Оценка ресурсных показателей ротора высокого давления турбины К-1000-60/3000 при продлении эксплуатации

image_print
DOI https://doi.org/10.15407/pmach2019.04.041
Журнал Проблемы машиностроения
Издатель Институт проблем машиностроения им. А. Н. Подгорного Национальной академии наук Украины
ISSN 0131-2928 (print), 2411-0779 (online)
Выпуск Том 22, № 4, 2019 (декабрь)
Страницы 41-47

 

Авторы

О. Ю. Черноусенко, Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского» (3056, Украина, г. Киев, пр. Победы, 37), e-mail: chernousenko20a@gmail.com, ORCID: 0000-0002-1427-8068

В. А. Пешко, Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского» (3056, Украина, г. Киев, пр. Победы, 37), e-mail: vapeshko@gmail.com, ORCID: 0000-0003-0610-1403

 

Аннотация

Надежная работа атомных электростанций (АЭС) является условием устойчивого развития энергетического сектора Украины. На текущем этапе наработка значительной части паротурбинного оборудования АЭС приближается к своему парковому значению. Продление эксплуатации атомных электростанций свыше паркового ресурса требует проведения поверочного расчета остаточного ресурса его основных элементов. Разработана модель оценки ресурсных показателей ротора высокого давления паровой турбины К-1000-60/3000. На базе трехмерного пространственного аналога выполнен расчет теплового и напряженно-деформированного состояния ротора высокого давления для всех типичных эксплуатационных режимов работы. Установлено, что зонами концентрации напряжений являются галтельные переходы и разгрузочные отверстия первых ступеней, а также осевое отверстие турбины в области четвертой и пятой ступеней. Расчет темпов накопления циклической поврежденности в основном металле выполнен с использованием корреляционных зависимостей малоцикловой усталости, поскольку экспериментальные данные касательно сопротивляемости стали 30ХН3М1ФА, из которой изготовлен ротор, в литературе отсутствуют. Рассчитаны допустимые значения чисел циклов пуска из различных тепловых состояний и допустимое время работы при стационарных режимах эксплуатации. Для ротора высокого давления энергоблока № 3 Ровенской АЭС (РАЭС) проведена оценка уровня накопленной циклической и статической повреждаемости. Установлено, что исчерпание длительной прочности стали, как механизм разрушения, имеет доминирующее влияние на ресурсные показатели исследуемого объекта, по сравнению с малоцикловой усталостью. Статическая составляющая накопленной повреждаемости ротора высокого давления турбины К-1000-60/3000 блока № 3 РАЭС Пст=77%, циклическая Пц=11%. Индивидуальный остаточный ресурс составляет 26287 часов, что позволяет продлить срок эксплуатации ротора высокого давления на дополнительные 25 тысяч часов.

 

Ключевые слова: атомная электростанция, продление эксплуатации, остаточный ресурс, паровая турбина, малоцикловая усталость, длительная прочность.

 

Литература

  1. НД МПЕ України. Контроль металу і продовження терміну експлуатації основних елементів котлів, турбін і трубопроводів теплових електростанцій. – Типова інструкція. СОУ-Н МПЕ 40.17.401:2004. Офіц. вид. К.: ГРІФРЕ: М-во палива та енергетики України, 2005. 76 с.
  2. СОУ-Н МЕВ 40.1-21677681-52:2011 Визначення розрахункового ресурсу та оцінки живучості роторів та корпусних деталей турбіни: методичні вказівки / М. Г. Шульженко. Міненерговугілля України. Офіц. вид. К., 2011. 24 с.
  3. РТМ 108.020.16-83. Расчет температурных полей роторов и корпусов паровых турбин. Л.: НПО Центр. котлотурбин. ин-т, 1983. 112 с.
  4. РТМ 108.021.103. Детали паровых стационарных турбин. Расчёт на малоцикловую усталость. М., 1985. № АЗ–002/7382. 49 с.
  5. РД 34.17.440-96. Методические указания о порядке проведения работ при оценке индивидуального ресурса паровых турбин и продлении срока их эксплуатации сверх паркового ресурса. М., 1996. 98 с.
  6. Черноусенко О. Ю., Риндюк Д. В., Пешко В. А. Напружено-деформований стан ротора турбіни К-1000-60/3000 при типових режимах експлуатації. Вісник НТУ «ХПІ». Сер. Енергетичні та теплотехнічні процеси й устаткування. 2019. № 3 (1328). С. 4–10. https://doi.org/10.20998/2078-774X.2019.03.01.
  7. Peshko V., Chernousenko O., Nikulenkova T., Nikulenkov A. Comprehensive rotor service life study for high & intermediate pressure cylinders of high power steam turbines. Propulsion and Power Research. China: National Laboratory for Aeronautics and Astronautics. 2016. Vol. 5. Iss. 4. P. 302–309. https://doi.org/10.1016/j.jppr.2016.11.008.
  8. 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 – Energy-saving technologies and equipment. 2017. Vol. 1. No. 8 (85) P. 20–26. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.92459.

 

Поступила в редакцию 06 ноября 2019 г.