登陆注册
37018600000077

第77章 水管锅炉与过热器

面对这个问题,李志坚再一次的打开金手指,立刻就明白了原因。

这个原因其实不难,就从高压锅开始讲起吧。高压锅是法国人德尼帕潘在1681年发表文章介绍蒸煮器时开始进入现代社会的。他当时介绍这个东西,是为了让水煮骨头软化。或者说,当时他从法国来到英国,身为科技**丝,自然是没多少钱的。加上英国的食物又是欧洲出名的难吃,所以他就鼓捣出了这个玩意儿,用来自己做好吃的解馋。

这个中国人民喜闻乐见的好朋友,它的原理在现代的中国真是妇孺皆知。那就是低压地区水不到100度就沸腾,唯有高压锅可以让锅内的水沸点超过100度,这样子就煮的快了。

这个简单的自然原理不仅关系着人类的吃喝问题,更关系到人类社会的能源利用问题。

根据我国标准的数据,现代压力锅的压力等级在170K千帕,180千帕和190千帕三个标准。这个数值换算成大气压,就是1.7个,1.8个和1.9个大气压。可是你们想过,这些压力下,水的沸点具体是多少度呢?150度?200度?

这就需要查阅一个数据,名字叫做水的“相位图”。因为水存在着“气体液体”共存的温度,是一种相位变化复杂的物质,所以要特别制作一个相位图来描述它的沸点不定的行为。

所以有两种图:第一种是三相图,描述了从冰,水到水蒸汽的三种相位变化。这张图的横坐标是温度,竖坐标是压力。查阅这张图,可以看到在100摄氏度,1个大气压,到374度,221个大气压之间,是水和水蒸汽共存的区间。换言之,在这个压力和温度之下,锅炉里的水不会全部转化为水蒸汽。

这就解释了老黄头的简易高压锅的水蒸汽温度不足的原因。因为压力只有10个大气压,在这个压力下,水在190度左右开始沸腾,多余的热量只会产生更多的水蒸汽,而不会让汽水混合物的温度升高。

如果要产生更高温度的蒸汽,就要想办法超越这个临界点:374度,221个大气压。这个临界点,常常用来区分火力发电厂锅炉的性能。现代火电厂的主要动力工质就是水蒸汽,主要能源转化的场所,就是锅炉的燃烧室和汽轮机的叶片。如果锅炉产生的主蒸汽的压力高于这个临界点的压力,这个机组就叫做超临界机组。

在欧美发达国家的主蒸汽参数已经高达310个大气压,蒸汽温度530度。我国的超临界机组的国产化,直到2004年才由华能沁北电厂(河南省济源市)实现。它的单机容量是600兆瓦。值得指出的是,虽然都是中国制造,可是设计和技术,都是使用的日本技术。以日本人的秉性,卖给你20年前的技术,都已经算“给你面子”了。相比之下,国外的亚超临界机组在八十年代以前的装机容量也超过了800兆瓦。因此在很多方面还是有差距的。

那亚超临界机组,是不是就只能产生临界点温度以下的蒸汽了呢?不是的,比如德国贝司巴赫电厂870兆瓦机组的主蒸汽参数,是190个大气压,530度。这个参数是不是……有点奇怪,并不在这个临界点以内。

没错,这样的蒸汽,叫做“过热蒸汽”。它是在一级加热过程,由锅炉产生的汽水混合物的一级蒸汽,再进入过热管加热来实现超过沸腾温度的。所以在结构图上,可以看到攻击水的管道,在火焰上加热以后,要再次通过一个弯曲的管道回到烟道上方,再次加热。

为什么要这么麻烦呢?就是因为之前的计算说明,热机的效率主要是高低温度的比决定的。如果不使用这个过热器的话,这个10个大气压的水蒸汽如果直接以190度的温度去工作,那个效率就低的有点可怕了。它的理论热效率就只有19%。

这也是为什么现代蒸汽热电厂的热效率可以接近甚至超过50%,而蒸汽机车的车头的热效率却不超过10%的理论上的原因:主蒸汽参数太低。

但是,面对这个过热器的制造,可就让人犯了难。老黄头的这个锅炉的“压力锅”,是使用铸铁铸造的,因此才能承压。

如果要制造过热器的话,那必然要使用弯曲的管道来容纳大量的水蒸汽(设计为每秒约9升)通过,这些管道也必须是能够承受压力和密封的。

如果靠铸造,没法铸造出中空又弯曲的细管。如果靠钢条锻打,那这个接缝的密封程度,又成了一个大问题。这还仅仅是一个过热器,就要不下十根弯管。如果要大批量制造,或者制造更大的容量,这个制造就成了一个大问题。

