[实用新型]一种常规潜艇AIP系统

说明书

一种常规潜艇AIP系统，该系统包括天然气供应系统、氧气供应系统和二氧化碳跨临界跨流态动力循环系统；本实用新型还公开了该系统的工作方法，液化天然气和液氧分别经过低温泵加压之后进入冷却系统放出冷量并汽化，然后温度和压力合适的天然气和氧气进入燃烧室中做富氧燃烧，为二氧化碳跨临界跨流态动力循环系统提供热能；二氧化碳跨临界跨流态动力循环运行时汽轮机对外输出机械功，带动发电机输出电能；本实用新型采用热值大、密度小的液化天然气，可储存的燃料量增加；二氧化碳跨临界跨流态动力循环系统的效率远远超过同条件下现有的热能动力系统，经济性优良；相较于现有AIP系统，本实用新型大大提高潜艇的水下续航力，减小了暴露率，增加了隐蔽性。

技术领域

本实用新型涉及动力工程领域，具体涉及一种新型常规潜艇AIP 系统。

背景技术

第二次世界大战之后，核动力潜艇能做到依赖大气而能在水下长期活动，发展十分迅速，但核动力技术复杂、价格昂贵且受到排水量的限制。常规潜艇在某些战术技术有一定的优势，与核潜艇相比，吨位小、操作性好，更适于在近海、浅水、狭窄海域和比较复杂的气候条件下活动，机动灵活；常规潜艇造价低，一般为核潜艇造价的1/5～1/3,如果按吨位计算则约为核潜艇的1/2；建造周期比核潜艇短，一般要快2～3年。

随着现代反潜探测技术的发展，特别是卫星、声呐和红外等探测技术的不断提高，对常规潜艇的性能指标提出了更高的要求。要求其具备更长的水下续航能力，尽量减少通气管状态航行的时间和次数，因为在通气管航行状态下，潜艇极易受到攻击；同时要求降低噪声，而潜艇动力装置的结构噪声是主要噪声源之一。所以降低暴露率，提高水下续航能力，已成为各国进一步发展常规潜艇的必然趋势。

AIP系统是指潜艇在水下不依赖外界的空气也能提供动力的能源系统。现有AIP系统虽然提高了常规潜艇的水下续航力，但只能满足潜艇水下低速航行的需要，而且所能携带能源总量十分有限。现有的CCST-AIP系统具有噪声低、功率大、工作可靠性高的特点，但整个系统庞大，辅助机械设备较多，系统安装布置困难，需较大舱室空间，实用性不强；热效率低、单位电能氧消耗量大；在一定水下续航力条件下，所用燃料乙醇所占容积较大；所有系统部件都需要特殊设计，投资较大，经济性差。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种新型常规潜艇AIP系统，本实用新型采用热值大、密度小的液化天然气，可储存的燃料量增加；二氧化碳跨临界跨流态动力循环系统的效率远远超过同条件下现有的热能动力系统，经济性优良；采用旋转式汽轮机，噪声低，特别是消除了低频噪声；功率大，可满足潜艇水下航行需要；相比传统CCST-AIP系统，设备更加紧凑、数量减少过半，投资减少，而且大部分设备在低压下运行，安全性提高；二氧化碳可零成本冷凝压缩为液体储存在艇内，因此潜艇可以实现完全零排放，暴露率大大降低。为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种常规潜艇AIP系统，包括天然气供应系统、氧气供应系统和二氧化碳跨临界跨流态动力循环系统；其中，

所述天然气供应系统包括依次相连通的液化天然气罐G、天然气供应低温泵I、冷却系统D、燃烧室A；所述液化天然气罐G的出口与天然气供应低温泵I的入口相连通，天然气供应低温泵I 的出口与冷却系统D的天然气入口相连通，冷却系统D的天然气出口与燃烧室A的天然气入口相连通；

所述氧气供应系统包括依次相连通的液氧罐H、氧气供应低温泵J、冷却系统D、燃烧室A；所述液氧罐H的出口与氧气供应低温泵J的入口相连通，氧气供应低温泵J的出口与冷却系统D的液氧入口相连通，冷却系统的氧气出口与燃烧室A的氧气入口相连通；