Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Турбомашины и турбоустановки

Диссертационная работа:

Лисянский Александр Степанович. Комплексная модернизация паровых трубин мощностью 200 и 300 МВТ электрических станций : диссертация ... кандидата технических наук : 05.04.12.- Санкт-Петербург, 2006.- 136 с.: ил. РГБ ОД, 61 07-5/1363

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 4

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИЙ ОБОРУДОВАНИЯ ПАРОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК МОЩНОСТЬЮ 200 И 300 МВТ. ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЙ

ИССЛЕДОВАНИЯ 9

ВВЕДЕНИЕ 9

1.1. АНАЛИЗ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДЕЙСТВУЮЩЕГО

ПАРОТУРБИННОГО ОБОРУДОВАНИЯ 9

12. АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИЙ ПАРОТУРБИННОГО ОБОРУДОВАНИЯ 14

! 3 ОБОСНОВАНИЕ И ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЙ ИССЛЕДОВАНИЯ. ВАРИАНТЫ

МОДЕРНИЗАЦИИ ПАРОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК 22

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ I 33

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

ПРОТОЧНЫХ ЧАСТЕЙ ТУРБИН МОЩНОСТЬЮ 200 И 300 МВТ 35

ВВЕДЕНИЕ 35

2.1 МОДЕРНИЗАЦИЯ ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ ЦВД 36

2 2 МОДЕРНИЗАЦИЯ ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ ЦСД 45

23 МОДЕРНИЗАЦИЯ ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ ЦНД 48

2 4 МОДЕРНИЗАЦИЯ УПЛОТНЕНИЙ ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ 56

2 5 ГАЗОДИНАМИЧЕСКОЕ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ВЫХЛОПНЫХ
ПАТРУБКОВ 63

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2 67

ГЛАВА ЗХОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ УЗЛОВ, СИСТЕМ И ОБОРУДОВА
НИЯ ТУРБИН МОЩНОСТЬЮ 200 И 300 МВТ
68

ВВЕДЕНИЕ 68

3 1 МОДЕРНИЗАЦИЯ КОНСТРУКЦИЙ ПОДШИПНИКОВ СКОЛЬЖЕНИЯ ТУРБИН

3 2 МОДЕРНИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ И ЗАЩИТТУРБИН 78

3.3 МОДЕРНИЗАЦИЯ КОНДЕНСАТОРОВ ТУРБИН 90

3 4 ПОВЫШЕНИЕ СТОЙКОСТИ К КАПЛЕУДАРНОЙ ЭРОЗИИ РАБОЧИХ

ЛОПАТОК ПРИ ИХ ИОННО-ПЛАЗМЕННОМ УПРОЧНЕНИИ 94

3 5 ОБЕСПЕЧЕНИЕ НАДЕЖНОЙ РАБОТЫ ЛОПАТОК ПОСЛЕДНИХ СТУПЕНЕЙ ... 100

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3 105

\

ГЛАВА 4. ПРОМЫШЛЕННОЕ ВНЕДРЕНИЕ И ОСВОЕНИЕ НА ЭЛЕКТРО
СТАНЦИЯХ МОДЕРНИЗИРОВАННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ОБОРУДОВАНИЯ
ПАРОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК МОЩНОСТЬЮ 200 И 300 МВТ
106

ВВЕДЕНИЕ 106

4.1. ВНЕДРЕНИЕ МОДЕРНИЗИРОВАННЫХ УЗЛОВ ПАРОТУРБИННОГО

ОБОРУДОВАНИЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ 106

4 2. ОСВОЕНИЕ НА ТЭС МОДЕРНИЗИРОВАННОГО ОБОРУДОВАНИЯ

ЭНЕРГОБЛОКОВ МОЩНОСТЬЮ 200 МВТ 108

4.3. ОСВОЕНИЕ НА ТЭС МОДЕРНИЗИРОВАННОГО ОБОРУДОВАНИЯ

ЭНЕРГОБЛОКОВ МОЩНОСТЬЮ 300 МВТ 116

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ4 124

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 125

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 127

Введение к работе:

Паровые турбины (ПТ) тепловых и атомных электростанций являются основным генерирующим оборудованием, обеспечивающим около 80% вырабатываемой электроэнергии в России и в мире. На долю тепловых электростанций (ТЭС) с паротурбинными установками приходится около 2/3 от установленных мощностей электростанций России. И в обозримом будущем ТЭС останутся основой электроэнергетики России и многих зарубежных стран [1-5].

