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横空出世——罗·罗MT30燃气轮机   

2006-12-25 10:07:03|  分类: 装备科技 |  标签: |举报 |字号 订阅

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英国罗尔斯·罗伊斯公司正在研制一型新的舰船燃气轮机。这型燃气轮机由航空发动机“特伦特”(Trent)800派生,称为MT30舰船用燃气轮机。此机在环境温度26℃时的最大持续功率为36兆瓦,从2000年开始研制,目前已完成发展和试制样机。发展样机的试验始于2002年9月,至2002年12月初,已在试验台上运行了大约60个小时,已证明其输出功率能超过40兆瓦。至2002年12月底完成试验时,运行已达80小时。

试制样机按今后要生产的燃气轮机制造,于2003年2月在布里斯托尔试验站开始试验。试验要达到的目的有两个。第一,进行技术验证,对产品定型,争取挪威船级社对该机作初步定型批准;第二,通过500多小时的耐久试验和3000次工作循环模拟,考验MT30燃气轮机的耐用性,包括将进气加热至26℃,模拟在该循环温度下MT30燃气轮机能否平稳达到36兆瓦的功率。MT30燃气轮机的挪威船级社的设计认证已在2004年初完成,已确认其36兆瓦的功率满足挪威船级社的高速轻型艇和海军水面舰艇规范。

MT30舰船燃气轮机满足美国航运局合格证书认证要求的1500小时耐久试验于2004年2月开始,于2004年7月完成。试验包括对试制样机进行198次耐久试验,其中一半为机械驱动方式,另一半采用发电机驱动方式。每次约8小时,包括进行最大功率试验和循环试验。对进气温度38℃的试验也采用了将进气加热到38℃的方法。

MT30的美国航运局合格证书的初步认证工作已在2004年7月21日完成。对MT30燃气轮机的初步检查表明,各部件物理状态良好,预计可以满足热端部件12500小时的大修寿命的要求。下一步是编制文件,在2005年2月底以前完成整个认证。

美国海军已基本决定要在其未来的DD(X)多用途驱逐舰上和LCS濒海战斗舰上使用MT30舰船燃气轮机,罗尔斯·罗伊斯公司的另1台试制样机预计在2005年初交付美国海军海上系统司令部费城海军陆上试验站进行水面舰艇综合电力系统工程研制模型样机试验。除此之外,MT30在2004年初还被选为由洛克希德·马丁公司建造的2艘2800吨LCS-O型濒海战斗舰试验舰的动力装置。LCS-0型每舰2台,第1台预计在2005年8月交付。

MT30也是对英海军未来航空母舰作基本设计的燃气轮机,还有可能被选作法、意的新型多用途护卫舰的主燃气轮机。

MT30燃气轮机能受到英、美海军青睐和人们的关注,是因为它有下列特点:

●功率比较高而适中

MT30燃气轮机在环境温度为26℃时的最大持续功率为36兆瓦,在32℃时的最大持续功率为30兆瓦。比现在决定用于英海军45型驱逐舰和以前美海军决定用于32艘DD-21级驱逐舰的、额定功率达到25兆瓦的WR21中间冷却回热燃气轮机,以及2001年已开始在“黄蜂”级两栖攻击舰上使用的功率为29兆瓦的LM 2500+燃气轮机大得多。功率较大而适中极有利于满足英海军准备在2015年左右开始服役的2艘新造航空母舰和美海军DD(X)多用途驱逐舰和濒海战斗舰的功率要求,以及在这些舰上的布置。美海军在未来的水面舰上还要装电磁炮、电化学炮、激光武器等大用电武器系统,这也要求增加舰上的电功率。MT30燃气轮机发电机组有较大的功率正好迎合了这一点。

●油耗低、效率高

MT30燃气轮机在最大持续功率时的油耗为207克/千瓦·时,热效率为40%,既优于功率相近的简单循环LM 2500+燃气轮机(油耗约235克/千瓦·时,热效率89%),又可与中间冷却回热循环的WR21燃气轮机相比(油耗约200克/千瓦·时)。油耗还可与全功率的中高速柴油机相比(约210克/千瓦·时)。

●可靠性好

MT30燃气轮机与“特伦特”800航空发动机有80%的通用件。“特伦特”800航空发动机用于波音757飞机和波音777飞机,装机总台数为250台,从1996年使用以来已累计飞行500多万小时,使用可靠性99.9%。MT30舰船燃气轮机预计热部件大修时间12500小时,整机大修时间24000小时。在舰上可修理的平均无故障时间2000小时,平均修理时间除冷机时间外为4小时。

可靠性好的另一表现是与其他派生的舰船用燃气轮机相比,MT30的零、部件少50%~60%。

●维修性好

MT30燃气轮机采用模块结构,因此维修容易。模块能经常拆卸和取换,不必对整机进行大修。还有一个特殊之处,就是各个模块已预作平衡,燃气轮机更换模块后,可以不对燃气轮机整机作现场就地平衡。这就极大地减少了维修量。MT30燃气轮机还装有内部状态传感器,能视情维修。平时工作仅限于检查液位和作一些目视检查。

●功率重量比大、结构紧凑

36兆瓦功率的MT30燃气轮机带底座时的功率重量比为1.33千瓦/千克,比其他25兆瓦级的按工业标准制造的燃气轮机提高了25%。

●能使用蒸馏燃油,有害排放物低

由于采用类似母型机的环形燃烧室,能满足目前和未来的氮化物、硫化物和二氧化碳排放的立法要求。有害排放物还不及普通柴油机的一半。在整个功率范围内无可见烟。

MT30舰船燃气轮机预计2005年可投放市场。

 

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