这也是锅炉的两大造型:水管和火管锅炉的区别了。

火管锅炉的主体,就是一个密封的大水箱,里面通过很多根管子,让燃烧的烟气通过。早期的蒸汽机车,就是使用这样的锅炉。因为这样的锅炉的管子是用来通过“火”的,所以叫做火管锅炉。

相应的,水管锅炉的主体就是一个大的燃烧室,水是通过水管进来加热形成蒸汽再流出锅炉的。

这两个锅炉那一个好呢?早期的锅炉,以及火车头用的锅炉,都是火管锅炉。一般的锅炉是火管锅炉也就算了,因为它构造简单,花费的钢材少,因此轻便便宜。要实现同样的蒸汽产量,水管锅炉的管道要多的多。

考虑到此时的状况,同时也不至于太打击老黄头他们的信心,李志坚决定就在他们的“高压锅”的锅炉构造上进行修改,让它成为“水管火管”混合式的锅炉。

李志坚指着这个随意放在炉火上的圆滚滚的水箱,比划着说:

“这个水箱靠下的地方多开一个口,然后打造四根根粗铁管,把它们这样接起来。”

“在粗铁管侧面再开一个口,再打造四根粗铁管,从上往下走。汇集在一起。”

“这个出口才是最后的蒸汽出口。记得把这四周用薄铁皮围住,让煤炭燃烧的烟气正好穿过这些铁管子。加热的重点不是这个水箱,而是后面的铁管。”

完了,李志坚又拍这老黄头的肩膀说:

“你们做的很好。这样的表现已经难能可贵了。”

以他们的工作,40%的效率是达不到的,但是就算最后只有10%的效率,那也是要逆天。这可是人类历史上第一种大规模实现能量转换的工具。

在这之前,人类的机械能,可是都是靠的线粒体啊!(流水提供的能量差不多也算直接的机械能,不能叫转换,只能叫传递。水锤泵的原理也是传递能量。势能和机械能的简单转换就不要给自己贴金说是能量转化了吧)

“实现蒸汽动力,不是一日之功,也不是一个物件,一个步骤就能实现的。以后,我们这个团队,还要处理很多觉得蛋疼,想到头疼,干到手疼的问题。可是,你们正在实现对抗自然,逆天而为的大事。任何一个古代的圣贤,做的事情,都没有你们伟大。”

老黄头他们只是睁大了通红的眼睛,被李志坚的叙述所震惊。

“你们相信我,能够做出这种神话中都没有出现过的机械。那么我也相信你们,我们一定能够成功。所以,你们现在放假两天,休息好了,再把这个锅炉的问题解决!”

“李录事。我们不休息,我们现在就干!”老黄头激动的一撸袖子,就要拿锤子开工。身后两个学徒赶紧拉住:“黄师傅,等等,等等。你都一天没合眼了!”

“老黄,听我一句话。以后要干的事情还多着呢,眼下的这点小问题,真不值得干的这么累!赶紧回家休息,别把身体弄垮了!你要是生病了,谁给我做关键的零件啊!”

李志坚只得柔声相劝。

完了又加一句狠话:“你要是不听我的命令,我就把你打发到庙里听高僧念经!一个月不许来作坊!”

一天不干活就身子不爽的工作狂老黄头听到这个可怕的威胁,不仅身子一颤,赶紧服软:“我听你的,马上就回去。”

一行人都走了。李志坚看见一团乱的做坊内散落的各色零件,通过了压缩空气验证运行的单流式蒸汽机本体(现在看上去仍然是几个气缸,一个主轴,和一堆细细的连杆勉强拼凑在一起的乱糟糟的玩意),不仅丑的让人绝望,更是看上去随便一个错误,就会让这些细杆子自己插在一起互相折断掉。

可是这样正在一点一点实现的宏伟前景,才是理工男真正想要的!

同类推荐
  • 霸主春秋

    霸主春秋

    齐桓公九合诸侯,一匡天下,可谓一代霸主;秦穆公益国十二,开地千里,亦可谓一代霸主。然两国霸业皆二世而亡!唯晋国霸业,晋文始创,终春秋之世,长主诸侯盟会;南方楚国,自楚庄王以来,一直有问鼎中原的野心。直至公元前546年,诸侯弭兵盟会,确立了晋楚共霸的地位!然而,楚灵王弑郏敖之后,楚国数世不宁,至楚昭王之时几于灭国!假如,郏敖不死,那么楚国的霸业又将是怎样一幅图景?
  • 隋唐英雄人物

    隋唐英雄人物

    本书讲述了隋唐年间英雄人物的民间事迹与及其成长、成功路上的故事,体验英雄别样的传奇人生。
  • 大明明王

    大明明王

    大明戚家军亲兵统领裴陵,在仙游之战阵亡,借尸还魂于黄巾将领裴元绍之身。机缘巧合,他得天公将军张角传授符兵之术,又挖蟒丹得王虺之力,收拢汉末英豪,成为汉末诸侯。且看裴陵如何招兵买马,逐鹿天下,描绘一副新的大明盛世图。一切尽在--汉末明王。
  • 重生三国之魏武大帝

