AIP 装置废气处理技术

摘要：

AIP 装置应用于常规潜艇上时，废气的隐蔽排放是关键性技术。国外 AIP 潜艇的

设计都充分考虑了排气系统，以满足潜艇作战的要求。废气处理的研究过程表明，废气的海
水吸收和废气的吓缩储存是

A 护废气处理的发展方向。

关键词：废气处理

AIP 装置常规潜艇吸收

1 引言
自潜艇问世以来，人们就梦想拥有无限制的水下续航力。早在

1901 年就发明了不需要

空气的柴油机，二战期间德国在实验室内成功地运行了氧气加上循环二氧化碳气体的柴油
机系统。二战后，英、美、苏三国加大了对闭式循环柴油机的研制工作

’，但都由于各种原因

而中止，特别是核潜艇的出现将人们对这种

AIP 装置的研制目光转移了。但是，由于潜艇

作战方式的多样性及各国实际情况的不同，常规潜艇一直没有退出历史舞台，反而越来越
得到重视，

20 世纪 80 年代以后，由于增加常规潜艇水下一次续航力和减小通气管暴露率

的需求，

AIP 混合推进潜艇的方案显得非常引人注意 2 。90 年代，瑞典 sE 一 AIP 潜艇服役，

说明

AIP 潜艇有远大的应用前景，而各国从不同的方向加速发展各种 AIP 装置。

2 AIP 装置现状及关键技术
目前，常规潜艇

AIP 种类较多，典型的有四种：闭式循环柴油机（仪 D ）、斯特林机

（

SE ）、燃料电池（FC ）及汽轮机（MEsMA ）。仪 D 系统工作时，柴油机产生的废气经

过喷淋冷却后进入吸收器。在吸收器内废气与海水充分混合，二氧化碳溶于海水后，通过水
管理系统排出舷外。清洁后的气体作为循环气体加入新鲜的氧气后作为人造空气用于柴油机
的燃烧，实现了闭式循环

3 。sE 系统是一种外燃式系统，工质一般是氦气，值得一提的是

提高燃烧室的燃烧压力使得二氧化碳能够直接排出艇外

4 · 

’。MEsMA 系统是从核潜艇技术

发展而来的，一回路中（产生燃气）使用乙醇和氧气燃烧，它的燃烧压力高达

60bar ，所

以像

SE 系统一样能够直接将二氧化碳排出艇外，二回路中的蒸汽用于推动蒸汽透平

“。而

Fc 系统中燃料电池的特点使得它被认为是最有前途的 AIP 收稿日期：2001 一 11 一 25 

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第

5 期赵建华等：AIP 装置废气处理技术综述· 巧装置，澳大利亚海军从原来的斯特林

项目转而研究燃料电池就充分说明了这一点。但是由于受到反应物（玩）携带困难等等因素
的限制，甲醇重整技术是比较可行的方案

7 · 

“，而由此产生的废气也要经过相应的处理。因

为各种

AIP 装置拥有不同的特点，选择的种类都因各国实际情况不同而不同。瑞典的阳 C 

夙

JMS  公司侧重于研究斯特林 AIP  ，提供了单机 65kw  的斯特林机，安装在

“哥得兰”( 

cOTLAND ）级潜艇上，瑞典海军成为最先使用 AIP 潜艇的海军。德国的任 M 公司（由
HDw 、TNSW 和 Ferlostaal 三家公司组成）主要研究燃料电池 AIP , 用于装备 212 级潜艇，
但是在用户的要求下还可以生产仪刀

AIP 潜艇。加拿大的 Ballard 公司也侧重研究燃料电池。

荷兰的

RDM 公司提供两种仪 DAIP 潜艇，但是都没有真正服役。俄罗斯 Rllbin 设计局也打

算发展使用燃料电池的

“阿穆尔’夕级潜艇，他们对仪 D 的研究也积累了丰富的经验”。而法

国的

DcN 公司已经研制成功了 MEsMA 一 AIP 潜艇，并打算售给巴基斯坦海军，法国成为