Rolls-Royce WR-21 - Rolls-Royce WR-21
O Rolls-Royce WR-21 é um motor marítimo de turbina a gás , projetado com o objetivo de fornecer energia aos mais recentes combatentes navais de superfície das nações parceiras.
História
Desenvolvido com recursos do governo do Reino Unido, França e Estados Unidos, o WR-21 foi projetado e fabricado por um consórcio internacional liderado pela Northrop Grumman como contratante principal. A turbina em si foi projetada principalmente pela Rolls-Royce com engenharia marítima significativa e informações de instalações de teste da DCN , com a Northrop Grumman responsável pelo intercooler , o recuperador e a integração do sistema .
O desenvolvimento do WR-21 baseia-se fortemente na tecnologia das famílias de turbinas a gás Rolls-Royce RB211 e Trent .
O projeto original e o desenvolvimento do WR-21 foram realizados pela Westinghouse Electric Corporation (mais tarde Northrop Grumman Marine Systems) sob um contrato da Marinha dos EUA firmado em dezembro de 1991. Mais tarde, a Marinha Real e a Marinha Francesa se interessaram pelo WR-21, levando ao envolvimento da Rolls-Royce e DCN.
O WR-21 é o sistema de propulsão dos contratorpedeiros Tipo 45 da Marinha Real .
Projeto
O WR-21 é a primeira turbina a gás aeroderivada a incorporar intercooler de compressor de gás e tecnologias de sistema de recuperação de calor de exaustão que oferecem baixo consumo específico de combustível em toda a faixa de operação do motor. Ele oferece uma redução na queima de combustível de 30% em todo o perfil operacional típico de um navio.
- O intercooler resfria o ar que entra no compressor de alta pressão, reduzindo a quantidade de energia necessária para comprimir o ar.
- O recuperador pré-aquece o ar de combustão, recuperando o calor residual do escapamento, melhorando a eficiência do ciclo e reduzindo o consumo de combustível.
Especificações
- Potência nominal: 25,2 MW
- Consumo específico de combustível : aproximadamente 190 g / kWh (53 g / MJ)
- Peso úmido do módulo principal: 45.974 kg
- Gerador de gás de carretel duplo e turbina de energia de rotação livre
- Carretel de baixa pressão (LP) com compressor de seis estágios e turbina de estágio único a 6.200 rpm (103 Hz)
- Carretel de alta pressão (HP) com compressor de seis estágios e turbina de estágio único a 8.100 rpm (135 Hz)
- Turbina de energia livre de cinco estágios 3.600 rpm (60 Hz)
- Intercooler entre compressores LP e HP
- Nove combustores radiais
- Recuperador de calor de exaustão para o ar de entrada do combustor
Questões operacionais
Em 2009, foi descoberto que o intercooler Northrop Grumman instalado no WR-21, nos destróieres Tipo 45, tinha uma grande falha de projeto, deixando de operar em temperaturas de água acima de 30 ° C. O intercooler do primeiro destróier Tipo 45, HMS Daring , falhou no meio do Atlântico em 2010 e teve que ser reparado no Canadá, com mais reparos para falha do intercooler em 2012 no Bahrein. O sistema pioneiro de propulsão elétrica integrada (IEP) do Type 45 usa dois WR-21s e dois geradores a diesel Wartsila 2 MW para alimentar tudo a bordo, incluindo sistemas de armas, além de propulsão e outras funções, deixando os navios vulneráveis a "falha elétrica total " O Ministério da Defesa disse: "O Tipo 45 foi projetado para operações em todo o mundo, desde ambientes subárticos a tropicais extremos, e continua a operar efetivamente no Golfo e no Atlântico Sul durante todo o ano."
Os motores WR-21 terão que ser complementados por um ou dois geradores a diesel adicionais, instalados por corte aberto no casco em doca seca .
O ex-primeiro lorde do mar, almirante Philip Jones, esclareceu que "as turbinas a gás WR-21 foram projetadas em condições extremas de clima quente para o que chamamos de" degradação graciosa "em seu desempenho, até que você chegue ao ponto em que vai além da temperatura em que estariam operar ... descobrimos que a resiliência dos geradores a diesel e do WR-21 no navio no momento não estava se degradando graciosamente; estava se degradando catastroficamente, então foi isso que tivemos que resolver. " O Almirante ainda argumentou que, apesar dos problemas, a Marinha Real foi capaz de implantar contratorpedeiros Tipo 45 em ciclos de nove meses para a região do Golfo, onde as temperaturas são altas com poucas falhas. A Royal Navy também foi capaz de manter pelo menos dois Type 45s em prontidão operacional.
Referências
links externos
- Página da turbina a gás marítima Rolls-Royce WR-21 (arquivado 08-11-2013)
- Comandante Colin R Inglês (novembro de 2003). O motor de turbina a gás recuperado WR-21 Intercooled - Integração em futuros navios de guerra (PDF) . Proceedings of the International Gas Turbine Congress 2003 Tokyo.