Аналіз надійності системи регенерації високого тиску турбіни К-1000-60/1500.
Автор: Шматько Іван Дмитрович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Теплоенергетика
Інститут: Інститут енергетики та систем керування
Форма навчання: заочна
Навчальний рік: 2022-2023 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Шматько І. Д., Кузик М. П. (керівник). Аналіз надійності системи регенерації високого тиску турбіни К-1000-60/1500. Магістерська кваліфікаційна робота. – Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2022. Розширена анотація Експлуатаційні показники роботи підігрівників високого тиску (ПВТ) на АЕС з турбоустановками К-1000-60/1500 незадовільні. Аналіз надійності системи регенерації високого тиску на АЕС з ВВЕР-1000, що оснащені тихохідними турбінами, свідчить про значну кількість відмов ПВТ. Майже 30 % часу енергоблоки працюють взагалі без ПВТ і 17 % часу – з відключеною одною ниткою [1]. Статистика пошкоджуваності показує, що 10 – 12 % всіх пошкоджень припадає на ПВТ [2]. При цьому близько 70 – 75% пошкоджень відносяться до пошкоджень згинання змійовиків поверхні теплообміну. Пошкодження змійовиків призводять до вимушеної зупинки енергоблоків [3, 4], розтину корпусу ПВТ, заміни пошкоджених змійовиків. Щільне розташування змійовиків та недоступність для заміни внутрішніх змійовиків потребує встановлення заглушок. Велика кількість встановлених заглушок призводить до зміни параметрів робочого середовища, таких як швидкість руху пари, місцевої температури. Варто також відзначити складність та великий обсяг ремонтних робіт, недовироблення електроенергії під час проведення ремонту. Робота з відключеними ПВТ пов’язана з втратою 12 МВт потужності [1], що враховуючи тривалість простоювань, призводить до суттєвих економічних втрат. У цьому випадку ремонт ПВТ, що триває згідно мережевого графіку 9 діб, дуже трудоємний і вимагає значних трудовитрат і наявності запчастин. Все це говорить про те, що повинні бути розроблені заходи, направлені на підвищення надійності ПВТ. Об?єкт дослідження – система регенерації високого тиску енергоблоку АЕС з турбоустановкою К-1000-60/1500. Предмет дослідження – методичні підходи до вирішення задач розрахункового обґрунтування підвищення надійності системи регенерації високого тиску турбіни К-1000-60/1500 за рахунок впровадження заходів, що усувають ерозійно-корозійне зношування. Мета дослідження: забезпечення ефективної роботи системи регенерації високого тиску енергоблоку АЕС з турбоустановкою К-1000-60/1500, удосконалення конструкції ПВТ із двохходового у одноходовий підігрівник в зоні охолодження конденсату. У магістерській кваліфікаційній роботи розглядається варіант зміни конструкції підігрівника високого тиску із двохходового у одноходовий підігрівник в зоні охолодження конденсату з метою зменшення ерозійно-корозійного зношування елементів теплообмінного пристрою. З цією метою пропонуються такі заходи: видалити дросельну шайбу; видалити допоміжний колектор; замінити частину збирального колектора на перфоровану трубу; встановити в зоні охолодження конденсату змійовики, аналогічні зоні конденсації пари. У цьому випадку повинні погіршитись умови теплообміну, і відповідно, зменшиться температура живильної води на виході із системи ПВТ. У роботі проаналізовано систему регенерації високого тиску турбоустановки К-1000-60/1500. Визначено оптимальні величини недогріву і мінімального температурного напору відповідно до техніко-економічних розрахунків. Проаналізовано ряд вимог до регенеративних підігрівників поверхневого типу та склад регенеративної установки високого тиску. Для розрахунку теплової схеми турбоустановки знайдено параметри (тиск, температуру і ентальпію) гріючої пари відборів безпосередньо на вході в регенеративні підігрівники, дренажів конденсату гріючої пари, середовищ, що нагріваються. У четвертому розділі магістерської кваліфікаційної роботи виконано конструкторський тепловий розрахунок регенеративних підігрівників високого тиску. Початкові дані визначені з розрахунку теплової схеми. При виконанні теплових розрахунків кількість переданої теплоти в окремих елементах підігрівників оцінюється за температурами гріючих середовищ, що нагріваються. У роботі виконано аналіз змін пошкоджуваності ПВТ із удосконаленням їх конструкції. Причиною погіршення експлуатаційної надійності є зміна конструкції підігрівників. Із зростанням потужності підігрівників в конструкцію були впроваджені заходи, направлені на інтенсифікацію теплообміну, організація паралельних потоків в зоні охолодження конденсату, встановлення дросельних шайб і перепускної труби. Все це призводить до значної турбулізації потоку і поряд з інтенсифікацією теплообміну, є основною причиною інтенсивного ерозійно-корозійного зношування. Недовироблення електроенергії за рахунок зниження температури живильної води компенсується за рахунок підвищення надійності роботи ПВТ і тривалості його роботи. Таким чином, у разі неможливості заміни ПВТ колекторного типу на камерні або ширмові ПВТ із нержавіючої сталі, економічно доцільно виконувати їхню реконструкцію. Ключові слова: система регенерації високого тиску, надійність роботи, зона охолодження пари, зона конденсації пари, живильна вода. Перелік використаних джерел літератури: 1. Вакуленко Б. Ф. (1991). О регенеративных подогревалелях турбоустановки. К-1000-6/25 для АЭС с ВВЕР-1000. – Теплоенергетика, № 11. С. 27 – 34. 2. Семерак М.М., Римар Т.І., Глова Т.Я. (2022). Математичне моделювання термонапруженого стану у вузловому з’єднанні хвостовика змійовика з колектором підігрівника високого тиску ПВ-2500-97 // Фізико-хімічна механіка матеріалів. – Т. 58, № 4. – С. 45 – 49. 3. Эргашев М., Садуллаев З., Рахматуллаева Ш. (2020). Исследование причин повреждаемости змеевиков подогревателей высокого давления // Universum. – № 3 (72). 4. Ожигов Л., Митрофанов А., Крайнюк Є., Бажуков А., Мельник П. (2013). Експлуатаційне зношування трубопроводів другого контуру енергоблоків ВВЕР-1000. Вісник Тернопільського національного технічного університету. – № 1. – С. 55 – 62.