Способ определения допустимого давления пара в конденсаторе паровой турбины

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4804959/06 (22) 26.03.90 (46) 15.07.92. бюл. М 26 (71) Всесоюзный теплотехнический научноисследовательский институт им, Ф.Э.Дзержинского (72) В,Ф,Pезинcкиx, M,Ä.Êëåáàíoâ, А.Ф,Богачев, А,В.Качанов, А.И.Лебедева и Е.Д.Консон (53) 621.438:620.171(088.8) (56) Рыжкин В,Я. Тепловые электрические станции, М.— Л,; Энергия, 1967, с, 56-57.

О допустимых давлениях пара в конденсаторах турбин К-300-240 и К-800-240 по

ЛМЗ. Циркуляр Ц-04-87 Минэнерго СССР, 1987.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при эксплуатации паровых турбин на тепловых электрических станциях. Известен способ определения давления в конденсаторе паровой турбины, заключающийся в том, что это давление находят расчетным путем, учитывая, что при сниже,нии давления, повышается мощность установки, но при этом повышается и ее стоимость.

Однако данный способ неточен, так как не может учесть эксплуатационные характеристики конкретной турбины, изменения, происшедшие в материала лопаток в период эксплуатации, особенно в лопатках, подвер>кен ных коррозионному износу.

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения допустимого давления в конденсаторе паровой турбины, заключающийся в том, что проводят иссле,, Ы,, 1747721 А1 (Я)5 F 01 К 13/00, F 01 D 25/00

2 (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДОПУСТИМОГО ДАВЛЕНИЯ ПАРА В КОНДЕНСАТОРЕ ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ (57) Использование: в теплоэнергетике при эксплуатации йаровых турбин. Сущность изобретения: при каждом осмотре турбины определяют степень коррозионной поврежденности лопаток последних ступеней турбины, прогнозируют степень их коррозионной поврежденности к моменту следующего осмотра, по которой корректируют значенйе предельно допустимого напряжения и в соответствии с полученной величиной определяют допустимое давление в конденсаторе паровой турбины, 2 ил., 1 табл. дования llo установлению зависимости на-, -. пряжений в рабочих лопатках последних ступеней от нагрузки и давления в конден саторе турбины и по:предельно допустимым напряжениям лопаток последних степеней 4 определяют допустимое давление в конден- Ъ. сато ре, Данный способ позволяет учитывать увеличение вибрационных напряжений в последних ступенях, обусловленное отрывными явлениями на режимах с, малыми пропусками парад в конденсатор, При повреждении поверхности лопаток коррозией или эрозией происходит снижение сопротивления лопаток усталостному нагружению. В известном способе это учтено. в виде .установления дополнительного коэффициента запаса прочности, Однако не определена допустимая степень коррозионного повреждения лопаток и не учтена количестввнная взаимосвязь снижения

1747721 конструкционной усталостной прочности проводят испытания турбины, изменяя налопаток и степени повреждения лопаток, пряжения в лопатках, например, тензодатчтоприводиткснижениюнадежностирабо- чиками и давление в конденсаторе ты турбины из-за недостаточной точности Напряжения в лопатках последних ступеопределения допустимого давления в кон- 5 ней может быть определено и расчетным путем.

Целью изобретения является повыше- . Используя полученную зависимость уровня рабочих напряжений в лопатках поПри осуществлении способа определе- следних ступеней от давления пара в конния допустимогодавления паравконденса- 10 денсаторе, уточняют эту зависимость торе, заключающемся в "тоМ, что применйтельно к лопаткам, поврежденным определяют зависимость напряжений в ра- разной степенью коррозии. Для этого полбочих лопатках последних ступеней турби- ученные значения эксплуатационных наны от давлейия в конденсаторе и пряжений на лопатках, неповрежденных допустимое давление в конденсаторе по 15 коррозией, в зависимости от давления в. значению предельно допустимого напряже- конденсаторе умножают на коэффициент а, ния, поставленная цель достигается тем, что строят аналогичные зависимости (фиг. 2) для дополнительно при каждом осмотре турби- каждого балла шкалы коррозионных прны определяют степень. коррозионной по- вреждений. Примерная разбивка на баллы врежденности лопаток последних ступеней 20 показана в таблице. Эта таблица соответст.гурбины, прогнозируютстепеньих коррози- вуЕт зависимости, показанной на фиг. 1. онной поврежденности к моменту следую- . По состоянию лопаток в предыдущие v, щего осмотра и по последней корректируют настоящий осмотры делают прогноз о сте- . значение предельно допустимого напряже- пени поврежденности лопаток к определен25 ному моменту времени следующим:

На фиг. 1 приведена зависимость влия- образом. Определяют размер коррозионния диаметра максимальных корроэионных ной поврежденности, например диаметр язв на снижение усталостной прочности ло- язв при данном осмотре, сравнивают его e паточной стали; на фиг. 2 — забисимасть . коррозионной поврежденностью в предкоэффициента запаса прочности для лопа- 30 ыдущем осмотре и измеряют скорость роста ток, последних ступеней от давленйя пара в поврежденйя. Принимая, что скорость роста конденсаторе турбины и корроэйонной по- поврежденйости не изменится, прогнозируврежденности этих лопаток. ют степень поврежденности лопаток к моСпособ осуществляют следующим об- ментуследующегоосмотра.

