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你知道在军舰上是如何解决淡水供应问题的吗

来源:反渗透 时间:2023/5/3
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水是生命之源,不单单人类生产生活最根本的保障,同时也是军舰发挥战力的基础。例如美军航母的蒸汽弹射装置,弹射一次就需要消耗1吨的淡水。此外水对于船员的日常生活,军舰的日常保养与使用都有着举足轻重的作用。军舰上的淡水供应,一般通过3种途径,即军舰自身储备,补给舰进行补给,以及利用军舰上的海水淡化设备,对海水进行进行一系列的淡化处理。

军舰自身储备

这种方式是最简单,历史最悠久。可以说自从发明了船这一种运输工具,这种军舰自身储备水的方式便应运而生,但是也是局限性最大,功能相当有限的一种方式,对于现代军舰,尤其是航母这种需要长期在海上漂泊的海上巨兽来说,无异于杯水车薪。虽然这种方式作用有限,不过因为自身储备是军舰最可靠的一种方式,目前仍然使用。军舰上的储水系统一般分为储水箱,淡水舱,以及通风溢流管线和检修孔等设备。储水箱的建造和放置地点在充分利用所有军舰空间的原则下,以防止被污染为标准,因而大部分军舰的饮用水都储存在舰艇的底部,或者甲板上,等不易污染的地方。并且在非紧急情况下军舰的饮用水储水箱严禁灌注压载水,如果在万不得已的情况下,灌注了压载水,所有与饮用水系统连接的装置,必须立即关闭。直到清理,冲洗,消毒后,达到饮用水标准后才能继续使用。

通过补给舰补给淡水

航母执行任务时并不仅仅只是一艘航母,而是一个舰队,这其中就有补给舰,例如我国的型补给舰一次就可以携带淡水吨。

舰船上官兵人均每天的消耗量为L,军舰消耗的更多,以美军为例,美国海军的标准为每人每天50加仑的水,约L,0人左右的航空母舰人均日消耗量更是达到了t,如此大的淡水消耗量,如果仅凭自身储备,和补给舰补给显然是不现实的,因此海水淡化技术成为了现在军舰淡水保障的重要手段。

海水淡化技术

先说说目前世界上主流的淡化技术吧,海水淡化是将海水中的盐和水分开的过程,既可以从海水中取出水,也可以去除海水中的盐。从海水中分离出出水的技术分为有相变和无相变,有相变又分为冷冻法和蒸馏法,其中冷冻法分为直接冷冻法和间接冷冻法,蒸馏法分为低温多效蒸馏法,多级闪蒸法,压汽蒸馏法,膜蒸馏法,以及太阳能蒸馏法,这些又统称为热法。无相变,则有反渗透法。从海水中分离出盐,分为电渗透法,和离子交换法,这两种技术同反渗透法又统称膜法。

军舰使用的海水淡化技术一般分为两种,蒸馏海水淡化和反渗透海水淡化。

蒸馏海水淡化

美国海军军舰早期安装的蒸馏设备有三类,蒸汽蒸馏式,废热蒸馏式以及水蒸气压缩式蒸馏设备,这三种设备原理相同,即都是利用热源对海水进行加热,不过略有不同。水蒸气式压缩蒸馏设备主要依靠电能驱动,但是也需要安装利用废热例如废气和冷却水的热能转换器。蒸汽蒸馏设备是利用动力设备,或者锅炉直接或者间接利用热源产生蒸汽。废热蒸馏设备是利用柴油发动机汽缸套冷却水的浸管式蒸馏设备产水。蒸馏设备基本不需要额外提供热源,也算的上是对舰船能源的综合性利用。

反渗透海水淡化

反渗透海水淡化技术是美国海军近20年新型发展的技术。年美国海军通过对一艘“弗莱彻”级驱逐舰的改装,装备了加仑/天的反渗透装置,开启了舰船反渗透海水淡化的纪元,由于反渗透法可以节约军舰的能源,能耗仅为电渗法的1/2,蒸馏法的1/40,因而在近20年中快速发展,而其工程造价和运行成本也在持续降低。反渗透顾名思义将海水注入一个容器中,容器中间有一个渗透膜,由于是将水由高浓度一侧流向低浓度一侧,因而叫做反渗透。在反渗透的过程中,必须要想高浓度(海水)一侧加压,一般会加到54-77个大气压,远大于普通过滤器的阻力。由于在反渗透过程中带电离子的扩散作用有限,无法通过滤膜,因而经过三次反渗透装置所产生的的水,品质甚至比蒸馏法还要好。军舰使用的反渗透海水淡化装置

新兴技术

除了这些技术,由于世界人口数量的激增,受制于淡水总量的限制,对于淡水的压力迫使各种海水淡化的新兴技术也如雨后春笋般发展起来,例如膜蒸馏法,正渗透法,水合物法,太阳能海水淡化,核能海水淡化,风能海水淡化,相信未来这些技术也将会逐渐用于军舰。

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