10.2 Принципы модернизации и замены элементов турбинного оборудования, исчерпавшего предельный ресурс

Проведение регламентных ремонтных работ на ТЭС с заменой изношенных деталей по чертежам 30–40-летней давности в настоящее время уже не может удовлетворять изменившимся условиям и требованиям, предъявляемым к турбинному оборудованию, не отражает достигнутый научно-технический уровень в турбостроении, не обеспечивает необходимого повышения его эффективности работы. В связи с этим настала необходимость в расширении практики полной замены турбинного оборудования, исчерпавшего свой ресурс работы. По мнению авторов здесь следует использовать огромный опыт и потенциальные возможности единственного турбостроительного предприятия Украины – Харьковского ОАО «Турбоатом», которое имеет уже ряд проектов (некоторые из которых уже реализованы как нашей стране, так и за рубежом) по модернизации турбин мощностью 200 и 300 МВт.

В этих проектах предусматривается [17]:

1. Сохранение строительной части машзала, включая фундамент турбоагрегата, а также вспомогательного оборудования, пригодного к дальнейшей эксплуатации.

2. Использование прогрессивных технических решений, основанных на результатах экспериментальных, теоретических исследований и опыте эксплуатации.

3. Возможность поэтапного (поцилиндрового) проведения модернизации.

4. Повышение пропускной способности турбин в соответствии с возможной паропроизводительностью котлов.

5. Многократное увеличение допустимого отпуска тепла от турбин и другие усовершенствования, направленные на улучшение показателей маневренности, экономичности, надежности и ремонтопригодности.

10.3 Основные отечественные технические решения, предлагаемые для реновации турбинного оборудования

Первоочередное внимание при разработке проектов модернизации турбины К–300–240 обращено на совершенствование тех элементов конструкции, с которыми были связанны затруднения в эксплуатации турбин К–300–240:

- с целью улучшения маневренных характеристик турбины паровпускная часть ЦВД выполняется трехстенной;

- кроме наружного и внутреннего корпусов введены сопловые коробки;

- двустенная конструкция вводится в зоне паровпуска ЦСД;

- изменяется система прогрева фланцев, при которой пар подается не в короба, а в обнизку фланцев;

- упрощается подвод свежего пара в ЦВД: вместо 10 ниток от 6 клапанов в ранее выпущенных турбинах, теперь применяется четырехниточный подвод пара;

-для уменьшения опасности недопустимого скручивания ригелей под передней и средней опорами передача усилий между цилиндрами и опорами при их тепловых перемещениях осуществляется вблизи поверхностей опирания на фундамент с помощью специальных шпонок.

В связи с весьма существенными различиями между отдельными электростанциями по условиям водоохлаждения и теплопотребления могут быть предложены и различные конструктивные схемы модернизации турбины. Так, для электростанций с высокой среднегодовой температурой охлаждающей воды (более 20 °С) или с существенной тепловой нагрузкой (до 255МВт на одну турбину) целесообразно выполнять турбину мощностью 300 МВт с двухпоточным цилиндром низкого давления.

Разработанная для модернизации турбоустановок мощностью 300 МВт турбина К–310–23,5 предусматривает замену всех трех цилиндров. В ЦВД паровпускная часть выполнена трехстенной. Кроме наружного и внутреннего корпусов, имеются сопловые коробки. ЦСД содержит только ступени среднего давления, имевшийся в нем ранее первый поток низкого давления исключен. Часть низкого давления из трехпоточной таким образом стала двухпоточной и размещается в одном ЦНД, ротор которого выполнен сварным с рабочей лопаткой последней ступени длинной 1030 мм. Все остальные ступени турбины также выполнены с учетом современных достижений турбостроения.

Исходя из возможной паропроизводительности котлов, работающих на энергоблоках мощностью 300 МВт турбина К–310–23,5 спроектирована на пропуск 1000 т/ч пара. Ее электрическая мощность в гарантийных условиях превышает 320 МВт, допустимая теплофикационная нагрузка 255 МВт (220 Гкал/ч). При графике теплосети 150/70°С коэффициент недовыработки мощности оценивается в 0,188 (218 кВт·ч/Гкал).

С 1991г. до настоящего времени изготовлены 4 такие турбины, в том числе две для – Приднепровской ТЭС.

Имеются разработки на той же основе турбоустановки КТ–310–23,5 с отпуском теплоты до 400 МВт (350 Гкал/ч). Но столь значительные отборы на теплофикацию требуются сравнительно редко. Мало, по данным эксплуатации, и турбоустановок с заметно повышенной, по сравнению с расчетной, температурой охлаждающей воды, для которых было бы оправдано применение двухпоточной части низкого давления в условиях отсутствия значительных отборов.

В этих случаях целесообразно сохранение прежней схемы турбины с трехпоточной частью низкого давления и модернизацией турбины с упомянутыми выше исходными положениями. В качестве ЦВД применяется аналогичный цилиндр турбин К–320–23,5, работающих на ТЭС Нанкин и Инкоу в Китае.