Повторное продление эксплуатации литых корпусов турбин 200 МВт
Ключевые слова:
паровая турбина, корпус высокого давления, корпус среднего давления, поврежденность, запас прочности, малоцикловая усталость, длительная прочность, остаточный ресурсАннотация
На сегодняшний день парковый ресурс значительного количества энергоблоков ДТЭК Энерго превышен. В частности, это относится к корпусным элементам паровой турбины К-200-130-3 энергоблока № 9 ДТЭК «Луганская ТЭС». Возникает необходимость принятия решения о допустимости дальнейшей эксплуатации. Для этого требуется провести комплексное исследование технологического состояния основного металла и поверочного расчета его наиболее ответственных высокотемпературных элементов. Комплекс таких работ выполнен ранее в 2009 г. Особенностью повторного продления эксплуатации данного энергоблока является сверхпарковая наработка оборудования, наличие повреждений в виде трещин и растрескиваний в корпусах цилиндров высокого и среднего давления, а также активное привлечение оборудования для работы в маневренных режимах при покрытии пиков электрической нагрузки. В работе проведена оценка остаточного ресурса на базе трехмерных моделей корпусов цилиндров высокого (ЦВД) и среднего давления (ЦСД) паровой турбины К-200-130-3 с учетом реальных условий эксплуатации согласно данным поврежденности, полученным по результатам обследования состояния металла энергетического оборудования в планово-предупредительных ремонтах. Расчет температурных полей выполнен для типовых режимов эксплуатации, а именно стационарная работа на номинальной мощности и пуски из холодного, неостывшего и горячего состояний. Краевая задача теплопроводности решалась с применением конечноэлементного метода дискретизации расчетной области. Расчет напряженно-деформированного состояния выполнен с учетом воздействия основных типов усилий – температурные напряжения, неравномерность температурных полей, усилия от давления паровой среды, реакции опор. Максимальные интенсивности напряжений для всех исследованных режимов работы наблюдаются в тороидальной части корпуса в области паровпуска и соответствуют зонам растрескиваний, которые были установлены в ходе неразрушающего контроля металла. Проведенная оценка длительной прочности и сопротивляемости малоцикловой усталости показала, что остаточный ресурс корпуса ЦВД является удовлетворительным и позволяет продлить эксплуатацию на 100 тыс. ч при нормативных коэффициентах запаса. Для корпуса ЦСД остаточный ресурс составляет 50 тыс. ч при сниженных коэффициентах запаса.Библиографические ссылки
Dobrovolskyi, V. Ye., Novychenok, L. M., Zavodnyi, M. A., Mukhopad, H. V., Pasternak, V. P., Horieshnik, A. D., … & Veksler, Ye. Ya. (2005). Kontrol metalu i prodovzhennia terminu ekspluatatsii osnovnykh elementiv kotliv, turbin i truboprovodiv teplovykh elektrostantsii [Metal control and extension of service life of the main elements of boilers, turbines and pipelines of thermal power plants]. Regulatory document of the Ministry of Fuel and Energy of Ukraine. Typical instruction SOU-N MPE 40.17.401:2004. Kyiv: HRIFRE, Ministry of Fuel and Energy ofUkraine, 76 p. (in Ukrainian).
Shulzhenko, M. H., Hontarovskyi, P. P., Matiukhin, Yu. I., Melezhyk, I.I., & Pozhydaiev, O. V. (2011). Vyznachennia rozrakhunkovoho resursu ta otsinka zhyvuchosti rotoriv i korpusnykh detalei turbin. [Determination of estimated resource and evaluation of rotor life and body parts of turbines: Methodological guidelines. Regulatory document SOU-N MEV 0.1–21677681–52:2011: approved by the Ministry of Energy and Coal Mining of Ukraine: effective as of 07.07.11. Kyiv: Ministry of Energy and Coal Mining ofUkraine (in Ukrainian).