В настоящее время значительная часть установленного паротурбинного оборудования ТЭС России выработала свой ресурс, а к 2015 году до 64% установленных мощностей РАО "ЕЭС России" выработают свой парковый ресурс. Это обусловливает возрастающую потребность в модернизации и замещении изношенного паротурбинного оборудования электростанций России и зарубежных стран - традиционных импортеров турбин ЛМЗ [2-7].

В соответствии с "Энергетической стратегией России на период до
I 2020г." [1] ожидается рост выработки электроэнергии на ТЭС России в 1,4 раза

к 2020 году по сравнению с 2000 годом. Только в 2006-2010гг. планируется ввод мощностей ТЭС России более, чем на 16 млн.кВт, причем за счет техпере-вооружения (модернизации) будет введено около 2,5 млн.кВт [8]. Еще большие объемы модернизации требуются для ТЭС зарубежных стран, в том числе с турбинами ЛМЗ и "Турбоатом" (Харьков).

Столь масштабные задачи требуют выбора объектов модернизации оборудования ТЭС. При этом следует особенно обозначить последовательную и закономерную задачу улучшения теплотехнических и эксплуатационных показателей паровых турбин при их модернизации [2,7,47,57,79,90,105,107,108 и

ДР-]-

Выбор предпочтительных типов паротурбинных установок для модернизации может быть сделан, исходя из следующих предпосылок: - восполнение значительного объема мощностей, вырабатывающих свой ресурс, может быть осуществлено только довольно крупными установками 150-800 МВт;

эти установки, близкие к исчерпанию своего ресурса, должны составлять значительную долю в структуре установленных мощностей РАО "ЕЭС России";

количество выпущенных паровых турбин данного мощностного ряда должно быть значительным с целью принятия, по возможности, типовых решений для модернизируемого оборудования, сокращения сроков его разработки;

эти установки после модернизации должны обеспечивать технико-экономические показатели, приближающиеся к таковым для современных, вновь строящихся паротурбинных установок.

Исходя из этого, наиболее обоснованной и перспективной является модернизация паровых турбин докритического давления мощностью 200 МВт, а также турбин сверхкритического давления мощностью 300 МВт. В совокупности это наиболее крупная серия паровых турбин (более 450 штук), выпущенных ЛМЗ. Конструкторские решения по модернизации этих турбин могут быть использованы при модернизации турбин других производителей, например, турбин мощностью 150 и 300 МВт Харьковского завода.

В этих условиях тема данной работы - модернизация паротурбинного оборудования установок мощностью 200 и 300 МВт становится важнейшим направлением развития конструкций паровых турбин и, несомненно, является актуальной.

Научная новизна работы заключается в:

комплексе научно-технических решений по модернизации паровых турбин мощностью 200 и 300 МВт, позволяющих формировать варианты модернизации турбин и обеспечивать повышение мощности, экономичности, надежности, ремонтопригодности, ресурса и снижение стоимости турбин;

разработке, исследовании и освоении впервые в практике отечественного турбостроения реактивного облопачивания цилиндров высокого давления;

разработке, исследовании и освоении впервые в практике отечественного турбостроения направляющих лопаток с переменным по высоте тангенциальным навалом;

разработке и освоении новой технологии упрочнения поверхности стальных и титановых лопаток методом ионной имплантации;

разработке и освоении оригинальной технологии холодноплазменной полировки стальных лопаток;

разработке, исследовании и освоении концевых уплотнений втулочного типа, существенно повышающих экономичность, надежность и ремонтопригодность;

формировании базы данных по результатам промышленных испытаний паровых турбин с различными вариантами модернизации.

Обоснование современных направлений и комплексных подходов к мо
дернизации паровых турбин, сложные конструкторские и технологические ре
шения, внедрение разработок в производство и освоение конструкций в экс
плуатации на электростанциях - все эти составляющие части диссертации име
ют большое практическое значение. Представляют практическую ценность за-
I конченность и направленность решенных задач по усовершенствованию конст-

рукций, позволяющих получить: увеличение мощности на 5-12%, повышение КПД проточной части на 2-5%, повышение надежности узлов турбины при их замене, увеличение срока службы, улучшение характеристик регулирования, повышение ремонтопригодности и др. Особая практическая значимость работы заключается в использовании конструкторских решений для модернизируемых турбин других типов (мощностью 500, 800 и 1200 МВт) и в конструкциях вновь создаваемых турбин.

