Канд. техн. наук
198188 Россия, Санкт-Петербург, ул. Возрождения 20А, лит. А
PhD
198188, St. Petersburg, ul. Vozrozhdeniya 20A, lit. A
Главный инженер
183038 Мурманск, тер. Мурманск-17, 1
Chief Engineer
183038 Murmansk, ter. Murmansk-17, 1
Целью настоящей статьи является формулирование некоторых перспективных направлений развития и совершенствования системы парораспределения и силового электрогидравлического комплекса управления паровыми клапанами турбоагрегата главной паротурбинной установки ПТУ-72, устанавливаемой на ледоколы проекта 22220 и являющейся базовой для применения на перспективных ледокольных судах и плавучих атомных электростанциях. В статье рассмотрены конструктивные особенности паровых клапанов и приводной части системы управления турбоагрегатом, которые, по мнению авторов, требуют доработки в рамках модернизации энергоустановок атомных ледоколов в течение их эксплуатации, а также требуют учета при разработке новых перспективных судовых энергоагрегатов. Возможности совершенствования системы парораспределения рассмотрены в двух направлениях: конструкции собственно регулирующих паровых клапанов и конструкции электрогидравлического силового комплекса управления паровыми клапанами.
Сформулированы следующие предложения, которые целесообразно обсудить при разработке конструкций новых паротурбинных агрегатов атомных судов:
1) исключить неоправданное дублирование паровых клапанов на ГТА перспективных проектов и вернуться к отработанной схеме подвода пара на турбинах атомных ледоколов предыдущего поколения;
2) применить неметаллические композиционные материалы в конструкции перспективных органов парораспределения турбомашин;
3) провести унификацию паровых клапанов регулирующего и травления, исключив из клапана травления разгрузочный клапан с заменой его каналом разгрузки и конструктивно обеспечив процесс самоустановки поршня на штоке внутри перфорированной втулки;
4) в перспективных проектах ледоколов — уменьшить давление рабочей среды в гидросистеме управления паровыми клапанами ГТА, что определенно снизит требования к элементам гидроуправления и позволит перейти к более простым техническим решениям с переходом на отечественные средства гидроуправления, а возможно — к электромеханическому исполнению сервоприводов управления паровыми клапанами;
5) изменить алгоритм управления регулирующими клапанами турбоагрегатов серийных атомных ледоколов проекта 22220, дополнив алгоритм функционалом, обеспечивающим увеличение ресурса паровых клапанов, осуществив модернизацию электронной цифровой части системы управления паровой турбиной.
Предложения по совершенствованию системы парораспределения серийных атомных ледоколов могут найти применение в проектируемых СЭУ атомного ледокола проекта 10510 «Лидер», а также в турбогенераторных установках атомных плавучих энергоблоков, где применение разгруженных паровых клапанов может открыть дорогу применению электромеханических силовых приводов паровых клапанов в турбоагрегатах с исключением из приводов гидравлических высоконапорных сред.
The purpose of this article is to determine some prospective areas for the development and improvement of the steam distribution system and the electrohydraulic power control system for steam valves of the turbine unit of the main steam turbine unit PTU-72, installed on icebreakers of project 22220, and which is the base for use on prospective icebreaking vessels and floating nuclear power plants. The article considers the design features of steam valves and of the drive part of the turbine control system, which, according to the authors, require further development as part of the modernization of nuclear icebreaker power plants during their operation, and also require consideration when developing new advanced marine power units. Possible ways to improve the steam distribution system are considered in two areas: the design of control steam valves themselves and the design of electrohydraulic power complex for controlling steam valves.
The following suggestions are formulated for consideration in the design of new steam turbine units for nuclear-powered vessels:
1) to consider the issue of eliminating unjustified duplication of steam valves on the main turbine unit (MTU) of prospective projects and returning to the proven scheme of steam supply on turbines of nuclear icebreakers of the previous generation;
2) to consider the use of non-metallic composite materials in the design of prospective turbomachinery steam distribution systems;
3) to unify the steam control and etching valves with the exclusion of the relief valve from the etching valve, replacing it with an unloading channel, and structurally ensuring the process of self-mounting the piston on the rod inside the perforated sleeve;
4) in prospective icebreaker projects, to consider the possibility of reducing the pressure of the working medium in the hydraulic control system of the MTU steam valves, which will obviously reduce the requirements for hydraulic control elements and allow for simpler technical solutions with the transition to domestic hydraulic control systems, and possibly to the electromechanical design of steam valve control servos;
5) to change the control algorithm for control valves of turbine units of serial nuclear icebreakers of the project 22220, supplementing the algorithm with functionality that ensures an increase in the service life of steam valves by modernizing the electronic digital part of the steam turbine control system.
The proposed suggestions on improving the steam distribution system for serial nuclear icebreakers may be considerably useful in newly designed nuclear icebreaker power plants of the 10510 Leader project, as well as in turbine-generating plants of the actively developing field of nuclear floating power units.
The use of unloaded steam valves in steam distribution systems of turbogenerator installations of nuclear floating power units may pave the way for the use of electromechanical power drives of steam valves in turbine units with the exclusion of hydraulic high-pressure media from the drives.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.