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작성일 : 24-05-12 16:16
[잡담] 푸젠함의 추진체계에 대해 쓴 글들을 읽어보고...
 글쓴이 : 동키11111
조회 : 2,340  

지금 중국은 함모전단 구축을 위해 한걸음씩 가고 있습니다.
1. 중국은 우리만큼은 안될지 모르지만, 조선 분야에서는 강국 중 하나입니다.
중국이 건조한 디젤/가스터빈 추진체계도 여럿이 되고요.
근데, 러시아가 썼던 구형 증기터빈 추진체계를 사용한다? 이상하지 않나요?

2. 왜 외연기관을 해야했을까요? (증기터빈을 썼다고 한다면...)
일반적으로 디젤엔진이나, 가스터빈 같은 내연기관과, 물을 데워 증기터빈을 이용한 추진체계 두가지로 나뉩니다.
현대의 대표적인 외연기관은 핵추진엔진입니다. 핵연료를 이용하여 발생한 열로 증기터빈을 가동시켜 추진합니다.

3. 중국은 핵추진 항모를 지향합니다.
이미 4번함 이후의 항모는 핵추진 항모로 설계를 마쳤다고 언론플레이를 하고 있습니다. 물론 중국공산당의 프로파간다를 다 믿을 수는 없지만, 핵추진 항모를 지향하는 점은 분명합니다.

그러면 답 나오지 않나요?
어짜피 푸젠함도 캐터필러와 항전체계를 시험할 목적의 프로토타입일 가능성이 높은데, 가스터빈이나, 디젤엔진으로 갈 이유가 없습니다.
어짜피 러시아항모처럼 증기터빈과 디젤엔진을 혼합한 하이브리드형일겁니다.
그리고 차기 항모에서는 동력체계에 핵연료만 탑재하면, 기존 설계를 그대로 사용 가능합니다.(디젤 빼고...)

증기터빈에 대해 말들이 많아 한마디 써 봅니다. 조금만 더 생각해 보세요. 중국은 이제 호락호락한 국가가 아닙니다. 정말 제대로 대비가 필요합니다.

결론 : 증기터빈에 핵연료만 탑재하면, 함의 개념설계 없이 핵추진체계를 완성할 수 있다.
출처 : 해외 네티즌 반응 - 가생이닷컴https://www.gasengi.com


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archwave 24-05-12 16:30
   
저도 위 글과 같은 생각을 잠깐 했었는데, 괜히 글 분량 늘리고 말만 많아질거 같아 생략했습니다.

증기식 추진방식과 핵추진은 닮은 것 같으면서도 많이 다릅니다.

핵추진 방식으로 간다면 CONAS/CONAG 방식 ( https://namu.wiki/w/%EC%84%A0%EB%B0%95/%EC%B6%94%EC%A7%84%EB%B0%A9%EC%8B%9D#s-4.2.5 ) 으로 가야 하죠.

원자로가 멈추거나 멈춰야만 할 상황을 생각해서 보조(?) 동력은 반드시 있어줘야 합니다.

원자로에서 나오는 수증기 온도와 가스터빈 엔진에서 나오는 배기가스 온도가 상당히 유사하거든요.

그래서 원자로와 가스터빈은 호환될 수 있는 열원입니다.
증기 추진식에서 쓰는 보일러는 호환이 잘 된다 하더라도 보일러가 너무 큽니다.
( 보일러는 원자로나 가스터빈처럼 고열의 수증기/가스를 만들려면 곤란하거나 너무 커짐 )

비상시를 대비하기 위한 것인데 커다란 보일러롤 갖춰서 내부 공간을 깍아먹는다 ? 배보다 배꼽이 큰 꼴.

또한 003 형 푸젠 항공모함은 예전보다 대폭 커진 것이라서 증기 추진식을 그대로 쓴다 해도 많은 부분 설계 변경해야 합니다.

004 형에서 핵추진으로 가는데 003 형이 증기추진식 유지해서 얻어질 이점이라곤 없는 셈입니다.
archwave 24-05-12 16:44
   
또 하나 고려해야 할 점이 있는데요.

핵추진의 경우 가스터빈, 디젤, 보일러 등등 뭘 추가하든 어디까지나 보조전력입니다.
즉 001 형과 002 형에서 쓰던 것을 증축해야 할 이유가 없고 오히려 축소해야죠.

만약 003 형에서 증기추진 고집했다면 나중에 필요도 없을 보일러 증축 작업을 괜히 했다는 얘기가 됩니다.

