Инструкция по продлению срока эксплуатации паровых турбин сверх паркового ресурса

     5.3. Изменения конструкции турбины

5.3.1. Снижение концентрации температурных напряжений на поверхности роторов.

При пусках и остановах турбины максимальные температурные напряжения и, следовательно, наибольший темп накопления повреждений от малоцикловой усталости будут реализовываться в поверхностном слое металла в донной части тепловых канавок концевых, диафрагменных и промежуточных уплотнений, температура металла в которых превышает 400 °С. С целью снижения концентрации напряжений рекомендуется осуществлять изменение формы этих канавок. Снижение концентрации напряжений в тепловых канавках достигается в первую очередь увеличением радиуса кривизны донышка канавки, выполняемым одновременно с некоторым увеличением ее глубины. Увеличение радиуса кривизны ограничено возможностями расширения канавки в реальной конструкции и может производиться двумя путями: без потери эффективности соседнего гребня уплотнения (вариант А) и с потерей ее (вариант Б). Вариант А позволяет снизить уровень температурных напряжений на поверхности ротора в 1,3-1,5 раза без снижения экономичности турбоустановки, вариант Б - в 1,5-1,75 раза - с незначительным снижением экономичности (менее 0,015% на турбоустановку). Это позволяет увеличить число циклов до появления трещин в 3 и 5 раз, соответственно.

Подобная операция может быть проведена в условиях электростанции в период и сроки капитального ремонта турбины. При невозможности выполнения этой операции на ТЭС она может быть реализована в ремонтных организациях, располагающих необходимым оборудованием, или на заводе - изготовителе турбины. Операцию необходимо проводить с привлечением экспертной организации.

5.3.2. Повышение надежности ободов дисков первых ступеней РВД и РСД турбин производства АО "Турбоатом".

Для повышения надежности и долговечности замкового соединения на дисках первых ступеней РВД и РСД турбин К-500-240 и К-300-240 АО "Турбоатом" разработал проект дополнительного крепления замковой и предзамковых лопаток. При модернизации замковая лопатка крепится четырьмя штифтами вместо двух, как это предусмотрено проектом, и, кроме этого, для уменьшения нагрузки от предзамковых лопаток на диск введено крепление штифтом предзамковых лопаток к соседним. Такое же штифтовое соединение десяти соседних лопаток с каждой стороны от замковой выполнено с меньшим диаметром штифта. Модернизация крепления замковой группы снижает напряжения в ободе диска и обеспечивает существенное увеличение ресурса.

5.3.3. Повышение надежности соединения роторов высокого и среднего давления.

С целью разгрузки призонных болтов полумуфт РВД-РСД рекомендуется увеличить долю крутящего момента, передаваемого трением на торцевых поверхностях полумуфт этих турбин.

Для этой цели разработана олигомеросодержащая паста с электрокорундом, позволяющая увеличить трение более чем в 2 раза. Паста наносится на поверхности полумуфт в соответствии с действующей нормативной документацией.

5.3.4. Экранирование внутренних поверхностей корпусов турбин.

Экранирование внутренней поверхности одностенных корпусов цилиндров в зоне камер с наиболее высокой интенсивностью теплообмена позволяет резко снизить уровень напряжений при эксплуатационных отклонениях параметров пара и практически увеличить ресурс корпуса.

5.3.5. Разделка кольцевого паза на внутренней поверхности корпусов ЦВД турбин К-200-130 ЛМЗ.

Для снижения концентрации напряжений в зоне кольцевого паза под направляющий козырек за регулирующей ступенью могут быть выполнены изменения конструкции и способа крепления в корпусе цилиндра направляющего козырька, аналогичные принятым заводом-изготовителем в последних образцах ЦВД. Это изменение способа крепления козырька позволяет выполнить разделку кольцевого паза, снижающую концентрацию напряжений в этой зоне.

5.3.6. Предупреждение пропаривания корпуса при выходе трещины в шпилечное отверстие.

Проводится усиление донной части шпилечного колодца с помощью укрепляющей шайбы, которая вваривается в дно шпилечного отверстия. Высота (толщина) шайбы зависит от числа витков резьбы, затронутых образовавшейся трещиной, и может достигать 40 мм по условиям предельного укорочения рабочей длины шпильки.

5.3.7. Улучшение тепловой изоляции корпусов цилиндров, клапанов и паропроводов.

Наибольшие напряжения, возникающие в деталях паровпуска на начальных этапах пусков из горячего и неостывшего состояний, связаны с различием исходных тепловых состояний главных паропроводов, корпусов клапанов, пароперепускных труб и цилиндров турбины. Особенно высокие напряжения возникают при быстром остывании паропроводов вторично-перегретого пара и перепускных труб высокого и среднего давления, так как на большинстве блоков нет эффективных способов их прогрева.

В высокой скорости остывания этих элементов решающую роль играет низкое качество и несовершенство конструкции известково-кремнеземистой изоляции. Эти недостатки устраняются применением двухслойной комбинированной изоляции, в которой вместо второго слоя сегментов используются минеральные маты, уменьшающие влияние открытых швов и позволяющие сблизить характеристики остывания паропроводов и цилиндров, что особенно важно для турбин, исчерпавших расчетный ресурс и требующих щадящего режима эксплуатации.