Возможности создания паровых турбин большой мощности с уменьшенными габаритными размерами

Аннотация

Актуальной задачей в области создания паровых турбин для АЭС представляется создание турбины единичной мощностью свыше 1200 МВт с КПД блока выше 37 % и удельной металлоёмкостью менее 2,4 т/МВт. Сокращение существующих габаритных размеров турбоустановки, с сохранением общей эффективности блока, приведёт к созданию конкурентоспособной энергетической установки. Основным резервом сокращения числа потоков ЦНД и повышения единичной мощности цилиндра может служить дальнейшее увеличение суммарных торцевых площадей выхлопов. Увеличение паровой нагрузки и площади выхлопа ЦНД при фиксированной частоте вращения турбины и условно "предельной" длине рабочих лопаток последних ступеней достигается за счёт применения двухъярусных последних ступеней ЦНД. В указанных ступенях часть потока проходит через нижний ярус и последнюю ступень, а часть - расширяется в верхнем ярусе до давления в конденсаторе. Подобные ступени позволяют сократить число ЦНД в существующих турбоагрегатах и их металлоёмкость, а также создать турбины с повышенной пропускной способностью на перспективу увеличения мощности до 1800 МВт. В связи с этим разработка и исследование двухъярусных ступеней и цилиндра низкого давления с повышенной пропускной способностью - актуальная и практически важная задача, направленная на улучшение технико-экономических показателей, экономию трудовых и материальных ресурсов в производстве турбин. Представлены анализ и спектры применения двухъярусных ступеней, выявлены наиболее перспективные из них. Одним из наиболее предпочтительных вариантов использования ЦНД с полуторным выхлопом оказалась турбина для АЭС, предназначенная для эксплуатации в условиях углублённого вакуума при температуре охлаждающей воды 5-10 ˚С. При этом сохраняются (с минимальными изменениями) тепловая схема турбоустановки и её компоновка. Также перспективными вариантами ЦНД с полуторным выхлопом представляются: - турбины АЭС для ухудшенного вакуума с двумя ЦНД (вместо трёх); - быстроходная турбина АЭС мощностью до 1800 МВт; - турбоустановки ТЭС и паровые турбины для ПГУ.