Оцінка ресурсних показників ротора високого тиску турбіни К-1000-60/3000 при продовженні експлуатації
Ключові слова:
атомна електростанція, продовження експлуатації, залишковий ресурс, парова турбіна, малоциклова втома, довготривала міцністьАнотація
Надійна робота атомних електростанцій (АЕС) є передумовою сталого розвитку енергетичного сектора України. На поточному етапі напрацювання значної частки паротурбінного устаткування АЕС наближається до свого паркового значення. Продовження експлуатації АЕС понад парковий ресурс потребує проведення перевірного розрахунку залишкового ресурсу його основних елементів. Розроблена модель оцінки ресурсних показників ротора високого тиску парової турбіни К-1000-60/3000. На базі тривимірного просторового аналогу виконано розрахунок теплового та напружено-деформованого стану ротора високого тиску для всіх типових експлуатаційних режимів роботи. Встановлено, що зонами концентрації напружень є галтельні скруглення та розвантажувальні отвори перших ступенів, а також осьовий отвір турбіни в області четвертого та п’ятого ступенів. Розрахунок темпів накопичення циклічного пошкодження в основному металі проведено з використанням кореляційних залежностей малоциклової втоми, оскільки експериментальні дані щодо опірності сталі 30ХН3М1ФА, з якої виготовлено ротор, в літературі відсутні. Розраховано допустимі значення чисел циклів пуску з різних теплових станів та допустимого часу роботи за стаціонарних режимів експлуатації. Для ротора високого тиску енергоблока № 3 Рівненської АЕС (РАЕС) оцінено рівень накопиченої циклічної та статичної пошкоджуваності. Встановлено, що вичерпання довготривалої міцності сталі як механізм руйнування має домінуючий вплив на ресурсні показники досліджуваного об’єкта порівняно з малоцикловою втомою. Статична складова накопиченої пошкоджуваності ротора високого тиску турбіни К-1000-60/3000 блока № 3 РАЕС Пст=77%, циклічна Пц=11%. Індивідуальний залишковий ресурс складає 26287 годин, що дозволяє продовжити термін експлуатації ротора високого тиску на додаткові 25 тисяч годин.Посилання
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).
(1983). Raschet temperaturnykh poley rotorov i korpusov parovykh turbin [Calculation of temperature fields of rotors and steam turbine bodies]. Technical Guidance RTM no. 108.020.16-83, introduced 29.11.1983, instead of RTM 24.020.16-73.Leningrad: NPO CKTI, 112 p. (in Russian).
(1985). Detali parovykh statsionarnykh turbin. Raschot na malotsiklovuyu ustalost [Details of steam stationary turbines. Calculation of low-cycle fatigue]. 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 [Procedural Guidelines for Assessment of Individual Service Life of Steam Turbines and Prolongation of Their Operational Life Beyond the Individual Service Life of Steam Turbines and Extending Their Operational Life Beyond The Equipment Service Life]: Industry Guidance Document RD 34.17.440-96.Moscow, 1996, 98 p. (in Russian).
Chernousenko, O. Yu., Ryndiuk, D. V., & Peshko, V. A. (2019). Napruzheno-deformovanyi stan rotora turbiny K-1000-60/3000 pry typovykh rezhymakh ekspluatatsii [Stress-strain state of the K-1000-60 / 3000 turbine rotor at typical operating modes]. Visnyk NTU «KhPI». Ser. Enerhetychni ta teplotekhnichni protsesy y ustatkuvannia – NTU "KhPI" Bulletin: Power and heat engineering processes and equipment, no. 3 (1328), pp. 4–10 (in Ukrainian). https://doi.org/10.20998/2078-774X.2019.03.01.
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.
Chernousenko, O., Butovsky, L., Rindyuk, D., Granovska, O., & Moroz, O. (2017). Analysis of residual operational resource of high-temperature elements in power and industrial equipment. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, vol. 1, no. 8 (85), pp. 20–26. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.92459.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Olha Yu. Chernousenko, Vitalii A. Peshko
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NoDerivatives 4.0 International License.
Автори, які публікуються в цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи і передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензійного договору (угоди).
- Автори мають право самостійно укладати додаткові договори (угоди) з неексклюзивного поширення роботи в тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати в складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи в цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установи або на персональних веб-сайтах) рукопису роботи як до подачі цього рукопису в редакцію, так і під час її редакційної обробки, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії і позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
