Реєстраційний номер
0223U005481,
0122U002102
, Науково-дослідна робота
Назва роботи
Високоефективна парова турбіна з ультра-суперкритичними параметрами пари для енергоблоків ТЕС України і світу
Назва етапу роботи
Керівник роботи
Русанов Роман Андрійович, Кандидат технічних наук
Дата реєстрації
22-12-2023
Організація виконавець
Інститут проблем машинобудування ім. А. М. Підгорного Національної академії наук України
Опис етапу
Вперше в світі запропоновано петльову схему з двоярусними лопатками проточної частини парової турбіни на ультра-суперкритичні початкові параметри пари. На прикладі парової турбіни серії К-300 показано, що реалізація цієї схеми дозволяє вирішити низку конструкторських та технологічних проблем: збереження осьових габаритів та розміщення нової турбіни в існуючих машинних залах, компенсувати осьові навантаження і реалізувати охолодження лопаток без втрати тепла в тепловому циклі.
Турбіна розрахована для роботи з початковими параметрами свіжої пари тиском 35,0 МПа і температурою 700°С з проміжним перегріванням пари до 700°С. Нова турбіна має 16 ступенів циліндру високого тиску (ЦВТ) та 10 додаткових ступенів циліндру середнього тиску(ЦСТ).
Розробка проводилась за допомогою розробленого в інституті програмного комплексу IPMFlow. Отримані результати показують високий внутрішній ККД нових проточних частин ЦВТ - 94,18 % та ЦСТ - 94.5 %. Що дозволило збільшити ККД енергоблоку до 49,2%, а приріст потужності склав 80,64 МВт.
На наступному етапі проведено розрахунки на міцність створених проточних частин. Виявлено місця локалізації найбільших напружень. Вони розташовані у місцях кріплення лопаток до обводів. Значення цих напружень є допустимими.
Наступним кроком був вибір типу замкового з’єднання лопаток, а саме грибоподібне хвостове з'єднання. Також були проведені розрахунки на міцність такого типу з’єднань, що показало їх надійність та витривалість до напружень у цій конструкції.
Проведено чисельне моделювання температурного стану лопаток петльової турбіни при якому охолодження лопаток відбувається шляхом відбору більш холодної пари з «нижньої» лопатки. Визначено, що при використанні для охолодження 2 % масової витрати пари досягається зменшення середньої температури поверхні лопатки на 62,2°С для ЦВТ, та на 40,4°С для ЦСТ.
З використанням результатів міцнісного і газодинамічного аналізу був обраний матеріал конструкції - сталь виробництва Республіки Чехія – CSN 17335.
Опис продукції
Автори роботи
Додано/оновлено в НРАТ
2023-12-22
