Ь

« Ь

Ь »

І І І

621.165.65-192

05.14.14 –

– 2017

є є

ь « ь

ь »

а е : ,

е е ь а Ю а,

ь

« ь ь »,

е : ,

а е а а ,

ь ь ,

’ -

,

е а ,

,

ь «26» 2017 1500

26.002.09 ь « ь ь » :

03056, , . , 37, 5, 307.

є ь ь « ь ь »

: 03056, , . , 37.

« » 2017 .

. . ь

1

Ь

. є

. є ,

, .

є , є .

,

.

є , .

' , .

І . І - № 2539- «

» ( є 0112U001751), № 2716- «

’є » (№ 0114U000564), № 2803- «

» (№ 0115U000340), № 2942- «

» (№ 0116U003741),

. . є

ґ , ,

, . є :

• , , -

( ) , є ;

• ( ) - ( ) ( ) ( ) 100, 200, 800 ; •

’є - ;

2

•

; • , -

, 200-300 ;

• . ’є –

. –

, , .

-

,

, ’ . є , , -

,

. 1. -100/120-130 , - ,

( ) , -

3D-

. 2. -800-240-

2 -200-130-3 ’є . -800-240-2

. 3. -

-200-130-3, ’є .

( ) -200-130-3 ’є .

4. 200-300 -

, - .

200 .

3

.

1. ґ

-100/120-130 № 1 « -5». , , .

2. ’є -800-240-2 № 7 ’

. .

3.

-200-130-3 № 3 . 4. ,

- 200-300 « » -

.

-800-240-2 № 7 ’ (

08.09.2015 .), -100/120-130 № 1 -5 ( -

№ 01-15/2280 30.11.2016 .). , - « »

( 31.03.2016 .). .

. , , ;

; 3D- -100/120-130,

-800-240-2 -200-130-3, -200-130-3; ’є ;

№ 1 -5,

№ 7 ’ № 3 , № 3

.

’є . .

: XII - « : » ( . ,

21.09.2016), V - « » ( .

, 16.09.2015), II III - « І» « » ( . , 2016,

2017), IV - « , , ,

» ( . , 25.05.2016), XXVII

4

«І I » ( . , 21.05.2014),

82 83 , « –

І » ( . , 2016, 2017), XI, XIII-XV - , « » ( . , 2013, 2015-2017).

. 19 , : 9 ,

(1 8 ), 10 .

. є , 5 , , .

є 186 , 61 , 3 2 , 28 , 1 2 ,

142 19 , 4 10 .

ґ , ,

, .

, , .

, є .

є ,

. ,

, є . є: ,

, , , .

.

,

-100/120-130 № 1 « -5».

є .

, -5,

5

, , , ,

. , 4

. ,

, , - .

є I-IV ’

, є [1]: 𝑇 𝑇 𝜕𝑇𝜕𝜏 = [ 𝑇 𝑟𝑎 𝑇 ] (1)

λ, , – є , є ,

є T0 = T(x, y, z, 0) =

= f0 (x, y, z).

( , , ’є ), ,

.

є , . ,

[1]. , , ,

: 𝑁 = 𝑟 , ⁄ (2)

d – , l – , є . ,

є d , – u, – -

t .

, є : 𝑁 = , , + 𝑟 , (3)

– , –

, –

.

є є : {𝑁 = , , < , · 𝑁 = , > , · (4)

– , – , –

, є .

6

є

є : {𝑁 = , , 𝑁 = , , < (5)

– , –

, – .

: {𝑁 = , , 𝛿 − , ℎ𝛿 − , 𝑟 , , · < < , · 𝑁 = , , 𝛿 − , ℎ𝛿 − , 𝑟 , , · < < , · (6)

s – , h – , δ – .

: { 𝑁 = , , ℎ𝛿 − , 𝑟 , · 𝑁 = , , ℎ𝛿 − , 𝑟 , · < < , · (7)

є : 𝑁 = , , 𝛿ℎ , 𝑟 , , · < < , · (8)

= √ −∙𝑅∙𝑇⁄ – є ( k = 0,6÷1,3), z – , 1, 2 –

. є 2·δ, є

, –

, є : Wcp = Gy vcp / Fy (9)

: = √𝑣 √ − / (10) = δ (11)

.

,

. -

, .

7

є [2]: {𝜎 } + 𝑋 = ; , = , , ; 𝑝 = , , , ; (12)

{σi}j – , – , є ( , , ), – є

, ρ – . ,

[2]: {𝜀 } = [𝑎]{𝜎 } + { ∙ ∆𝑇} (13)

{εij} – , [ ] – є , {σij} –

, { ·ΔT} – , – є ’є , ΔT – .

