Проведено дослідження тривимірного напружено-деформованого стану (НДС) та власних коливань вузлів гідравлічних і парових турбін з урахуванням контакту елементів та наявності тріщин. Дану задачу розв'язано за допомогою багатосіткового методу скінченних елементів. З метою поліпшення збіжності методу запропоновано модифікацію його операторів - пряму побудову проміжної скінченноелементної моделі і числову побудову оператора конденсації. Удосконалено метод урахування недосконалостей структури у вигляді тріщин для динамічних задач. Проведено тестування запропонованих методик. Створено спеціалізований програмний комплекс з розвинутим вхідним і вихідним інтерфейсами. Встановлено вплив різних конструктивних і технологічних факторів на НДС та власні коливання вузлів гідравлічних і парових турбін. Вперше вивчено вплив контактного обпирання та появи тріщин в лопатковому апараті на НДС діафрагми парової турбіни. Досліжено вплив довжини та глибини тріщини в лопаті робочого колеса радіально-осьової гідротурбіни на власні коливання. Встановлено вплив системи тріщин різної орієнтації та довжини в лопаті поворотно-лопатевої гідротурбіни на її власні коливання.

  Скачати повний текст

Розглянуто причини появи та механізми утворення зарядів у вологому паровому потоці та їх вплив на процеси конденсації у парових турбінах. Запропоновано методику та конструкції електричних зондів для вимірювання густини зарядів у рухомому вологому паровому потоці. Розглянуто методи та засоби керування густиною зарядів у вологому потоці. Наведено конструкції пристроїв, які дозволяють за рахунок електричного впливу на вологий паровий потік керувати процесами конденсації. Показано, що нейтралізація парового потоку за останнім ступенем турбіни знижує коефіцієнт повних втрат у вихлопному тракті на 10 - 12 % від вихідного значення, а додаткова електризація пари в зоні конденсатора збільшує вологість більше, ніж на 1 %.

  Скачати повний текст

Здійснено теоретичне й експериментальне дослідження з метою поліпшення статичних і динамічних характеристик багатовитратного запобіжного клапана непрямої дії у складі гідроагрегата підйому вала парової турбіни. Розроблено комплекс математичних моделей: насоса, запобіжного клапана непрямої дії, довгого трубопроводу, гідростатичного підшипника. Відзначено, що запропоновану модель з запобіжним клапаном подано стосовно будь-якої змінної нелінійним диференціальним рівнянням VII порядку. Наведено результати аналізу коливань тиску у напірному трубопроводі з частотою 3,7 Гц.

  Скачати повний текст

Виявлено закономірності впливу розладу параметрів бандажування на вібраційні характеристики лопаткових вінців робочих коліс парових турбін. Розроблено методи конденсаційного типу, що дозволяють провести відповідний аналіз у імовірнісній постановці на основі докладних тривимірних скінченно-елементних (СЕ) моделях лопатки. Вперше розроблено метод розв'язання задачі усталених вимушених гармонічних коливань циклічної симетрії (ЦС) механічних систем з випадковим розладом, що дозволяє проводити дослідження на основі тривимірної СЕ моделі сектору з можливістю конденсації його розмірності. Запропоновано методологію побудови параметричних СЕ моделей лопаток і лопаткових вінців робочих коліс турбомашин з цільнофрезерованим бандажуванням. Встановлено залежності впливу варіацій параметрів штіфтованого бандажного з'єднання відповідно до особливостей їх конструкції на статичні та динамічні характеристики лопаткових апаратів парової турбіни. Виявлено нові закономірності впливу малих випадкових технологічних відхилень в параметрах бандажного з'єднання на вібраційні характеристики робочих коліс, як системи з конструктивною ЦС.

  Скачати повний текст

Запропоновано економічний обчислювальний алгоритм інтегрування осереднених рівнянь Нав'є - Стокса в областях складної геометрії для паралельних багатопроцесорних обчислювальних систем на базі відомих різницевих схем. Розроблено підхід до розрахунку в'язких турбулентних течій, складених з різномасштабних частин, зокрема для вхідних відсіків. Виконано числові дослідження газодинаміки відсіку турбомашини та досліджено механізм взаємодії вхідного патрубка і першого ступеня. Досліджено фізичний механізм виникнення додаткових втрат у проточній частині вхідного відсіку. Наведено метод раціонального проектування підведення робочого тіла до першого ступеня осьової турбіни.

  Скачати повний текст

Вперше науково обгрунтовано застосування внутрішньої регенерації теплоти (підведення теплоти відпрацьованих у газовій турбіні газів, процесу конверсії природного газу) у перспективних газотурбінній і парогазовій установках (ГТУ, ПГУ). Розроблено розрахункову модель конвертора природного газу щодо його використання в схемах ГТУ і ПГУ. Запропоновано схеми ГТУ і ПГУ з внутрішньою регенерацією теплоти, проведено їх розрахунки і виявлено залежність ефективності даних схем від параметрів конверсії. Виявлено причини різкого підвищення ККД ГТУ і ПГУ за використання в них внутрішньої регенерації теплоти, а також зменшення забруднення навколишнього середовища газами, які створюють парниковий ефект. Обгрунтовано і запропоновано вираження для ексергетичного ККД розглянутих схем, що враховує "транзитну" ексергію метану, який не прореагував у конверторі. Встановлено, що значення ексергетичного ККД схем з внутрішньою регенерацією теплоти може досягнути 85 %.