Разработанные модернизированные конструкции паровых турбин мощностью 200 и 300 МВт воплощены в рабочей конструкторской документации СКВ ЛМЗ, внедрены при технологической подготовке производства и изготовлении цилиндров и узлов турбин, систем регулирования, подшипников и теплообмен-ного оборудования. Разработки, выполненные под руководством автора и при его непосредственном участии, внедрены в изготовленных турбинах мощно-стью 200 и 300 МВт для ТЭС "Балти" и "Эсти" в Эстонии, Лукомльской ГРЭС в Белоруссии, Марыйской ГРЭС в Туркмении, Конаковской ГРЭС в России, ТЭЦ

7 "Марица-Восток-3" в Болгарии и многих других. О завершенности реализации работы свидетельствует освоение в эксплуатации на большинстве этих электростанций модернизированных конструкций с проведением комплексных пус-коналадочных работ и подтверждением всех гарантированных показателей.

Результаты работ широко используются как при модернизации находящихся в эксплуатации турбин различной мощности (50-800 МВт), так и при разработке новых турбин мощностью до 1200 МВт.

В первой главе проводится анализ технико-экономических показателей и конструкций действующего паротурбинного оборудования, отмечаются резервы их совершенствования. Выполнено обоснование и выбор направлений исследования, охватывающих аэродинамическую оптимизацию проточных частей паровых турбин, совершенствование подшипников скольжения, конденсаторов пара, систем регулирования и парораспределения.

Во второй главе представлены расчетно-экспериментальные исследования и конструкторские разработки применительно к модернизации проточных частей паровых турбин типа К-200-130 и К-300-240. Модернизация затрагивает всю проточную часть - от паровпуска ЦВД вплоть до выхлопного патрубка ЦНД. При аэродинамических расчетах отдельных узлов использовалось трехмерное математическое моделирование.

Третья глава посвящена совершенствованию узлов, систем и оборудования паротурбинных установок мощностью 200 и 300 МВт. Представлены исследования и конструкторские разработки новых опорных и опорно-упорных подшипников, системы гидравлического подъема, вала. Показаны преимущества натурных (полномасштабных) исследований по отработке подшипников на заводских разгонно-балансировочном и сборочно-испытательном стендах. Разработаны новые и модернизированные конструкции подшипников скольжения, масляных уплотнений, систем гидроподъема вала. При модернизации систем регулирования вводится программно-технический комплекс, реконструируется гидравлическая часть системы, экспериментально исследуется и совершенствуется конструкция регулирующих клапанов. Модернизация конденсаторов пара

8 включает в себя разработку новой модульной компоновки трубных пучков, обеспечивающих умеренный уровень парового сопротивления и доступ пара ко всем трубкам, улучшение деаэрационной способности конденсаторов и их надежности. Проведен анализ влияния эрозии и фреттинг-коррозии на надежность рабочих лопаток последних ступеней паровых турбин. Представлены данные исследований различных защитных покрытий рабочих лопаток, способов и технологии нанесения покрытий, опыта эксплуатации в паровых турбинах лопаток с новыми покрытиями. Приводятся результаты экспериментальных исследований автоколебаний рабочих лопаток. Разработанные конструкторские решения резко (примерно на порядок) снизили интенсивность автоколебаний, обеспечив надежную работу лопаток.

В четвертой главе рассматриваются вопросы промышленного внедрения
и освоения на электростанциях модернизированных конструкций оборудования
паротурбинных установок мощностью 200 и 300 МВт. Отмечается, что ключе-
f вой задачей внедрения модернизированных узлов в производство является оп-

тимальное использование новых, а также хорошо освоенных производственных технологий. Так, новая технология холодного упрочнения методом ионной имплантации нитридов титана и циркония соседствует с освоенной технологией мехобработки лопаток, их "ёлочных" хвостовиков, пазов ротора и др. Приводятся конкретные примеры вариантов осуществленных модернизаций паротурбинных установок мощностью 200 и 300 МВт. Излагаются содержание и объемы модернизации отдельных цилиндров турбины, узлов проточной части. Приводятся рисунки (эскизы) модернизированных турбин и их проточных частей. Представлены результаты испытаний паровых турбин непосредственно на электростанциях, свидетельствующие о значительном положительном эффекте модернизации, заключающемся в повышении, мощности и КПД модернизированных паротурбинных установок.

Подобные работы
Невзоров Алексей Викторович
Техническая модернизация каналов лазерного зондирования сибирской лидарной станции

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net