简单介绍一下各国燃气轮机发展历程 – 铁血网

简单介绍一下各国燃气轮机发展历程

英国

首先介绍英国,因为英国可以称为船用燃气轮机的鼻祖:

1.1947年世界上第一台船用燃气轮机“加特里克”在英国诞生,装备高速炮艇上。

2.1954年世界第一台复杂循环船用燃气轮机RM60装备“灰鹅”号炮艇。

3.19967年,英国在全世界第一个宣布“今后的大中型水面舰船将以燃气轮机为动力。当时英国已经成功研制出G6,奥林普斯,海神 等多型船用燃气轮机并批量装备,在1967年前燃气轮机装船运行时间就已经达到115000小时,装机功率为303000马力。

4.英国是世界上第一个成功研制舰船柴—电—燃气联合动力装置(codlog)的国家。

5.英国研制出现代版的间冷回热复杂循环燃气轮机WR21,效率42% 其特点是在低负荷下依然具有优良的性能

6.英国研制出目前世界上效率最高的简单循环船用燃气轮机MT30功率38兆千瓦。效率40%

还需提及的是功率4.4兆瓦的RR4500,是罗-罗公司专门为美国海军研制的小功率船用发点机组,是电力推进的一个发点模块。实际上RR4500是ALLSION501的升级版,已经和MT30一起在美国费城海军中心完成了综合电力推进实验,为什么要专门提及RR4500呢?是因为综合电力发展趋势现在是明确的,而发展综合电力推进技术大小搭配的发电模块化的发点方式在很多舰船上更合理

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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。据防务宇航网2010年12月10日报道,罗尔斯·罗伊斯公司提供给美国海军的首套MT30燃气轮机发电机组实现全功率运行。为海军美国 “朱姆沃尔特” DDG-1000项目提供的MT30燃气轮机在费城美国海军陆上试验站进行试验,实现36MW满功率运行。美国海军为DDG-1000项目选择大型燃气轮机发电机组为舰船动力和舰载系统提供所需用电。罗尔斯·罗伊斯公司主席安德路·马什表示,“朱姆沃尔特”级驱逐舰是极其先进舰船,满足苛刻的性能要求。 MT-30燃气轮机是世界上功率最大的燃气轮机,实现36MW满功率运行进一步证明其能够达到最新舰船设计的大功率要求。 MT-30燃气轮机功率达到34 MW~40MW,满足海军对于大功率不断增加的要求。MT-30燃气轮机能作为机械驱动或发电机驱动。

苏联,虽然苏联已经解体,但苏联的船用燃气轮机曾经非常辉煌,在历史上留下浓重一笔。

1.1953年苏联将由航空发动机诞生的第一台燃气轮机M1安装在鱼雷快艇上,由于其翻修寿命短及其对海洋工作环境的适应性差们决定走专业设计之路。

2.1964年苏联首先在舰船上采用全燃联合动力装置(COGAG),装备全工况主燃气轮机机组M3。

3.苏联采用倒车齿轮箱来解决燃气轮机不能倒车的问题。

4.苏联首先实现燃气轮机的直接倒车如 UGT3000 UGT6000 UGT15000 UGT16000

5.苏联首先采用交叉传动装置。如M7 M9装置。

6.苏联首先在舰船上采用燃气-蒸汽联合动力装置,并在巡洋舰上应用。

7.几十年间苏联针对不同舰船设计出大量繁花似锦般的以燃气轮机为基础的各种联合动力装置。

8.在盛世时期,苏联生产的舰船燃气轮机的总功率约占全世界总产量的三分之一。苏联解体后,燃气轮机生产一落千丈。现今,原属苏联现在位于乌克兰的企业,除了对原有机型的改进外仅有一款新型船用燃气轮机UTG25000

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燃气轮机是现代化大型战舰的“心脏”,目前能制造此类设备的企业除了美国通用电气公司和英国罗尔斯·罗伊斯公司,就剩下乌克兰“曙光”机械设计科研生产联合体(MD)。在苏联时期,MD为半数以上的苏联主力舰艇提供了UGT-15000燃气轮机。乌克兰独立后,MD又研制出达到世界先进水平的UGT-25000(又称DA-80)大功率燃气轮机,该机重16吨,额定功率2.9万千瓦,是6000吨以上大型舰艇的理想动力源。

美国 美国船用轮机虽然起步相对较晚,但后来居上。

1. 由于美国航空工业发达,始终走航机舰改之路,60年代中后期,FT12,LM1500(11000千瓦)和FT4(15000千瓦)等机型相继研制成功,美国开始重视燃气轮机用于中型水面舰艇的问题。

2. 70年代初,LM2500(18000千瓦)成功装舰运行,标志着二代舰用燃气轮机进入实用阶段。美国海军从斯普鲁斯级开始采用全燃动力(DD963 FFG7 CG47 DDG51)踏上主要水面舰艇燃气轮机化的道路。

3. LM2500系列燃气轮机的发展之路堪称经典,一枝独秀。

LM2500系列燃气轮机从航空发动机派生而来,刚问世时功率约16540千瓦,效率越36%,但是该机型一直在LM2500的基础上做系列发展,粗略统计大概每10年上一个台阶,或功率提升,或效率提升,或者二者皆提高。经过近40年的发展。从LM2500到LM2500+再到LM2500+G4 功率约35000千瓦 效率越39% 而且工业,船用先后协调发展,是航改燃机一个非常成功的系列发展案例在技术和商业上都最具有代表性。值得我们借鉴。

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LM2500系列燃气轮机是美国通用动力公司于上世纪六十年代以TF39涡轮风扇发动机为蓝本研制的航改

式燃气轮机。该系列燃气轮机有着非常广泛的用途,可应用于船舶动力,发电,石油开采等多种目的。最为主要的用途是作为军用舰艇的动力装置。由于该型燃气轮机性能优秀,所以美国与其他海军均采购LM2500燃气轮机作为作战舰艇的动力装置。从上世纪70年代初正式投入使用以来,LM2500系列燃气轮机已经销售了2000多台(包括工业和舰船),占据了世界舰船燃气轮机的绝大部分份额。目前,用于舰船推进的LM2500和LM2500+燃气轮机的总运行时数已经超过惊人的5千万小时,这是其他任何一种舰船燃气轮机都难以企及的高度。 这一切都得益于LM2500的高性能、高可靠性和高利用率,也得益于其不断的升级改进。从最初的25500马力(18755千瓦)到G4的 47370马力(34841千瓦),LM2500连续跨越了两个功率等级的台阶,从而充分满足了客户的需求。可以说,LM2500是最优秀、最成功的燃气轮机。从目前世界燃气轮机发展的趋势来看,很难再出现一种可以挑战甚至超越这座丰碑的新型燃气轮机了。而且燃气轮机属于高技术产品,研发必须具备雄厚的工业基础和长期不断的投入,目前世界上真正能设计、制造船用大功率燃气轮机的厂商数量也很少


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