  Скачати повний текст

Розроблено комплексний підхід до продовження терміну експлуатації енергетичного обладнання електростанцій. Досліджено залишковий ресурс високотемпературних елементів парових турбін потужністю 200 МВт. На підставі запропонованих математичних моделей теплового, напружено-деформованого стану та малоциклової втомленості елементів корпусів циліндрів високого та середнього тиску (ЦВТ і ЦСТ) парових турбін потужністю 200 МВт з урахуванням ремонтно-поновлюваних змін впродовж всього терміну експлуатації, а також експериментально визначених коефіцієнтів запасу міцності металу роторів і корпусів турбіни К-200-130-1,3 ЛМЗ одержано дані щодо продовження терміну експлуатації. Створено концепцію автоматизованої системи технічного діагностування й інформативної підтримки експлуатації та управління ресурсом енергоблоків для продовження залишкового ресурсу енергетичного обладнання, що вичерпало парковий ресурс. Установлено реальну можливість продовження терміну експлуатації енергетичного обладнання за результатами проведення числових і експриментальних досліджень. Розраховано припустиму кількість пусків, сумарну пошкодженість і залишковий термін експлуатації роторів, корпусів і клапанів ЦВТ і ЦСТ парових турбін К-200-130-1, 3 ст. N3 - 9 Кураховська ТЕС та ст. N 13 - 15 Луганська ТЕС.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано шляхи вирішення прикладної науково-технічної проблеми збільшення експлуатаційної надійності, продовження робочого ресурсу парових турбін для ТЕС та АЕС з покращеними показниками потужності й економічності. На базі розроблених математичних моделей високошвидкісного удару великої вторинної краплі конденсату по робочій лопатці останнього ступеня потужної парової турбіни та напруженого стану її вхідної кромки, що виникає під час перебігу даного процесу, побудовано універсальну математичну модель краплеударної ерозії лопаткових матеріалів. Теоретично доведено й експериментально підтверджено, що запропоноване тонке хромове вакуумне покриття забезпечує підвищення ерозійної стійкості робочих лопаток останніх ступенів циліндрів низького тиску (ЦНТ) енергетичних турбін у 5,5 раза у порівнянні з традиційними способами їх пасивного захисту від ерозії. Обгрунтовано можливість збільшенння потужності, економічності й ерозійної надійності останніх ступенів потужних парових трубін за допомогою нового способу їх активного захисту від ерозії - надвисокочастотного електромагнітного поля (НВЧ ЕМП). Запропоновано метод розрахунку міцності зчеплення часток НВЧ-поглинального керметного покриття з підкладкою з лопаткового матеріалу, що дозволяє під час використання НВЧ-енергії у проточній частині ЦНТ парової турбіни за розробленою схемою підвищити ефективність периферійного вологовидалення за напрямним апаратом останнього ступеня у 5,9 раза у порівнянні з традиційними способами його реалізації.

  Скачати повний текст

Розроблено нелінійні математичні моделі електрогідравлічних слідкуючих приводів (ЕГСП) та його складових елементів, які дозволяють враховувати нелінійності різного типу: обмеження руху рухливих деталей, межі зміни робочих параметрів, зміну коефіцієнта гідравлічних витрат робочої рідини в щілинах керування золотникових пар, сухе тертя. Доведено перспективність побудови електрогідравлічних систем регулювання парових турбін на основі гідроагрегатів. Досліджено динамічні властивості ЕГСП з низьким та підвищеним (до 20 МПа) тиском подачі робочої рідини, а також електрогідравлічної системи регулювання парової турбіни з цим гідроприводом.

  Скачати повний текст

У межах термодинамічного підходу одержано нове вирішення наукової проблеми поділу витрат енергії між продуктами комбінованих процесів тепломеханічного перетворення (що є основою комбінованого виробництва електричної енергії та теплоти, теплоти та холоду), яка проявляється у неможливості вимірювання таких витрат на практиці. Розроблено теоретичні засади, методи та засоби визначення енегоємності та вартості проміжних і кінцевих продуктів комбінованих виробництв практично важливих типів. Створено моделі та методики енергоекономічного аналізу та прогнозування їх розвитку у складі електроенергетичного комплексу країни. Результати наукового дослідження використано у процесі розробки галузевого стандарту електроенергетики й "Енергетичної стратегії України до 2030 р.".

  Скачати повний текст

Вперше проведено дослідження об'ємного напружено-деформованого стану хвостового з'єднання експериментальним методом фотопружності за різних форм опорних поверхонь за наявності технологічних зазорів, що дозволило установити розподіл напруг з товщини хвостовика. Вперше виявлено вплив форм контактних поверхонь на характер їх деформування і запропонований спосіб визначення деформацій цих поверхонь. Досліджено вплив геометричних параметрів на нерівномірність розподілу напруг у грибоподібному хвостовому з'єднанні, що дозволило визначити заходи з зниження концентрації напруг. Розроблено удосконалений профіль багатоопорного хвостового з'єднання грибоподібного типу з більш рівномірним розподілом напруг.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст