Способ определения допустимого давления пара в конденсаторе паровой турбины

(19) 51)5 Р 01 5 00 О, Р БРЕТЕН ИЕ ИЗОСВИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(71) Всесоюзный теплотехнический научноисследовательский институт им, Ф.Э.Дзержинского(56) Рыжкин В,Я, Тепловые электрические станции, М. - Л,; Энергия, 1967, с, 56-57,О допустимых давлениях пара в конденсаторах турбин К-240 и К-240 по ЛМЗ. Циркуляр Ц-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, подверкенных коррозионному износу,Наиболее близким к предлагаемому является способ определения допустимого давления в конденсаторе паровой турбины, заключающийся в том, что проводят иссле(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 по 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 определяют допустимое давление в конденсаторе,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 количественная взаимосвязь снижения .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 ней может быть определено и расчетнымденсаторе, путем,Целью изобретения является повыше- . Используя полученную зависимостьние надежности уровня рабочих напряжений в лопатках поПри осуществлении способа определе- следних ступеней от давления пара в конния допустимогодавления паравконденса денсаторК-уточняют эту зависимостьторе, заключающемся в "тоМчтоприменйтельно к лопаткам, поврежденнымопределяют зависимость напряжений в ра- разной степенью коррозии. Для этого полбочих лопатках последнихступеней турби- ученные значения эксплуатационных наны от давлейия в конденсаторе и пряжений на лопатках, неповрежденныхдопустимое давлениев конденсаторе по 15 коррозией; в зависимости от давления взначению предельно допустимого напряже- конденсаторе умножают на коэффициент а,ния, поставленная цель достигается тем, что строят аналогичные зависимости (фиг, 2) длядополнительно при каждом осмотре турби- каждого балла шкалы корроэионных поны определяют степень. коррозионной по- вреждений. Примерная разбивка на баллыврежденности лопаток последних ступеней 20 показана в таблице, Эта таблица соответстгурбины, прогнозируютстепеньих корроэи- вуЕт зависимости, показанной на фиг. 1.онной поврежденности к моМенту следую- , По состоянию лопаток в предыдущие ищего осмотра и по последней корректируют настоящий осмотры делают прогноз о сте-значение предельно допустимого напряже- пени поврежденности лопаток к определен 25 ному моменту времени следующим:На фиг. 1 приведена зависимость влия- образом. Определяют размер коррозионния диаметра максимальных корроэионных ной поврежденности, например диаметрязв на снижение усталостной прочности ло- язв при данном осмотре, сравнивают его спаточной стали; на фиг. 2 -"забисимость . коррозионной поврежденностью в предкоэффициента запаса прочностидля лопа ыдущем осмотре и измеряют скорость ростаток,последних ступеней от давленйй пара в поврежденйя. Принимая,чтоскорость ростаконденсаторе 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 установленнойные испытания лопаточнойстали на образ- зависимости (фиг, 2) определяют максицах с искусственными коррозионными мальнодопустимоедавлениепаравконденповреждениями, саторе в процессе работы турбины в данныйИспытания проводят в соответствии с 40 отрезок времени.ГОСТ 23026-78, Коррозионные поврежде- . В случае, если по каким-либо соображе-ния наносят злектрохймический или хими- ниям неудаетсяобеспечитьтребуемогодавческим способом по разным режимам так, ления; поврежденные лопатки должны бытьчтобы подготовить несколько серий образ- заменены на новые.цов с разной степенью поврежденности по П р и и е р. На поверхность усталостныхверхности, В пределах каждой серии образцовизлопаточнойстали 2 ОХ 1 ЗШэлекстепень поврежденности образцов должна трохимическим способом в 10-нам расобыть близка. По результатам-усталостных творе при температуре 25 С наносятиспытаний получа 1 от значения пределов.вы- разной степени коррозионные поврежденосливости стали с разной степенью по ния, Строят зависимость от максимальноговрежден ности поверхности и .сравниваютдиаметра язв(фиг, 1). Установлено, что плотэти значения с йределом "вынослйвости, ностьйиттинговнеоказываетсущественнополученным на гладких (неповрежденных) го значения наусталостную прочностьобразцах. Определяют значения коэффици- стали, а глубина и диаметр яэв между собойента 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 эксплуатационногодавления пара в конденсаторе, для чего циркуляра (1) о величине номинальных напряжений 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-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 это требование не удается, то лопатки следует заменить или ограничить 5 срок их эксплуатации, исходя из реальныхвозможностей.Положительный эффект от разработкидостигается эа счет зкономии средств на восстановление поврежденного оборудова ния, сокращения вынужденного простояблока и более полного использования технических возможностей оборудования.Формула изобретения.:Способ определения допустимого дав ления пара в конденсаторе пардвой турбины, включающий определение зависимости напряжений в рабочих лопаток последних ступеней турбины от давления в конденса торе и допустимого давления в конденсаторе по значению предельно допустимого напряжения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, дополнительно при каждом осмотре гурбины опре деля ют степень коррозион нойповрежденности лопаток последних ступеней турбины, прогнозируют степень их коррозионной поврежденности к моменту следующего осмотра и по последней кор- ЗО ректируют значенйе предельно допустимого напряжения.,5 рректор К,Повидайчик едактор Е,Копча Производственно-издательский комбинат Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 э 2484ВНИИПИ Гос оставитель М.Тереховаехред М,Моргентал Тираж Подписноетвенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5