无论是军用舰船还是民用船舶,远洋航行时的淡水供应的确都是“生死攸关”的重大问题。当然随着现代科学技术进步,舰船出海时虽然会携带部分淡水,也能通过补给舰补充淡水,但是更重要的是“自己生产”淡水。大家都知道军用舰船都有一项很重要的技术指标“自持力”(自给力),主要是指舰船在不接受补给的情况下,连续维持一定工作状态的能力,我国对于军用舰船自持力的定义是“舰船在一次装足设计要求规定的燃料、食品、淡水后,能够连续在海上活动的最长时间”。从中我们就可以看出,淡水供应问题关系到舰船的远洋活动指标。
▲补给舰
舰船的淡水供应问题
淡水与食品一样,是人类生存的必须资源。现代军用舰船可以利用海水制备淡水,因此在船上属于消耗型可再生资源。那么现代军舰上的淡水是如何制备,已经制备能力有什么要求呢?
舰船上的淡水消耗,分为人员消耗和设备消耗,我国在海水淡化设备研制方面与西方目前还存在一定差距,因此将饮用水和洗涤用水分开做了要求:
▲浙大开发的集成式海水淡化设备
我国《舰船通用规范》规定,饮用水系统供应量应保障10L/人·天,洗涤用水系统供应量根据舰船排水量大小决定,大于5000吨的舰船≥25L/人·天。对于水质要求也根据饮用水和洗涤用水做了区分,当使用淡化设备制取淡水时,饮用水水质应满足《生活饮用水卫生标准》(GB5749规定),洗涤用水水质没有要求。国外对于舰船淡水制备时的供应量和水质要求高一些,美国海上系统司令部规定,在设计建造舰船时,淡水供应系统应保障50加仑/人·天(约合190L/人·天),舰上淡水不区分洗涤水、饮用水,全部按照生活饮用水标准制取。当然,上述内容只是标准规定,个别特殊情况,数据会有变动。
▲国外船用海水淡化设备
舰船海水淡化设备
一般来说,舰船上的海水淡化设备型式和性能,与舰船的动力设施也有很大关系。核动力和燃油锅炉动力舰船,由于低压蒸汽供应十分容易,所以多用蒸馏法制取淡水,有时会用反渗透淡水制取装置被备用;燃气轮机和柴油机舰船,一般都采用反渗透法为主。当然,为了保证淡水的水质,各国均对淡水制取和供应系统的储存、管道、附件的材料以及消毒、净化措施都做了比较严格的规定。
下面对军用舰船的海水淡化生成能力举例介绍,以美国航空母舰为例,“小鹰”号常规动力航母因使用燃油锅炉+蒸汽轮机作为主要动力装置,所以选用蒸馏法制取淡水设备,装备6个海水蒸馏器,每天一共可以制备40万加仑淡水(151万升);采用核动力的“尼米兹”级航母,也使用蒸馏法,安装4个改进型蒸馏器,每天同样可以生产40万加仑淡水。
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