2020年4月，英国皇家海军23型“里士满”号护卫舰完成新型推进系统的安装和试验，采用新型柴油发电机组，成为首艘完成“发电与机械控制系统升级”（PGMU）计划改造的舰艇。该舰将于2021年护送“伊丽莎白女王”号航母开展首次部署。英国国防部称，该舰还将为下一代26型护卫舰提供技术验证支撑。
图1 “里士满”号护卫舰
一、23型护卫舰推进系统改造背景
英国23型护卫舰采用柴电-燃联合推进系统（CODLAG），装备2台斯贝系列燃气轮机以及4台额定功率1.3MW的帕克斯曼Valenta 12 RP2000CZ柴油发电机。舰艇最初的设计寿命仅为18年，而目前多数舰艇已服役近30年，长时间服役后，舰艇柴油发电机的可靠性不断下降。此外，23型护卫舰最初计划用于北大西洋、格陵兰岛、冰岛和英国周边寒冷海域，但实际也会用作通用护卫舰部署在温暖海域，由于冷却能力不足，舰艇高温环境下发电能力退化严重，单台发电机功率仅能达到1MW，远不能满足舰上现有负载和新型武器及传感器的用电需求。
为此，英国国防部2013年启动“发电与机械控制系统升级”计划，该计划是23型护卫舰“能力维持和延寿计划”（LIFEX）的一部分。“发电与机械控制系统升级”计划旨在解决23型护卫舰发电能力不足的问题，将总发电能力提高20%，满足新型武器和传感器的用电需求，使23型护卫舰顺利服役至21世纪30年代中期。
二、“发电与机械控制系统升级”计划概述
“发电与机械控制系统升级”计划是23型护卫舰服役以来的最大改动，在舰艇上安装了近600米的新管道和超过8000米的新电缆。计划主要涉及5项内容，包括更换柴油发电机组、更换600/440V电力转换设备、改装配电盘、升级机械监控系统和系统集成。其中，柴油发电机组将换装罗罗MTU 12V 4000 M53B型，额定功率1.65MW，已于2016年交付，合同总金额6800万英镑。电力转换设备更换由英国希钦格（Hitzinger）公司负责，合同金额1200万英镑。机械监控系统升级由罗罗公司负责，合同金额1800万英镑，以解决系统老旧问题，更改硬件和人机界面，使其能够监控新型柴油发电机组。系统集成工作由巴布科克海洋技术公司负责，合同金额360万英镑。
图2 MTU 12V-4000 M53发电机组
三、舰艇改造方案
为满足“发电与机械控制系统升级”改造要求，工作人员主要对舰艇的海水系统、复合法兰、CO2消防系统、发电机主电源线等进行了改造。
海水系统改造。新装柴油发电机组要求将舰艇上层辅机室的冷却能力提高30%。改装时，将现有的船用高压海水系统与上层辅机室的低压海水系统分开：在电动机和齿轮室、燃气轮机室分别新装2个、1个低压海水泵，同时移除上层辅机室的高压海水泵，并增加高压海水泵用于消防的水量。这种改造使高压海水系统可用于承担舰上主要的消防任务，减少了运行时间，降低了电气负载对系统的压力。
复合法兰改造。由于复合法兰对冲击载荷的耐受性差，23型护卫舰设计时没有使用复合法兰。然而在舰艇改造时，考虑到复合法兰成本低、允许的制造误差大，工作人员为舰艇安装了复合法兰，并进行了冲击试验。试验时，在护卫舰各种直径的管道上安装复合法兰，管内装满水并加压至8bar，证实法兰在冲击载荷下不会损坏或退化。
CO2消防系统。英国国防部要求舰艇消防系统不使用消耗臭氧层物质。为此，舰艇改造时采用了CO2消防设施，并采取通风、泄露检测等安全措施。
发电机主电缆。改造时对舰艇主电缆及架桥进行了重新设计。
四、试验过程
“发电与机械控制系统升级”计划于2017年1月通过系统准备度审查，“里士满”号护卫舰于同年9月开始改装。
2020年2月，“里士满”号护卫舰开始在巴布科克海洋技术公司进行改装后试验。该舰除安装了新型推进系统外，还进行了与其他护卫舰相同的升级工作（尤其是用“海上拦截者”替代“海狼”防空导弹）。在航道试验中，该舰经历了“豪尔赫”风暴和33°的船体滚转，验证了新型推进系统的可靠性、有效性和为舰上武器和传感器提供更多电能的能力。
图3 英国皇家海军23型“阿盖尔”号护卫舰上的“海上拦截者”导弹发射架
“发电与机械控制系统升级”计划研发的推进系统未来还将装备8艘26型护卫舰。