GE Marine Solutions meldet den erfolgreichen Abschluss verschiedener Brandtests an seinem neuen Verbundgehäuse LM2500 im Rahmen des Modulmodernisierungsprogramms (MMP). Die Brand- und Komponententests bestätigten die Verwendung eines Verbundwerkstoffs zur deutlichen Gewichtsreduzierung und Leistungssteigerung. Darüber hinaus wurde das Gehäusedesign um aktualisierte Sensoren und Komponenten erweitert.
Zu den Teilnehmern des MMP zählen GE, General Dynamics Bath Iron Works und die United States Navy; das Programm begann im Jahr 2014.
„Schiffe stehen ständig vor der Herausforderung, ihre aktuellen und zukünftigen Leistungsanforderungen zu erfüllen und gleichzeitig die Lebenszykluskosten zu senken“, sagte Brien Bolsinger, Vice President und General Manager von GE. „Deshalb wurde das MMP kundenorientiert entwickelt: Es modernisiert das Gasturbinenmodul mit bewährten neuen Technologien, die das Gehäusegewicht um rund 50 % reduzieren und gleichzeitig die Lebenszykluskosten und Lärmemissionen senken sowie die Sicherheit verbessern.“
Die neue monolithische Verbundstruktur des GE LM2500 Marinemoduls kommt ohne Schraubverbindungen zwischen Wänden und Decke aus. Dies verbessert die Montage und die Geräuschdämpfung durch den Wegfall von Schallkanälen erheblich. Der Einsatz von Verbundwerkstoffen ermöglicht zudem größere und dennoch leichtere Modultüren und -klappen für eine einfachere Handhabung. Durch den Einsatz von Verbundwerkstoffen wird Rostbildung an Türen, Scharnieren und Klappen vermieden, was den Wartungsaufwand reduziert und die Sicherheit erhöht.
Abgebildet ist die neue Verbundseitenwand des Schiffsgasturbinenmoduls GE LM2500 während der Validierungstests zur Feuerbeständigkeit und strukturellen Integrität, die am Southwest Research Institute durchgeführt wurden.
Am Southwest Research Institute (SwRI) wurden Brandtests durchgeführt, um zu bestätigen, dass die Verbundkonstruktion den Feuerwiderstandsanforderungen der US Navy entspricht. Das SwRI ist ein akkreditiertes Prüflabor und eine unabhängige Qualitätssicherungs- und Inspektionsagentur.
Die SwRI-Tests ergaben außerdem Folgendes:
• Die Modulverbundwand hat Tests mit direkter Flammeneinwirkung und indirekter Hitzeeinwirkung bestanden, bei denen die Toxizität von austretendem Rauch und Gas geprüft wird.
Die Verbundwand- und Deckenplatte hat die Feuerwiderstands- und Strukturintegritätstests bestanden. Diese Tests maßen die Widerstandsfähigkeit des Materials gegenüber schnell aufsteigendem Feuer und die Tragfähigkeit der Struktur (einschließlich Feuerwehrpersonal) im Brandfall. Die Platte wurde einem schnellen Temperaturanstieg ausgesetzt und bei 2000 °F gehalten.
Tests und Analysen von Stahl- und Verbundwandabschnitten, die 500 °C ausgesetzt waren – zusammen mit der kalibrierten Wärmeübertragungsanalyse – zeigten deutliche Verbesserungen durch die GE-Verbundwandkonstruktion. Diese Tests deuten darauf hin, dass die Außenhauttemperaturen deutlich gesenkt werden konnten.
• Vergleichstests von Akustikplatten zeigten Verbesserungen beim übertragenen Schalldruckpegel (dBA).
Der Schwerpunkt des MMP liegt auf dem von GE entwickelten Gehäuse, das die gesamte LM2500-Gasturbine (Einlass, Motor und Auspuff) umschließt und mehrere wichtige Funktionen erfüllt. Das Gehäuse begrenzt die Wärmeabstrahlung in den Maschinenraum und schützt die Besatzung vor den von der Gasturbine und dem Auspuff ausgehenden Temperaturen von über 1000 °C. Das Gehäuse bildet eine akustische und Brandschutzbarriere um die Gasturbine und dient so der Sicherheit des Schiffes. Tests zufolge dämpft das neue LM2500-Verbundgehäuse den Lärm besser und bietet gleichzeitig die gleichen Feuerbeständigkeitseigenschaften wie das Stahlgehäuse.
LM2500 Marinemodul
Vollständig zertifiziert gemäß den Stoßanforderungen der US Navy
Die Montage eines Gehäuseprototyps ist derzeit im Gange und wird in einem Gasturbinenprüfstand im Originalmaßstab getestet, um die durch Komponententests und -analysen vorhergesagte Geräuschdämpfung und thermische Leistung zu bestätigen. Anschließend wird das Verbundgehäuse einem Barge-Schocktest gemäß den Anforderungen der US Navy unterzogen. Diese Tests sollen bis Mitte 2018 abgeschlossen sein.
Das im Rahmen des MMP entwickelte Gasturbinenmodul wird 2018 verfügbar sein und erstmals auf den DDG-51 Flight III-Schiffen der US Navy zum Einsatz kommen. Das leichte Verbundgehäuse und die aktualisierten Komponenten werden ebenfalls 2018 für internationale Marinen verfügbar sein. Unabhängig davon fertigt GE derzeit eine nachrüstbare Verbundtürbaugruppe für einen Marinekunden.
Weltweit sind mehr als 1,400 GE-Gasturbinen über 14 Millionen Stunden im Einsatz und werden von 35 Marinen auf 500 Marineschiffen für 100 militärische Schiffsprogramme eingesetzt, von Patrouillenbooten, Zerstörern und Kreuzern bis hin zu Korvetten, Fregatten, Amphibienschiffen und Flugzeugträgern.