. 1, 2.

( ) σ = 102,8 , ’

, , , ,

. І є

.

’ є .

,

.

( ), ( )

( ) .

,

,

- -

ti

.

. 1. .

. 2. .

8

25 1 1 [3]: 𝑁д = min {𝑁𝑁 ; 𝑁 } (14)

N1, N2 – , ε . nε·ε . ; nN, nε – є

; ε . – . 𝜀а . = +𝜈, Е 𝐶 𝜎 + 𝜎− − 𝜎𝑁 (15)

ν – є , – , – є : 𝐶 = { 𝑁𝐾𝑇̅̅ ̅̅𝐾𝑇 𝑁 > (16)

σ – : 𝜎 = 𝜎 𝑎𝑥−𝜎 (17)

σ-1 – ; σN – : 𝜎𝑁 = 𝜎−+𝜎−𝜎𝐵 · +𝑟−𝑟 (18)

σB – , r – є , 𝐾𝑇̅̅̅̅ – є . ,

qꞌ , kꞌ є [4]: П′ = П′ + П′ = ∑ ′′𝑝′= + ∑ ′𝑁′𝑝′= (19)

′ , ′ – , ; t′j –

j- ′j (σ′ j)max; t′pj –

є (σ′ j)max

′j, є ; n′l –

l- ; N′pl – є l- ; q′ – ,

, ′j (σ′ j)max; k′ – , ,

ε′al.

[ ] ( ) є [4]: [𝜏] а = −П′П′′ (20)

′′ – ( ),

9

q′′ k′′ .

( . 3 ): 1 –

; 2 – ; 3 – ( ); 4 –

№ 1 ; 5 – ; 6 –

. . 3 . ,

(14-18). . 1.

) )

. 3. ( ) ( ).

1

.

tmax, ºC

І ,

σi,

,

ε , %

, N

nN = 5, nε =1,5

500 210,1 0,10216 3040

500 178,2 0,11884 1840

500 250,1 0,13605 1360

, ,

69 % ( ′ = 0,347; ′ = 0,339). , ,

є 92162 – 558.

є : є є , ;

10

;

- ; .

-5 № 1 ( - № 01-15/2280 30.11.2016 .).

’є . -

’є . ,

є . , -800-240-2,

23,6 , 25 2 1 , ,

є Qz = 3-4 .

-800-240-2 № 7 ’ . ,

, 17,7 % (

σ = 136,4 σ = 160,6 ), 2-

4 % – . 70-80 %, ( . 4).

. 4. -

.

,

. ,

11

, є .

- є [5]: = 𝑝 + − (21)

p – ; d – ; l –

; a, b, c – , .

, , , є 20-

30 % є n = 1,2, : = , (22)

-800-240-2 № 7 ’ . 5.

є 9,3 % (σ = 145,7 )

. ’є є 8-11 %.

-800-240-2

№ 7 ’ . 2. ,

7,7 %, 31456

.

)

)

. 5. ( ) ( ) .

12

2

№ -

-

1 І

, 136,4 160,6 145,7

2

[ ] 0,663 0,7887 0,7116

3

[N l] n

=303 5600 5430 5500

[N l] n =46 3640 3570 3610

[N l] n

=151 4420 4340 4400

4

[ ] 0,101 0,1035 0,1022

5 [ ] 0,764 0,8922 0,8139

6 T, 291811

7 І

T , 90083 35274 66730

,

. , ґ ,

, - .

-200-130-3,

.

, , є

. .

’ , є ,

ґ , є .

-200-130-3 № 3 , є t = 340-400 º ,

є t = 220-250 º , ( . 6).

, - t = 490-500 º 2- 1-

, . ( . 6 )

.

13

є 2800 ( . 7).

σ = 323,3

, ,

σ = 141 , 56,4 % .

,

є 5 %.

-

є

( . 3).

є

6 % = 33192

= 56017 .

є . є

,

200 , є

- . ,

є = 213,1 (grad t = 3120 K/ ), є

= 24,2 (grad t = 380 K/ ). , ,

є . 2800

14- : σ = 323,2 , σ = 206 .

є N = 6600 (

N = 3580) є nN = 5

. 6.

) ) . 7.

2800 ( ) ( )

14

nε =1,5. є 3- = 94,2 % = 87,3 %

41764 ( = 17766 ). 3

№

1 І , 108,8 108,8

2 [ ] 0,4851 0,4851

3

[N l] n

=685 4250 4600

[N l] n =233 3950 3950

[N l] n

=539 2950 4240

4 [ ] 0,411 0,3512

5 [ ] 0,8961 0,8363

6 T, 286228

7 І

T , 33192 56017

, є

, .