    重生三国之魏武大帝

    缺钱吗?曹操问汉帝、大臣们、谋士武将、各路诸侯。没钱,你们什么都做不了,所有的粮食都不会卖给你们,所有打铁铺都不会帮你们制造兵器,所有的马贩子都不会出售一匹战马,所有的首饰铺都拒绝对你们的夫人开放。曹操蔑视地看着那些人。因为,大汉的钱都在我的手上,上面刻着我曹操的头像!这是一个霸道总裁重生三国白手起家,挥舞起手中无数钱财开道,打下一个大大的金融帝国,调戏良家少女的故事。
  • 帝威滔天之面具人

    帝威滔天之面具人

    在一次花灯节上,杨云的妹妹被误杀了,接着义父义母又在告状的途中被人残忍的杀害,剩下杨云一个人该如何做…………
热门推荐
  • 听闻苏少偏爱我

    听闻苏少偏爱我

    两个人是“半路”青梅竹马,在花坛相遇。他对外冷漠如冰,唯独对她温柔偏爱;她的性格调皮暖心,却只会在熟人面前展现。论坛黑她,他就删帖,把发帖人禁了。某天她气得把他亲姐砸了,他满脸宠溺问她,砸的高兴吗?在学校,有人不怕死的造谣和人身攻击,他双倍报复她们退学搞得人尽皆知,并要对方赔偿一千万。她是他家的小朋友,是他最偏爱的唯一,不管好与坏,她的人她的心,未来现在,都别想离开他半步。
  • 精卫鸟与女娃

    精卫鸟与女娃

    六年级男生小瓦和小当有一天做了一个完全相同的梦,梦到一条流光溢彩的胡同。梦醒后他们竟真的找到了这样的胡同,一旦踏入,他们就注定与远古的神话世界有千丝万缕的关联了。怪事不断出现,一个古董乐器“埙”,一场惊险的海难,一处疯狂长高的草丛,一个名叫女娃的远古时代的女孩,还有一个被称作“烟鬼”的邪恶力量。当谜题慢慢解开,危险也在迫近,小瓦和小当如何去帮助女娃和保护这个城市。
  • 武侠世界里的强盗

    武侠世界里的强盗

    重生到了一个神话般的三国时代,这里武力强盛至极,绝世武将一剑可断山河,顶级谋士挥手间就能改变气象,呼风唤雨……萧云重生在这样一个高武世界中,面对着即将到来的诸侯争霸,即使熟悉历史走向,他依然感觉亚历山大呀!还好他有一个金手指可以带他穿越诸天万界,让他掠夺各种资源来提升实力。书剑世界,他掠夺闯王宝藏,援助霍青铜抵御清朝入侵,阻止了香香公主的香消玉损;神雕世界,他得到了龙象般若功和九阴九阳,阻挡了小龙女和杨过的种种悲剧,改变了南宋的灭亡;天龙世界,他与乔峰结为兄弟,揭穿了种种阴谋,阻挡了乔峰和阿朱的死亡;大唐世界,他与绾绾漫步月下,倾听石青璇的琴音;……
  • 如果男友是只汪

    如果男友是只汪

    一女生因为爱得太深而太容易被骗。一男生因为太重情义而被利用。辗转到了甜美梦魇里,高中的生活一点点完结。治愈系第一对治愈暖心情侣来袭~走过路过不要错过,都看看诶!喜欢的收藏收藏哦~
  • 绣像红灯记

    绣像红灯记

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。
  • 唐风景的奸诈修真人生

    唐风景的奸诈修真人生

    唐风景踏入修真者那一刻,他才知道修真界的残酷。
  • 许你平生

    许你平生

    青梅不落,竹马依然。小打小闹,两小无猜。这样的故事,很温暖。
  • 道德真经集解

    道德真经集解

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。
  • 玄魔至尊

    玄魔至尊

    一念成佛,一念成魔,苍茫大地谁主浮沉。辰羽一代邪少重生,弥补缺憾。弱肉强食的世界,慢慢走向巅峰。热血不断,故事跌宕起伏,来和辰羽一起崛起吧!
  • 不灭雷尊

    不灭雷尊

    天才少年萧恒遭人暗杀,经脉尽断,偶得逆天功法大化衍雷决,可吞噬雷霆,无限提升功法等级,从此开启一代天骄之路,横扫八荒,剑吼西风,搅动天地风云,叱咤武道大陆。萧恒:“哭着求饶,我就放过你。”