Некоторые предложения по совершенствованию системы парораспределения главного турбоагрегата атомного ледокола проекта 22220

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.

1. Турбоагрегаты для атомных ледоколов и подводных лодок. 01.02.2011. [Электронный ресурс] URL: https://proatom.ru/modules.php?name=News&file=articleysclid=mbghlssni501549432 (дата обращения 03.06.2025).

2. Проект 10580 «Таймыр» и «Вайгач» // История Росатома: Эволюция отрасли: История основных систем: История ледоколов. [Электронный ресурс] URL: https://www.biblioatom.ru/core-systems/nuclear-powered-icebreakers/10580/ (дата обращения 03.06.2025).

3. Бессмазочные уплотнения из композиционных материалов группы BARS 700 для работы в условиях высоких давлений. [Электронный ресурс] URL: https://barrens.ru/pdf/bars700.pdf (дата обращения 03.06.2025).

4. Гулый В.А. Управление судовыми главными реверсивными паротурбинными агрегатами / В.А. Гулый. – СПб.: Реноме, 2022. – 176 с.

5. Адрианов А.А. Система автоматического управления «Siemens» для главных турбин а/л «Таймыр». Часть I. Регуляторы главных турбин: уч. пос. / А.А. Адрианов, Ю.Г. Татьянченко. – СПб.: Медицинская пресса, 2004.

6. Патент на изобретение № 2670470. Гидросистема управления клапанами паровой турбины: F01D 17/22 (2006.01) RU: заявл. 13.11.2017: опубл. 23.10.2018, БИ № 30 / Гулый В.А., Ильин О.К., Островский В.Г.; заявитель ПКБ «Автоматика».

7. Патент на изобретение № 2675030. Гидропривод: F15B 15/204 (2018.08); F16J 15/56 (2018.08) RU: заявл. от 02.11.2017: опубл. 14.12.2018, БИ № 35 / Григорьев И.И., Гулый В.А., Ильин О.К., Комаров В.А., Матусевич С.И., Кондратьев В.В.; заявитель ПКБ «Автоматика».

8. Патент на изобретение № 2669146. Электрогидравлическая система автоматического регулирования частоты вращения ротора паровой турбины привода электрогенератора судовой гребной электрической установки: F01D 17/22 (2006.01) RU: заявл. от 31.10.2017: опубл. 08.10.2018, БИ № 28 / Гайкова Н.А., Гулый В.А., Ильин О.К., Кашка М.М., Князевский К.Ю., Островский В.Г.; заявитель ПКБ «Автоматика».

9. Патент на изобретение № 2680905. Способ управления регулирующими клапанами паровой турбины ледокольной турбогенераторной гребной электрической установки и устройство для его осуществления: F01D 17/26 (2006.01) RU: заявл. 19.12.2017: опубл. 28.02.2019, БИ № 7 / Васильев О.Л., Гулый В.А., Ильин О.К., Касьянов А.Д., Князевский К.Ю., Комаров В.А., Хаюзко М.В.; заявитель ПКБ «Автоматика».