Подовження терміну експлуатації парових турбін великої потужності (на прикладі турбін К-200-130) - Автореферат

Національна академія наук України Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня доктора технічних наукРоботу виконано на кафедрі теплоенергетичних установок теплових і атомних електростанцій Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут» Міністерства освіти і науки України та в Інституті проблем машинобудування ім. На підставі запропонованих математичних моделей теплового, напружено-деформованого стану та малоциклової утомленості елементів ЦВТ і ЦСТ парових турбін потужністю 200 МВТ з урахуванням ремонтно-поновлювальних змін впродовж всього терміну експлуатації, а також експериментально визначених коефіцієнтів запасу міцності металу роторів та корпусів турбіни К-200-130-1,3 ЛМЗ отримано дані щодо продовження терміну експлуатації. Встановлено реальну можливість продовження терміну експлуатації енергетичного обладнання за результатами проведення чисельних і експериментальних досліджень, розраховано допустиму кількість пусків, сумарну пошкодженість та залишковий термін експлуатації роторів, корпусів та клапанів ЦВТ і ЦСТ парових турбін К-200-130-1, 3 ст. Выполнен анализ существующих путей продления ресурса энергетического оборудования и расчетные исследования теплового, напряженно-деформированного состояния и малоцикловой усталости роторов, корпусов и клапанов ЦВД и ЦСД паровых турбин мощностью 200 МВТ. Впервые выполнена экспериментальная оценка малоцикловой усталости металла ротора 25Х1М1ФА и корпуса 15Х1М1ФЛ паровой турбины мощностью 200 МВТ, отработавших в реальных условиях эксплуатации на энергетических объектах более 220000 ч.експериментальне дослідження малоциклової утомлюваності металу ротору ЦСТ та корпусів ЦВТ і ЦСТ парових турбін, що відпрацювали парковий ресурс, та визначення коефіцієнтів запасу міцності металу роторів (сталь 25Х1М1ФА) та корпусів (сталь 15Х1М1ФА) ЦВТ і ЦСТ парової турбіни К-200-130 ЛМЗ; Вперше на підставі експериментальних досліджень зразків металу високотемпературних елементів парових турбін, змінення геометрії цих елементів під час ремонтних компаній, а також технічного аудиту обладнання сформульовано комплексний підхід до вирішення проблеми продовження терміну експлуатації роторів, корпусів і стопорних клапанів ЦВТ і ЦСТ парових турбін потужністю 200 МВТ. Для парових турбін типу К-200-130-1,3 вперше розроблено математичну модель теплового (ТС), напружено-деформованого стану (НДС) та малоциклової утомленості (МЦУ) роторів, корпусів і стопорних клапанів ЦВТ і ЦСТ парових турбін з урахуванням наявних пошкоджень проектних конструкцій та ремонтно-поновлювальних змін елементів у процесі експлуатації на базі 2D-і 3D-просторових аналогів для роторів ЦВТ і ЦСТ; корпусів ЦВТ і ЦСТ з фланцями горизонтального розєму, порожнинами для обігріву фланців, паровими ресиверами, дренажними патрубками; для стопорних клапанів циліндрів ЦВТ і ЦСТ з патрубками підводу та відводу пари. На підставі запропонованого методу визначення теплового, напружено-деформованого стану енергетичного обладнання парових турбін з урахуванням наявних пошкоджень та ремонтних змінень проектних конструктцій елементів енергетичного обладнання в процесі експлуатації запропонована методика прогнозування подальшого життєвого циклу роторів, корпусів і стопорних клапанів ЦВТ і ЦСТ парових турбін потужністю 200 МВТ. 3.1-3.5); в навчальному посібнику [2] автор підготував і написав главу 8; розробив схемні рішення АСТД енергоблоку електричної станції [18-20]; сформулював комплексну схему визначення залишкового ресурсу та продовження терміну експлуатації турбінного обладнання; прийняв участь у створенні 2D-і 3D-просторових аналогів високотемпературних елементів парової турбіни потужністю 200 МВТ з урахуванням змін геометрії під час проведення ремонтно-поновлювальних робіт [30, 32]; визначив граничні умови теплообміну у корпусних елементах парових турбін потужністю 200 МВТ [3-17, 21, 24]; розробив числові моделі теплового, напруженного стану і малоциклової утомленості роторів, корпусів, клапанів ЦВТ і ЦСТ з урахуванням змін геометрії під час проведення ремонтно-поновлювальних робіт для парової турбіни К-200-130 ст.Для збільшення терміну експлуатації енергоблоків парових турбін великої потужності необхідно формувати комплексний підхід як до питань продовження подальшої експлуатації обладнання ТЕС, так і до заміни енергетичного обладнання ТЕС новим. Аналіз результатів розрахунків малоциклової утомлюваності і живучості дозволяє зазначити, що ротори ЦВТ та ЦСТ парових турбін у зоні паровпусків працюють в умовах високотемпературного навантаження.

2. Основний зміст роботи