DOI: https://doi.org/10.20998/2413-4295.2020.04.07

Вдосконалення циліндра високого тиску турбіни К-1000-60/1500-2 бл. №4 Балаковської АЕС

Ihor Palkov, Sergii Palkov, Oleh Ishchenko, Olena Avdieieva

Анотація


Підвищення потужності енергоблоків атомних станцій є світовою тенденцію та широко реалізується в країнах Європи та Сполучених шатах Америки. Зазвичай роботи з підвищення потужності блоків атомних станцій проводяться під час планових реконструкцій. Особливостями такої реконструкції є часткова заміна обладнання, що у порівнянні з повною дає значну економію ресурсів. Використання такого підходу дозволяє частково замінити елементи проточної частини, що в свою чергу виконується з метою для забезпечення необхідних параметрів течії в проточній частині турбомашини, а також дозволяє повторно використовувати не модифіковані елементи конструкції. Ця стаття містить узагальнення досвіду АТ «Турбоатом» з проведення вдосконалення циліндру високого тиску, а також розглядаються конструктивні особливості проекту модернізації турбоустановки К-1000-60/1500-2 блоку 4 Балаковської АЕС виробництва ПАТ «Турбоатом». В рамках проекту модернізації АТ «Турбоатом» виконав комплекс теплових і міцністних розрахунків ЦВТ турбіни К-1000-60/1500-2 з урахуванням підвищення теплової потужності реактора до 3210 МВт з використанням існуючих деталей і вузлів. Прийняті конструкторські і схемні рішення в проекті модернізації турбоустановці К-1000-60/1500-2 бл. 4 Балаковської АЕС і високий ступінь уніфікації її елементів, відпрацьованих і освоєних у виготовленні і експлуатації на станціях, сприяють підвищенню якості її технічного обслуговування і ремонтів, дозволяють вважати, що ця турбоустановки матиме високі техніко-економічні показники, а також забезпечують її високу конкурентоспроможність на зовнішньому ринку. Удосконалена проточна частина ЦВТ оснащена розвиненою системою видалення вологи. Відведення вологи з міжвінцевих зазорів здійснюється системою дренажних отворів в надбандажних козирках діафрагм. Волога з межступеневих зазорів відводиться в камери видалення вологи за робочими лопатками. Ефективність видалення вологи за робочими лопатками забезпечується конічним меридіональним обводом робочих лопаток і вологосборними канавками на бандажах робочих лопаток. Розрахункова величина збільшення електричної потужності турбоустановки К-1000-60/1500-2 бл. 4 Балаковської АЕС при підвищенні теплової потужності реактора до 3210 МВт становить 52,56 МВт.


Ключові слова


атомна енергетика; реакторна установка; турбоустановки; модернізація; підвищення потужності

Повний текст:

PDF

Посилання


Shvecov V. L., Kozheshkurt I. I., Bojko A. V., Usatyj A. P., Solodov V. G., Handrimajlov A. A. Sovershenstvovanie cilindra vysokogo davlenija turbiny K-220-44-2M AJeS "Loviisa". Teplojenergetika, 2013, 2, pp. 22–29.

Bojko A. V., Usatyj A. P., Rudenko A. S. Mnogokriterial'naja mnogoparametricheskaja optimizacija protochnoj chasti osevyh turbin s uchetom rezhimov jekspluatacii: monogr. Har'kov: NTU «KHPІ», 2014. 220 p.

Usatyj A. P. Vserezhimnaja mnogoparametricheskaja mnogokriterial'naja optimizacija protochnoj chasti turbin v integrirovannom informacionnom prostranstve : dis. ... d-r tehn. nauk : 05.05.16. Usatyj Aleksandr Pavlovich. Har'kov, 2012. 418 p.

Usatyi O., Avdieieva O., Maksiuta D., Tuan P. Experience in applying DOE methods to create formal macromodels of characteristics of elements of the flowing part of steam turbines. AIP Conference Proceedings, 2018, Vol. 2047, pp. 020025, doi:10.1063/1.5081658.

Avdieieva O., Usatyi O., Vodka O. Development of the Typical Design of the High-Pressure Stage of a Steam Turbine. Lecture Notes in Mechanical Engineering, Springer, 2020, pp. 271–281.

Tanuma T. Development of last-stage long blades for steam turbines. Adv. Steam Turbines Mod. Power Plants, 2017, pp. 279–305.

Jang H. J., Kang S. Y., Lee J. J., Kim T. S., Park S. J. Performance analysis of a multistage ultrasupercritical steam turbine using computational fluid dynamics. Appl. Therm. Eng., 2015, 87, pp. 352–361.

Weidtmann K., Bühler P., Braining E., Haj Ayed A., Lin G. High efficient steam turbine design based on automated design space exploration and optimization techniques. Available at: www.euroturbo.eu (accessed 2019/09/25).

Manassaldi J. I., Arias A. M., Scenna N. J., Mussati M. C., Mussati S. F. A discrete and continuous mathematical model for the optimal synthesis and design of dual pressure heat recovery steam generators coupled to two steam turbines. Energy, 2016, 103, pp. 807–823.