한국판 위키에는 푸젠함(003형)이 통합 전기 추진 방식이라고 하는데 핵추진으로 가더라도 전기 추진 방식으로 가야 할 필요성이 큽니다. 출력 조절이 둔감한 원자로/증기에 의존하는 것보다 전기 추진 방식이 훨씬 좋거든요. 전자기식 사출기와 궁합도 맞고요.

004형을 의식한다면 003형에서 증기 추진을 고집할 것이 아니라 전기 추진을 결합한 하이브리드 형태를 적용했어야 합니다.
     
동키11111 24-05-12 20:58
   
조금 황당한 이야기라...
1. 원자로의 개념을 조금... 잘못 가지고 계시네요. 원자로가 멈추면 큰일 납니다. 또한 다른 동력원은 냉각수 등 원자로 가동을 위한 보조전력 생산을 위해서는 필요하지만, 별도로 두지는 않습니다.
그리고 핵추진의 경우 터빈을 여러개 둬서 문제가 생겼을 때 백업을 하기는 해도, 다른 동력원을 가진다는 이야기는 처음이네요.
추가적으로 가스터빈과 디젤엔진을 같이 쓰는 경우는 가스터빈이 기름먹는 하마라, 저속일때는 디젤, 고속일때는 개스터빈을 쓰는겁니다.

2. 가스터빈은 구조상 제트엔진과 유사합니다. 실제로 사스터빈을 만드는 회사들이 제트엔진을 생산하는 회사들입니다. 원자로와 가스터빈이 호환될 수 있는 열원이라는 의미는 ... 인터넷에서 모양만이라도 한번 찾아보세요.

3. 증기터빈과 가스터빈과의 차이는 배관의 문제입니다. 가스터빈은 쓰고남은 배기가스는 버리면 되지만, 증기터빈은 사용한 증기를 재순환하는 구조를 가져야 합니다. 이 구조가 복잡합니다. 과거 항모의 캐터필러가 원자로에서 가열된 증기를 이용한 방식이었는데, 이를 버리고 전기식으로 가려는 이유가 복잡한 배관 때문입니다.

4. 증기와 개스의 배기온도에 대한 내용은 더 이해가 안됩니다. 외연기관의 증기는 배기가스가 아닙니다. 특히 원자로는 더더욱 배기가스가 없습니다. 아마도 내연기관과 외연기관의 구조를 이해 못한게 아닌가 싶네요.

4. 전기추진 하이브리드는 현대항모의 특성을 잘 못이해한 것 같네요. 전기식 캐터필러는 고성능을 발휘하는게 중요한 것도 있지만, 많은 항공기를 빠른 시간내에 투사해야 합니다.
지금 푸젠함의 캐터필러에 대해 우려를 보내는 이유이기도 합니다.
과거 증기식 캐터필러는 원자력의 증기를 이용했지만, 전기식 캐터필러는 고성능의 축전지 뿐만 아니라, 빠른 충전이 필요합니다. 그러다보니 다량의 전지를 보유해야 합니다.
이것과 추진방식 하이브리드와는 별개입니다.
안그래도 항공기 사출을 위해서는 고속주행이 필요한데, 주행을 위한 축전지에, 전기식 캐터필러를 위한 다량의 축전지까지??? 그럴 여유가 있을까요?
만약 두가지 토끼를 다 잡으려고 했다면 개념설계부터 잘 못 된 겁니다.

푸젠함이 증기터빈을 썼는지, 개스터빈과 디젤엔진의 하이브리드인지는 정확하지 않습니다.
하지만, 증기터빈과의 하이브리드라면, 핵추진을 위한 프로토타입일 것이고, 개스터빈 하이브리드라면, 현실에 순응한 모델일 거라는 겁니다.
          
archwave 24-05-12 23:35
   
황당하다고 하신 것이 무려 1970 년대 후반에 만들어진 러시아 해군의 키로프급 미사일 순양함에 쓰인 CONAS 방식입니다. 옛날이 아니라 최근에 만들었다면 가스터빈과 원자롤를 병행한 CONAG 방식으로 갔겠죠.

제가 위 댓글에 소개해드린 CONAS/CONAG 방식 ( https://namu.wiki/w/%EC%84%A0%EB%B0%95/%EC%B6%94%EC%A7%84%EB%B0%A9%EC%8B%9D#s-4.2.5 ) 여기 클릭하시면 바로 나오는 그림을 자세히 보세요.

그리고 원자로 정지한다고 큰 일 나지 않습니다. 오히려 안전하죠.
핵추진 함정들 항구에 있을 때는 어떻게 할까요 ? 원자로 정지해야죠. 그 엄청난 열을 뿜어대면서 바닷물 끓일건가요 ?

