Визначення теплового та напружено-деформованого стану ротора середнього тиску турбіни Т-100/120-130 після пошкодження лопаток

Автори

О. Ю. Черноусенко, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» (03056, Україна, м. Київ, пр. Берестейський, 37), e-mail: chernousenko20a@gmail.com, ORCID: 0000-0002-1427-8068

В. А. Пешко, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» (03056, Україна, м. Київ, пр. Берестейський, 37), e-mail: vapeshko@gmail.com, ORCID: 0000-0003-0610-1403

Д. В. Риндюк, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» (03056, Україна, м. Київ, пр. Берестейський, 37), e-mail: rel_dv@ukr.net, ORCID: 0000-0001-7770-7547

Анотація

У період ворожих обстрілів енергетичних об’єктів України мають місце аварійні пошкодження робочих лопаток роторів і направляючих апаратів турбін. Роботи, пов’язані з визначенням теплового й напружено-деформованого станів елементів енергетичного обладнання, які в умовах експлуатації ТЕЦ після її пошкодження мають значний вплив, є досить актуальними. Авторами визначаються тепловий та напружено-деформований стани, які мають місце після пошкодження ротора середнього тиску турбіни Т-100/120-130 енергоблоку ТЕЦ в умовах аварійних пошкоджень. При розрахунковій оцінці теплового й напружено-деформованого станів ротора середнього тиску (РСТ), беручи до уваги дані технічного аудиту щодо пошкоджень, створена геометрична модель РСТ, яка враховує всі наявні аварійні пошкодження і зміну конструкції у порівнянні з проєктною. При пусках з холодного стану РСТ турбіни Т-100/120-130 максимальні інтенсивності умовних пружних напружень у момент часу 16800 с у зоні канавки ущільнень за третім нерегульованим ступенем РСТ дорівнюють σ_і=127 МПа, а в зоні осьового отвору – σ_і=125 МПа. Максимальні інтенсивності умовних пружних напружень у момент часу 18000 с у зоні  канавки ущільнень за третім нерегульованим ступенем РСТ дорівнюють σ_і=123 МПа, а в зоні осьового отвору – σ_і=125 МПа при пусках з неостиглого стану. Максимальні інтенсивності умовних пружних напружень при пусках із гарячого стану РСТ турбіни Т-100/120-130 у момент часу 6400 с (3000 об/хв.) дорівнюють в зоні першого нерегульованого ступеня в канавці ущільнень за ступенем РСТ σ_і=201 МПа, а в зоні осьового отвору σ_і=161 МПа. Також значними є інтенсивності умовних пружних напружень у момент часу 7000 с (3000 об/хв.) в зоні першого нерегульованого ступеня в канавці ущільнень за ступенем РСТ σ_і=168 МПа і в зоні осьового отвору σ_і=161 МПа.

Ключові слова: теплофікаційна електростанція, парова турбіна, Т-100/120-130, циліндр середнього тиску, ротор середнього тиску, потужність, тиск, температура, втрата, парковий ресурс, нестаціонарна теплопровідність, тепловий стан, напружено-деформований стан.

Повний текст: завантажити PDF

Література

1. Черноусенко О. Ю., Риндюк Д. В., Пешко В. А. Оцінка залишкового ресурсу та подовження експлуатації парових турбін великої потужності (частина 3): монографія для науковців та докторів філософії за спеціальністю 144 «Теплоенергетика». Київ: НТУУ «КПІ імені Ігоря Сікорського», 2020. 297 с.
2. Mazur Z., Hernandez-Rossette A., Garcia-Illesoas R. L-0 blades failure Investigation of a 110 MW geothermal turbine. Proceedings of ASME 2006 Power Conference (May 2–4, 2006, Atlanta, Georgia, USA). 2006. P. 281–289. https://doi.org/10.1115/POWER2006-88024.
3. Suzuki T., Matsuura T., Sakuma A., Kodama H., Takagi K., Curtis A. Recent upgrading and life extension technologies for existing steam turbines. Proceedings of ASME 2005 Power Conference (April 5–7, 2005, Chicago, Illinois, USA). 2005. P. 577–582. https://doi.org/10.1115/PWR2005-50342.
4. Sanders W. P. Turbine steam path engineering for operations and maintenance staff. Canada, Toronto: Turbo-Technic Services Inc., 1988.
5. Chernousenko O., Usatyi O., Peshko V., Bovsunovsky A. Research of the possibility of operating a NPP turbine without a stage of damaged blades. In: Ball A. D., Ouyang H., Sinha J. K., Wang Z. (eds) Proceedings of the UNIfied Conference of DAMAS, IncoME and TEPEN Conferences (UNIfied 2023). TEPEN IncoME-V DAMAS 2023. Mechanisms and Machine Science. 2024. Vol. 152. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-031-49421-5_6.
6. Chernousenko O., Butovsky L., Rindyuk D., Granovska O., Moroz O. Analysis of residual operational resource of high-temperature elements in power and industrial equipment. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies – Еnergy-saving technologies and equipment. 2017. Vol. 1. No. 8 (85). P. 20–26. http://dx.doi.org/10.15587/1729-4061.2017.92459.
7. СОУ-Н МПЕ 40.17.401:2021. Контроль металу і продовження терміну експлуатації основних елементів котлів, турбін і трубопроводів теплових електростанцій. Типова інструкція. Офіц. вид. Київ: ГРІФРЕ: Міністерство палива та енергетики України, 2021. 214 с.
8. Визначення розрахункового ресурсу та оцінка живучості роторів і корпусних деталей турбін. Методичні вказівки: СОУ- Н МЕВ 40.1–21677681– 52:2011 / М. Г. Шульженко, П. П. Гонтаровський, Ю. І. Матюхін, І. І. Мележик, О. В. Пожидаєв. Київ: ОЕП «ГРІФРЕ»: М-во енергетики та вугільної пром-сті України, 2011. 42 с.
9. Chernousenko O. Yu., Peshko V. A., Usatyi O. P. Changes in the thermal and stress-strain state of the HPC rotor of a powerful NPP turbine after the blades damage. Journal of Mechanical Engineering – Problemy Mashynobuduvannia. 2023. Vol. 26. No. 3. P. 15–27. https://doi.org/10.15407/pmach2023.03.015.
10. Chernousenko O. Yu., Peshko V. A. Assessment of resource parameters of the extended operation high-pressure rotor of the K-1000-60/3000 turbine. Journal of Mechanical Engineering – Problemy Mashynobuduvannia. 2019. Vol. 22. No. 4. P. 41–47. https://doi.org/10.15407/pmach2019.04.041.

Надійшла до редакції 25.01.2024