, є , . ,

-200-130-3 є , , ( .

8). є,

. є 1-3,5

.

є .

,

.

. 8.

15

, , є 400-700 / . ,

є 9-32 %.

є 5200 є 25 %: = 255,9 = 192,2

. ,

.

, ( . 4). ,

4,4 %, 17766 32811 . 4

№

1 І , 102,6 100,9

2 . [ ] 0,4654 0,4624

3

[N l] n

=685 2400 2660

[N l] n =233 5800 5970

[N l] n

=539 3580 3900

4 . [ ] 0,4761 0,8972

5 [ ] 0,9416 0,8363

6 T, 286228

7 І

T , 17766 32811

є є

.

. ,

.

( . І., Є. ., . ., . ., . .)

. , [6] є 11 % ( . 9).

є 4-12,5 %: N = 2400, [7] – [N] = 2100

[N] = 2300 [8].

16

.

’ -

, - .

.

є .

, 200-300

.

2012-2015 . є

13-62 % 2014 . 2012 ., ’

18-66 %. . , 8

2012 . є 1853 , 2014 . – 4857 , 185 307 .

є 200 300 , , є 1115 2057 .

- ( ) 2011-2015 . , 200-300

31 %, – 363-448 . . . 1 , – 6,5-12 %. ( ) 75-86 %. є

, 13 89 90 %.

, є

. , 200-300 .

- . , 200

414,7 458,3 . . ./ · 397,5 458,6 . . ./ · 300 . 10,3

12,8 % 200 8,9-12,9 % –

)

) . 9. ( ) ( )

17

300 . , , 2015 2014 3-12 %, ’

.

200-

300 , -

, є 3-9 є 7,3-

21,9 % , 4-7 (8,3-14,4 %/ ). ,

- ( . 10).

. 10 200-300

( ) - ( ).

( , ), . 10 .

, 200-300 -

« » ( 31.03.2016).

є 200-300 .

є ,

. є .

-200-130 є 2 , – 4,5 , – 6,5 .

70 , є 30 . ,

є , , .

) )

. 10. 200 ( ) 300 ( ) ( ) - ( )

18

є , є

, 14 36-48 .

є 200-240 ° є . , є 3,5

, є . , є

є .

№ 3-9 ( . 11).

. № 4 є 11388 , – 13612 .

є ,

є. , « »

,

є ,

,

є . є

(28 % – 2440 ), , ,

- . ,

є . є ,

. , - , ,

, є ( , є ,

). , , , .

. є

є , - .

. 11.

19

’ -

. :

1. -

, ,

’є . , . ґ

-100/120-130 № 1 « -5» – 92162 – 558.

2. -800-240-2 ’є .

є 17,7 %.

3.

, є , .

35274 66730 . 4.

. є

9-32 % 3-11 %. , -200-130-3 № 3

17766 32811 . 5. , є

є . -200-130-3

33192 56017 17766 41764

– .

6. 200-300 - ,

. , є 9-13 %, – 16-33 %.

3-9 , – 4-

7 , є

7. .

, є 122 , ,

, є є .

20

1. 24.020.16-73. . ё . – .,

1973. – № -002/3209. – 104 . 2. 108.021.103. . ё

. – ., 1985. – № –002/7382. – 49 . 3. , . ., : . . 2- / . . , . . . – .: . – 2015. – 560 . – ISBN 978 5-9710-1808-7.

4. - 40.1-21677681-52:2011 : /

/ . . . – . ., 2011. – 24 . 5. , . . : / . .

, . . , . . , [ .]; . . . , . . – .: , 1985. – 352 . – ISBN 5-7046-0844-2.

6. , . . - -200-130 /

. . , . . // « І». : -

. – : « І», 2008. – № 6. – . 102–106.

7. , . . -

160, 200 300 / . . , . . // . – 1992. – № 6. – . 23-29.

8. , . . -200-130 . № 9 / . . , . .

// « І». : . – : « І», 2008. – № 6. – . 137–144.

Ь

1. Comprehensive rotor service life study for high & intermediate pressure cylinders

of high power steam turbines [Text] / V. Peshko, O. Chernousenko, T. Nikulenkova, A.

Nikulenkov // Propulsion and Power Research – China : National Laboratory for

Aeronautics and Astronautics, 2016 – Volume 5, Issue 4 – pp. 302-309. (ScienceDirect)

З , ,

ь ь ь. 2. , . .

-100/120-130 . № 1 « -5» [ ] / . . , . . , . . ,

. . // « І». – : « І», 2017. – № 11(1233). – . 16-23. (Index Copernicus) З ь

ь .