물론 정지한다 해서 완전히 정지하진 않습니다. 애초에 원자로에 넣는 연료봉은 원자로 밖에 가만 놔둬도 자연적인 분열로 계속 열을 뿜어대거든요.

님께서 생각하시는 정지는 원자로를 폐기할 때나 생길 수 있는 일이겠고요.

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가스터빈과 디젤엔진 조합은 위에 제가 링크해드린 문서에도 있고, 제가 오늘 이 게시판에 쓴 글/댓글에도 말한 사항입니다. 반복하실 필요없습니다.

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원자로에서 고압/고온으로 물이 끓어서 나오는 수증기 온도가 수백도입니다. 물론 원자로 정지시에는 그 정도까진 올라가지 않겠죠.

가스터빈이 프로펠러를 돌리는 구동축에 물려있을 때는 배기 가스 온도가 수백도까지 올라가지는 않습니다.

그러나 함선이 정지 상태를 유지하면서도 무부하 상태일 때도 가스터빈 돌려야 할 경우가 있죠. 이 경우 가스터빈에서 나오는 배기 가스 온도는 수백도로 올라갈 수 있습니다.

원자로가 정지된 상태에서 보조 동력원인 가스터빈을 써야 할 경우 배기가스가 비교적 낮은 온도에서 수백도 사이 변화할 수 있고, 이는 원자로에서 나오는 수증기 온도와 범위가 비슷하달 수 있습니다.

CONAS/CONAG 방식에서 원자로의 열출력이든 가스터빈의 열출력이든 둘 다 증기터빈으로 직접 가지 않습니다. 수증기/배기가스가 폐쇄 경로로 흐르는가 아닌가는 상관없는 문제고요.

열교환기를 거쳐서 증기터빈에 들어가는 물에 열량을 전달해주는겁니다.
원자로에 들어간 물이 수증기가 되서 증기터빈에 들어가지 않죠.
가스터빈에서 나온 배기가스가 열교환기를 가열해서 증기터빈에 들어가는 물에 열량을 전달해줍니다.

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전기 추진 방식은 이미 폭넓게 쓰이고 있습니다. 위에 소개해드린 링크에 나온 각종 추진 방식들을 보세요. eletric motor 를 쓰고 있는 것들이 많죠. 원자력/가스터빈/증기터빈등등은 전력을 생산하는데만 쓰고, 그 전력으로 모터를 돌려서 함선의 추진 동력으로 쓰는 것들도 있고, 이런 종류를 통합 전력 시스템 (IPS) 이라 합니다. 번역을 통합 전기 추진이라 해야 더 맞긴 하겠네요.
https://en.wikipedia.org/wiki/Integrated_electric_propulsion 읽어보세요.

왜 이런 방식으로 가야 하는지는 분량이 많고 나중에 따로 글 써봐야겠네요.

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전자기식 사출기에서 배터리 안 씁니다. 아니 배터리를 써서는 불가능에 가깝습니다.
2 초동안 전력을 몽땅 뽑을 수 있는 배터리는 없죠. 사실상 불가능에 가까울 정도로 엄청나게 많은 배터리를 쓸거 아니라면요.

전자기식 사출기 (EMALS) 전력 소비에 대해 ( http://gasengi.com/main/board.php?bo_table=military&wr_id=723749 )
위 글 읽어보세요.

전자기식 사출기를 위한 에너지저장시스템은 배터리가 아니라 슈퍼캐패시터를 씁니다.

미국은 상당히 오래전에 전자기식 사출기 설계 들어간 탓인지 슈퍼캐패시터를 쓰지 않고 플라이휠이라는 기계식 에너지저장시스템을 쓰고 있고요.

플라이휠 에너지 저장 시스템이 문제가 꽤 많은 모양이고 ( 전자기식 사출기 트러블이란 것이 대부분 이 놈이 일으키는 것일겁니다. ) 미국도 머지 않은 장래에 슈퍼캐패시터 에너지 저장 시스템으로 가거나 대용량 발전 시스템으로 갈겁니다.

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한가한 시간은 이미 다 썼네요.

추진체계에 대해 시간 내서 글 써봐야 할텐데, 주말까지는 그럴 시간이 없어서 아쉽군요.
               
토막 24-05-13 07:32
   
한가지만 짚자면 원자로는 정지하지 않습니다.
한번 가동되면 핵연료가 전부 소모될때까지 정지하지 않아요.
핵잠 같은것도 잠수함 수명 = 핵연료 수명입니다.

원자력 발전소도 마찬가지로 한번 가동하면 정지하지 않습니다.
                    
archwave 24-05-13 10:19
   
[ 정지 ] 라는 단어 개념의 문제일 것 같네요.

원자력 발전소도 수시로 ( 연/월 단위 주기이긴 하지만 ) 정지하고 있습니다.