Paroturbinnye ustanovki atomnyh jelektrostancij. Pod red. Ju.F.Kosjaka. M., Jenergija, 1978. 312 p.

Buzlukov V. A., Teplickij M. G., Maksimenko A. A., Poruchinskij T. V. Naturnye ispytanija turboustanovki K-1000-60/1500-2 POAT HTZ na Zaporozhskoj AJeS. Teplojenergetika, 1989, 2, pp. 9-15.

Shvecov V. L., Galacan V. N. Raboty OAO «Turboatom» po modernizacii i sovershenstvovaniju turbin AJeS. Vestnik NTU «HPI». Jenergeticheskie i teplotehnicheskie processy i oborudovanie: Sb. nauch. Trudov, Har'kov: NTU «HPI», 2007, 2, 6-10.

Levchenko V. E. Opyt OAO «Turboatom» v razrabotke i modernizacii turbin dlja AJeS. Vestnik NTU «HPI». Jenergeticheskie i teplotehnicheskie processy i oborudovanie: Sb. nauch. trudov. Har'kov: NTU «HPI», 2010, 2, pp. 5 -11.

Garbuzov I. P., Ojberman L. B., Teplickij M. G., Flak Ju. V. Jeksperimental'no-raschetnoe opredelenie jeffektivnosti modernizacii protochnyh chastej CVD turbin K-1000-60/1500 POAT HTZ. Teplojenergetika, 1991, 2, pp. 2-6.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


  1. Швецов В. Л., Кожешкурт И. И., Бойко А. В., Усатый А. П., Солодов В. Г., Хандримайлов А. А. Совершенствование цилиндра высокого давления турбины К-220-44-2М АЭС "Ловииса". Теплоэнергетика. 2013. № 2. С. 22–29.
  2. Бойко А. В., Усатый А. П., Руденко А. С. Многокритериальная многопараметрическая оптимизация проточной части осевых турбин с учетом режимов эксплуатации: моногр. Харьков: НТУ «ХПІ», 2014. 220 с.
  3. Усатый А. П. Всережимная многопараметрическая многокритериальная оптимизация проточной части турбин в интегрированном информационном пространстве : дис. ... д-р техн. наук : 05.05.16 / Усатый Александр Павлович. Харьков, 2012. 418 с.
  4. Usatyi O., Avdieieva O., Maksiuta D., Tuan P. Experience in applying DOE methods to create formal macromodels of characteristics of elements of the flowing part of steam turbines. AIP Conference Proceedings. 2018. Vol. 2047. P. 020025. doi: 10.1063/1.5081658.
  5. Avdieieva O., Usatyi O., Vodka O. Development of the Typical Design of the High-Pressure Stage of a Steam Turbine. Lecture Notes in Mechanical Engineering, Springer, 2020. C. 271–281.
  6. Tanuma T. Development of last-stage long blades for steam turbines. Adv. Steam Turbines Mod. Power Plants. 2017. P. 279–305.
  7. Jang H. J., Kang S. Y., Lee J. J., Kim T. S., Park S. J. Performance analysis of a multistage ultrasupercritical steam turbine using computational fluid dynamics. Appl. Therm. Eng. 2015. 87. P. 352–361.
  8. Weidtmann K., Bühler P., Braining E., Haj Ayed A., Lin G. High efficient steam turbine design based on automated design space exploration and optimization techniques. URL: www.euroturbo.eu (accessed 2019/09/25).
  9. Manassaldi J. I., Arias A. M., Scenna N. J., Mussati M. C., Mussati S. F. A discrete and continuous mathematical model for the optimal synthesis and design of dual pressure heat recovery steam generators coupled to two steam turbines. Energy. 2016. 103. P. 807–823.
  10. Паротурбинные установки атомных электростанций. под ред. Ю.Ф.Косяка. – М.: Энергия, 1978. 312 с.
  11. Бузлуков В. А., Теплицкий М. Г., Максименко А. А., Поручинский Т. В. Натурные испытания турбоустановки К-1000-60/1500-2 ПОАТ ХТЗ на Запорожской АЭС. Теплоэнергетика. 1989. №2. С. 9-15.
  12. Швецов В. Л., Галацан В. Н.  Работы ОАО «Турбоатом» по модернизации и совершенствованию турбин АЭС.  Вестник НТУ «ХПИ». Энергетические и теплотехнические процессы и оборудование: Сб. науч. трудов. Харьков: НТУ «ХПИ». 2007. №2. С. 6-10.
  13. Левченко В. Е. Опыт ОАО «Турбоатом» в разработке и модернизации турбин для АЭС. Вестник НТУ «ХПИ». Энергетические и теплотехнические процессы и оборудование: Сб. науч. трудов. Харьков: НТУ «ХПИ». 2010. №2. С. 5-11.
  14. Гарбузов И. П., Ойберман Л. Б., Теплицкий М. Г., Флак Ю. В. Экспериментально-расчетное определение эффективности модернизации проточных частей ЦВД турбин К-1000-60/1500 ПОАТ ХТЗ. Теплоэнергетика. 1991. №2. С. 2-6.