35 " Для прогноэируемого состояния лопаЗаблаговременно проводят усталост- ток последних ступеней по установленной ные испытания лопаточной стали на образ- зависимости (фиг, 2) определяют максицах с искусственными коррозионными мальнодопустимоедавлениепаравконденповреждениями, - . саторевпроцессеработытурбинывданный

Испытания проводят в соответствии с 40 отрезок времени.

ГОСТ 23026-78, Коррозионные поврежде- . В случае, если по каким-либо соображе- нйя наносят электрохймический илй хими- ниям не удается обеспечить требуемого давческим способом по разным режимам так, ления, поврежденные лопатки должны быть чтобы подготовить несколько серий образ- заменены на новце. цов с разной степенью поврежденности по- 45 Пример. На поверхность усталостных верхности. В пределах каждой серии образцовизлопаточнойстали2ОХ1ЗШэлекстепень поврежденности образцов должна трохимическим способом в 10%-ном расо быть близка. По результатам-усталостных творе при температуре 25 С наносят испытаний получа1от значения пределов.вы- разной степени коррозионные поврежденослиаости стали с разной степенью по- 50 ния. Строят зависимость от максимального врежденности поверхности и .сравнивают - диаметра язв(фиг, 1). Установлено, что плотэти значения с йределом "вынослйвости, ностьйиттинговнеоказываетсущественнополученным на гладких (неповрежденных) го значения на усталостную прочность образцах. Определяют значения коэффици- стали, а глубина и диаметр язв между собой ента влияния среды и строят зависимость 55 хорошо коррелируют. (см. фиг, 1), Вводится шкала коррозионной поврежДля данного типа турбины-зксперимен- денности лопаток по максимальному диа- . тально определяют зависимость напряже- метру язв. ний на лопатках последних ступеней от Используя данные эксплуатационного давления пара в конденсаторе, для чего циркуляра (1) о величине номинальных на1747721 пряжений на лопатках последних ступеней и результаты усталостных испытаний образцов, поврежденных коррозией, строят номограмму (фиг. 2), связывающую коэффициент запаса по прочности, давление пара в конденсаторе (Рк) и степень коррозионной поврежденности йоверхности, При осмотре проточной части турбины

К-300-240 ЛМЗ на лопатках последних ступеней ЦНД обнаружены коррозионные язвы. Наиболее крупные язвы обнаружены на выпуклой поверхности лопаток в прикорневом сечении. Диаметр этих язв достигает 1,0 мм. Четыре года назад в предыдущий осмотр проточной части диаметр максимальных язв на этих лопатках достигал 0,5 мм.

Исследованиями ВТИ.и наблюдениями состояния лопаточного аппарата в эксплуатации показано, что длительность работы лопаток в коррозионно-активных средах пропорциональна размерам коррозионных язв. При тех же режимах работы турбины через четыре года после настоящего осмотра диаметр максимальных язв ориентировочно достигнет 2,0 мм, что будет соответствовать 4 баллу по приведенной . шкале, Для этой степени коррозионной поврежденности лопаток последних ступеней . при коэффициенте запаса йо прочности 2 из .номограммы (фиг. 2) находят максимально допустимое давление пара в конденсаторе турбины, которое составляет 7 кПа. Если реализовать No требование не удается, то лопатки следует заменить или ограничить

5 срок их эксплуатации, исходя иэ реальных возможностей.

Положительный эффект от разработки достигается за счет зкономии средств на восстановление поврежденного оборудова10 ния, сокращения вынужденного простоя блока и более полного использования технических возможностей оборудования.

Формула изобретения

:Способ определения допустимого дав15 ления пара в конденсаторе паровой турбины, включающий определение зависимости напряжений в рабочих лопаток последних ступеней турбины от давления в конденса20 торе и допустимого давления в конденсаторе по значению предельно допустимого напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, дополнительно при каждом осмотре гурбины опре25 деляют степень коррозионной поврежденности лопаток последних ступеней турбины, прогнозируют степень их коррозионной поврежденности к моменту следующего осмотра и по последней корЗО ректируют значенйе предельно допустимого напряжения.

1747721

8,5 г,а юг, и (Ригj

5, (s

3,$ ао

r,o

Фиг2 .

pr, a.oo

Составитель M.Tåðåõîýà

Техред М.Моргентал " Корректор К,Повидайчик

Редактор Е,Копча

Производственно-издательский комбинат Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2484 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5