정말로 완벽하게 모든 것들이 물리적으로 정지된 상태를 만든다면 연료봉에서 꾸준히 나오는 열조차 식히지 못 하니 당연히 위험하겠죠.

따라서 [ 정지 ] 라는 것은 연료봉에서 나오는 열 정도는 식혀주는 상태이고 열 에너지를 뽑아서 쓰지는 안/못하는 상태를 말합니다.

출력 조절을 통해 가용에너지를 0 상태로 만드는 것을 정지라고 본다고 말하는 것이 더 좋겠네요.
                         
토막 24-05-13 14:04
   
원자력 발전소의 정지는 연료봉 교체입니다.

원자력 발전소에서 사용하는 우라늄은 12% 농축우라늄으로.
가동하면 한달에 3%씩 씁니다. 4달이면 모두 다쓰고 연료봉 교체를 해야 하죠.
이때 교체와 함께 시설 점검까지 하게 되죠.

출력 조절을 한다는건. 원자로 정지가 아니라.
발전기를 안돌리는거죠.

원자로는 정지하지 않습니다.
          
archwave 24-05-12 23:49
   
원자로와 가스터빈이 호환될 수 있는 열원이라는 것은 열을 전달하는 매체가 갖고 있는 온도 범위를 두고 한 말이고, 물이든 가스든 둘 다 같은 열교환기에 투입할 수 있는 매체라는 것입니다. 물의 경우는 원자로와 열교환기 사이 폐쇄회로를 흐르겠지만, 가스는 열교환기를 덥히고 난 후에는 연돌을 통해 밖으로 나가겠고요.

증기터빈에 흐르는 매체(물)은 열교환기와 폐쇄회로를 형성하고요.

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가스터빈은 구조상 제트엔진과 유사한 정도가 아니라 그냥 같습니다.

실제로 전투기 엔진에 들어가는 코어 ( 애프터버너등을 뺀 제트 엔진 알맹이 ) 를 써서 군용 가스터빈 발전기를 만들어서 팔죠. 이걸 사서 한국의 구축함등에도 달았고요.

한국이 개발하는 전투기 엔진 역시 코어부터 개발하고 있고, 그 코어로 수송기 엔진, 함선용 엔진, 발전기 등등 온갖 것을 만들 계획입니다.
하이시윤 24-05-12 17:34
   
뭔상관있길래 아크가 지랄할까
벌레 24-05-13 00:26
   
아크야 산둥과 푸젠이 몇 만 톤인지 알고나 씨부려라 어디 관련자격도 없는아가 오늘 지랄인가?
뭐 순양함 맹그냐?
증기터빈이 뭔지도 모르면서 지랄하고자빠졌네 또라이가?
     
archwave 24-05-13 00:28
   
살충제 뿌리기 전에 어디 구석에 쭈그리고 있길 바랍니다.
          
벌레 24-05-13 00:29
   
가스터빈이 열효율이 더 좋다는 새끼
외연기관 내연기관 개념도 모르고
오늘 니 잡아먹어야겠다
열이면 영 뻘글만 쓰고있어
               
archwave 24-05-13 09:54
   
중국제 가스터빈 엔진도
증기추진(보일러+증기터빈) 보다 열효율 좋거든요.
물론 디젤엔진보다는 열효율 떨어집니다.

그런데 가스터빈에서 나오는 배기가스로 물을 끓여서 증기터빈을 돌리는 [ 가스터빈 + 증기터빈 ] 복합형은 ( 이걸 두고 폐열보일러+증기터빈 이라고 하기도 하고요. )
열효율이 무려 60 % 정도라서 디젤엔진보다 열효율 올라갑니다.
이건 민간용 선박에서도 활용되고 있는 기술이고요.

남보고 선무당이니 뭐니 하기 전에 공부 좀 하세요.
내가 쓴 글/댓글에 소개한 링크만 봐도 알 수 있읉텐데, 게을러빠져갖고는..
               
archwave 24-05-13 10:15
   
말하는거 보면 엔진쪽에 현업 종사라도 하고 있는양 큰소리치는데
님께서 알고 있는 것이 전부가 아닙니다.

세상에는 온갖 다양한 것들이 있고, 님께서 생각하지도 안/못 했던 것들이 군용은 물론 민간용으로도 쓰이고 있습니다.

우물안 개구리 신세는 벗어나시기 바랍니다.
닉네임답게 벌레 수준으로 좁은 시야로 세상을 보지 마시고요.
                    
벌레 24-05-13 13:28
   
배가 산으로 가는 글 쓰지 말아라
어디서 빠져나갈라고 쥐새끼인가?