Chernousenko, O. Yu. & Peshko V. A. (2016). Vplyv roboty enerhoblokiv TES v manevrenomu rezhymi na vycherpannia resursu enerhetychnoho obladnannia [Influence of the operation of the power units of thermal power plants in the maneuvering mode on the aging rate of power equipment]. Visnyk NTU «KhPI». Ser. Enerhetychni ta teplotekhnichni protsesy y ustatkuvannia –– NTU "KhPI" Bulletin: Power and heat engineering processes and equipment, no. 10 (2016), pp. 6–17 (in Ukrainian). https://doi.org/10.20998/2078-774X.2016.10.01
Chernousenko, O. Yu. & Peshko V. A. (2017). Raschetnoye issledovaniye teplovogo i napryazhenno-deformirovannogo sostoyaniya rotora visokogo davleniya turbiny T-100/120-130 st. № 1 PAO «Kharkovskaya TETS-5» [Computation investigation of the thermal and stress-strain behavior of the high pressure rotor of T-100/120-130 turbine of power unit No. 1 operated by the PJSC "Kharkiv CHPP-5"]. Visnyk NTU «KhPI». Ser. Enerhetychni ta teplotekhnichni protsesy y ustatkuvannia –– NTU "KhPI" Bulletin: Power and heat engineering processes and equipment, no. 9 (2017), pp. 34–40 (in Russian). https://doi.org/10.20998/2078-774X.2017.09.05
Chernousenko, O. Yu. & Peshko V. A. (2017). Otsenka malotsiklovoy ustalosti, povrezhdennosti i ostatochnogo resursa rotora visokogo davleniya turbiny T-100/120-130 st. № 1 PAO«Khar'kovskaya TETS-5» [Estimating the Low-Cycle Fatigue, Damageability and the Residual Life of the Rotor of High Pressure Turbine Т-100/120-130 unit No 1 used by PJSC "Kharkiv CHPP-5"]. Visnyk NTU «KhPI». Ser. Enerhetychni ta teplotekhnichni protsesy y ustatkuvannia –– NTU "KhPI" Bulletin: Power and heat engineering processes and equipment, no. 10 (2017), pp. 29–32 (in Russian). https://doi.org/10.20998/2078-774X.2017.10.04
Detali parovykh statsionarnykh turbin. Raschot na malotsiklovuyu ustalost [Details of steam stationary turbines. Calculation of low-cycle fatigue]. (1985). Technical Guidance RTM no. 108.021.103-85, approved and implemented at the direction of the Ministry of Power Engineering of 13.09.85, no. AZ-002/7382.Moscow, 49 p. (in Russian).
Metodicheskiye ukazaniya o poryadke provedeniya rabot pri otsenke individual'nogo resursa parovykh turbin i prodlenii sroka ikh ekspluatatsii sverkh parkovogo resursa [Guidelines on the order of work in the evaluation of the individual resource of steam turbines and the extension of their life beyond the fleet life]. (1996). Branch Regularory Document RD 34.17.440-96. Moscow, 98 p. (in Russian).
Peshko, V., Chernousenko, O., Nikulenkova, T., & Nikulenkov, A. (2016). Comprehensive rotor service life study for high & intermediate pressure cylinders of high power steam turbines. Propulsion and Power Research, vol. 5, iss. 4, pp. 302–309. https://doi.org/10.1016/j.jppr.2016.11.008
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2019 O. Yu. Chernousenko, Dmitriy V. Ryndyuk, Vitaliy A. Peshko
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NoDerivatives» («Атрибуция — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
Авторы, публикующиеся в этом журнале, соглашаются со следующими условиями:
- Авторы оставляют за собой право на авторство своей работы и передают журналу право первой публикации этой работы на условиях лицензионного договора (соглашения).
- Авторы имеют право заключать самостоятельно дополнительные договора (соглашения) о неэксклюзивном распространении работы в том виде, в котором она была опубликована этим журналом (например, размещать работу в электронном хранилище учреждения или публиковать в составе монографии), при условии сохранения ссылки на первую публикацию работы в этом журнале.
- Политика журнала позволяет размещение авторами в сети Интернет (например, в хранилищах учреждения или на персональных веб-сайтах) рукописи работы, как до подачи этой рукописи в редакцию, так и во время ее редакционной обработки, поскольку это способствует возникновению продуктивной научной дискуссии и позитивно отражается на оперативности и динамике цитирования опубликованной работы (см. The Effect of Open Access).