3. , . . -

-100/120-130 .

21

№ 1 « -5» [ ] / . . , . . // « І». – : « І», 2017. – № 9(1231). – . 34-40. (Index

Copernicus) З - є .

4. , . . , -100/120-130 . № 1

« -5» [ ] / . . , . . // « І». – : « І», 2017. – № 10(1232). – . 30-37. (Index Copernicus)

З ь, , ь. 5. , . . [ ] / . . , . . // « І». – :

« І», 2015. – № 16(1125). – . 27-31. (Index Copernicus) З є ь

. 6. , . .

-200-130 [ ] / . . , . . // « І». – : « І», 2016. – №

9(1181). – . 113-117. (Index Copernicus) З ь , ь - ь ь - .

7. , . . [ ] / . . , . .

// « І». – : « І», 2016. – № 10(1182). – . 6-16.

(Index Copernicus) З - .

8. , . . [ ] / . . ,

. . // « І». – : « І», 2016. – № 8(1180). – . 100-106. (Index Copernicus) З

- . 9. , . .

- [ ] / . . , . . , . . , . . , . . // . – , І - , 2016. – № 2 (45). – . 21-31.

(Index Copernicus) З - - .

10. , . . -200-130 [ ] / . . , .

. // : - .

« – 2015». – . . – : . , 2015. – 1 . . (CD-ROM). – 3a . . З

22

ь , ь - ь ь.

11. , . . -

200-130 [ ] / . . , . . // « »: . –

. : « І», 2013. – . 97. З ь .

12. , . . -200-130 : [ ] / . . , .

. // « »: . – . : « І», 2015. – . 114. З

ь . 13. , . .

, є [ ] / . . , . . , . . // 82

, “ – І ” – .: , 2016 . – .2. – . 189.

З 200-300

В ь . 14. , . .

[ ] / . . , . . , . . // 82 ,

“ – І ” – .: , 2016 . – .2. – . 190. З

ь . 15. , . .

[ ] / . . , . . , І. . // 82 ,

“ – І ” – .: , 2016 . – .2. – . 191. З

. 16. , . . -100/120-

130 . № 1 « -5» [ ] / . . , . . // 83 ,

“ – І ” – .: , 2017 . – .2. – . 206. З

ь .

17. , . . 300 [ ] / . . , . . , .

. // « »: . 2 . – . : « І», 2016. – . 1. – . 139. З

300 В .

23

18. , . . [ ] / . . , . . , І. . // «

»: . 2 . – . : « І», 2016. – . 1. – . 138. З

ь 200-300 В . 19. , . . -

« » [ ] / . . , . . , . . , [ .] // XII -

« : » – ., 2016. –

. 80-84. З - .

. . . – .

05.14.14 – . –

« І » , , 2017.

, , . 100, 200, 300,

800 , .

, ґ .

. 200-

300 , - , .

: , , - , , , .

. . . – .

05.14.14 – . –

« » , , 2017.

24

,

, , .

.

100, 200, 300, 800 ,

. -

, -100/120-130.

, - .

. ,

-800-240-2 , , -

, .

, . -200-130-3

. ,

, .

.

,

-200-130-3 № 3 .

-

.

ё ё , 200-300 ё

. 200-300 «

» - . , - ,

.

25

ё 200 . ,

, .

: , , -

, , , .

SUMMARY

Peshko V. A. Establishing control over the residual resource of high-

temperature elements of steam turbines. – Manuscript.

Candidate-degree thesis (eng.) by the specialty 05.14.14 – thermal and nuclear

power installations. – National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv

Polytechnic Institute» MES of Ukraine, Kyiv, 2017.

The thesis is devoted to solving the issue of establishing control over the resource of

high-temperature elements of high-power steam turbines by means of technological,

constructive, schematic and regime methods. Estimated determination of the residual

service life-time of steam turbines with a capacity of 100, 200, 300, 800 MW, which

constitute the main park of the equipment of TPP of Ukraine is done.

The service life-time of the turbine casing for supercritical parameters with taking

into account the efforts of tightening the studs is determined for the first time. Proposed

and justified the effectiveness of the resource control method by changing the tightening

forces. The effectiveness of changing sealing steam supply scheme and reconstruction of

the thermocompensational grooves of steam turbines are investigated. The influence of the

operation of 200-300 MW units in the regime of frequent start-ups on the accident rate,

service life-time and economic indicators is determined. The resource control method by

changing the mode of maneuvering operation of power units is proposed.

Keywords: steam turbine, thermal state, strain-stress state, residual resource,

increasing operation-time, establishing control.