电机AIP俄罗斯中图分类号：U664E925文献标识码：A文章编号：1003-4862(2012)01-0005-04Electric-chemicalGeneratorPlantofRussianAIPSubmarineLiDapeng,ZhangXiaodon

3、g（NavalUniversityofEngineering,Wuhan430033,China）Abstract:Electric-chemicalgeneratorplantsofRussianAIPsubmarinearestatedinthispaper.Sevrealtypesofelectric-chemicalgeneratorAIPplantssuchas“Photon”and“Wave”,itsconstitution,technicalcharactersandparametersareintroducedindeta

4、il.Keywords:no-nuclearsubmarine;electric-chemicalgenerator;AIPRussia0引言俄罗斯AIP潜艇电化学发电机装置是在“暴风雪”号轨道飞船和环月飞船使用的“光子”和“波电化学发电机装置是主要组成部分包括燃料浪”型电化学发电机基础上，考虑到潜艇使用条电池、反应物的储存容器及制备设备、控制装置件，有针对性进行了制氢、储氢和储氧技术改进。等。最常用的是氢氧燃料电池。苏联在潜艇电化学发电机装置领域研究始于1“光子”电化学发电机20世纪70年代中期。天青石设计局对613型柴-红宝石设计局为

5、潜艇AIP装置选用了乌拉尔[1]电动力潜艇进行了电化学发电机改装，命名为电化学联合体为“暴风雪”号航天运输轨道飞船设613Э型。1978-1986年，特种锅炉制造设计局为[5]计的“光子”电化学发电机，可用于航天动力装比拉鱼级小型潜艇设计、制造、交付了“水晶-20”置、水下航行器动力装置、电动汽车和飞机、水小型电化学发电机装置，采用金属氢化物储氢。下机器人等，见图1，燃料电池见图2。俄罗斯一直没有间断对这方面的研究。“水晶-27”型第二代AIP装置主要供拉达级677型及其出口型阿穆尔级潜艇使用。目前技术条件下，电化学发电机装置还不能保证大

6、洋级潜艇所要求的战役-战术性能，如在追踪目标过程中所需的速度和机动性，或摆脱潜在敌人快速攻击等。基于此，俄图1“光子”电化学发电机[2-4]罗斯AIP潜艇采用了“杂交”动力装置，即水下电化学发电机装置包括4台“光子”电化学发高速航行时使用蓄电池组，经济航行状态下使用电机、低温反应物储存与输送系统、热状态保障电化学发电机，水面航行时使用柴油发电机。系统、排水与吹除系统、控制监测与输电系统等。见图3。电化学发电机主要技术参数：电压29~36收稿日期：2011-05-11V，额定/峰值功率10/25kW，额定负载下效率作者简介：李大鹏（1972

7、-），男，博士后，副教授，研65~70%，反应物消耗率11.4g/(А·h)，能量/自动究方向：舰船动力装置。5船电技术

8、综述Vol.32No.12012.1化模块质量145/15kg，能量/自动化模块尺寸920电机中氢与氧反应产生的水，以及为除去燃料单×700×360/275×350×372mm。电化学发电机使元腔室中工作时积累的惰性气体而进行周期性吹用寿命主要由燃料单元腐蚀情况决定，保证使用除时排放氢和氧。此外，当终止接入水保障系统寿命2000h，到出现第一次故障前可运行时，系统还可以排水。见图5。3000-4000h，个别情况下可运

9、行5000-6000h。燃料电池内多个燃料单元组合结构见图4。氢电极采用镀金镍网构成，石棉矩阵网从另一侧与镀金网状集电板相连。在镍网上构成氧电极，2然后是石棉矩阵网。电解质面积176.7cm。框架板和与之相连的集电板构成3个空腔。通过氢气腔形成氢气-蒸汽混合物循环，通过氧气腔循环氧气，最后是载热剂腔。框架由2个带有喷嘴的镍金属环和2个带有喷嘴的断面平板构成，与集电板和电极构成双极性电极。梯形喷嘴构成放射形通道，通过该通道流入相应空腔气体和载热剂。图4燃料电池剖面结构图2“光子”电化学发电机的燃料电池图5排水与组分吹除系统操纵、监测和电力转

10、换系统功用是保证将全部电化学发电机电能转换并传输给飞船系统和设备；在动力装置启动时自外部电源取电；工作时接受电化学发电机供电；动力装置工作的多层次监测与操作；自动化监测与操作火灾爆炸预防设备等