GE成功完成新型複合材料LM2500船用燃氣渦輪機模組的防火測試:現代化改造減輕了外殼重量、噪音和振動

GE 海洋解決方案部門報告稱,作為模組現代化計劃 (MMP) 的一部分,它已成功完成了對其新型複合材料 LM2500 海洋外殼的各種防火測試。火災和其他零件測試驗證了使用複合材料可以顯著減輕重量並提高性能。此外,封裝設計也已取得進展,納入了更新的封裝感測器和組件。

MMP的參與者包括通用電氣公司、通用動力巴斯鋼鐵廠和美國海軍;該計畫於2014年啟動。
通用電氣公司副總裁兼總經理布萊恩·博辛格 (Brien Bolsinger) 表示:「船舶不斷面臨著重量方面的挑戰,以滿足當前和未來的能力需求並降低生命週期成本。」 「這就是為什麼 MMP 的設計要考慮客戶的需求:採用成熟的新技術排放並提高燃氣渦輪機模組,將外殼重量減少約 50%,同時降低生命週期成本、噪音。」

GE LM2500 船用模組的新型整體複合結構在牆壁和天花板之間不使用螺栓接頭。此特性透過消除噪音通道大大改善了組裝和噪音衰減。複合材料的使用還可以使模組門和檢修面板變得更大,但更輕,以便於操作。複合材料的使用可消除門、鉸鍊和檢修面板的生鏽,減少維護並提高安全性。

圖中顯示的是西南研究院進行的耐火和結構完整性驗證測試中的新型 GE LM2500 船用燃氣渦輪機模組複合材料側壁。

西南研究所(SwRI)進行了防火測試,以驗證複合材料設計是否符合美國海軍的防火要求。 SwRI 是一家經認可的測試實驗室和第三方品質保證和檢驗機構。

SwRI 測試還揭示了以下情況:
• 模組複合牆體通過了直接火焰和間接熱衝擊測試,測試了所排放的煙霧和氣體的毒性。
• 複合牆和天花板通過了耐火性和結構完整性測試。這些測試測量了材料在火災期間抵禦快速上升火勢的能力以及結構承載負荷(包括消防人員)的能力。面板溫度迅速上升並保持在 2000oF。
• 對承受 500oF 高溫的鋼和複合牆體部分進行的測試和分析 - 以及全套校準傳熱分析 - 表明 GE 複合牆體設計有顯著的改進。這些測試表明外部皮膚溫度將顯著降低。
• 聲學面板對比測試顯示傳輸聲壓(dBA)水準有所改善。

MMP 專注於 GE 設計的外殼,包圍著整個 LM2500 燃氣渦輪機(進氣口、引擎和排氣口),具有多項重要功能。該外殼限制了機械室的熱量散發,並為機組人員提供了熱保護,使其免受燃氣渦輪機和排氣管散發的 >1000oF 溫度的影響。該外殼在燃氣渦輪機周圍形成了一個聲學和防火邊界,以確保船舶的安全。根據測試,新型 LM2500 複合材料外殼將更好地降低噪音,同時保持與鋼製外殼相同的防火特性。

LM2500船用模組
完全符合美國海軍衝擊要求
目前,原型外殼的組裝正在進行中,並將在完整的燃氣渦輪機測試單元中進行測試,以確認先前透過組件測試和分析預測的噪音衰減和熱性能。然後,複合材料外殼將按照美國海軍的要求接受駁船衝擊測試。這些測試預計於 2018 年中期完成。
根據 MMP 開發的燃氣渦輪機模組將於 2018 年上市,首次應用於美國海軍的 DDG-51 Flight III 船艦。輕質複合材料外殼和升級後的組件也將於 2018 年提供給各國海軍。另外,通用電氣目前正在為海軍客戶製造改裝複合門組件。

在全球範圍內,超過 1,400 台 GE 燃氣渦輪累計運行時間超過 14 萬小時,服務於 35 支海軍的 500 艘海軍艦艇,涉及 100 個軍艦項目,包括巡邏艇、驅逐艦和巡洋艦、輕型護衛艦、護衛艦、兩棲艦和航空母艦。