08.08.2024 Газета «Силовые машины»
Новые титановые рабочие лопатки длиной 1200 мм для турбин АЭС успешно прошли испытания на стенде вибрационной наладки УВН-3 ЛМЗ. Первая ступень с новой рабочей лопаткой будет установлена при модернизации ЦНД турбины типа К-1000 на Калининской АЭС.
Титановая рабочая лопатка длиной 1200 мм – визитная карточка и гордость нашей компании. Фотографии рабочего колеса последней ступени низкого давления мощной паровой турбин АЭС с «золотыми» лопатками можно встретить практически на всех рекламных, информационных, презентационных и других имиджевых материалах СМ. Но, главное, конечно то, что разработка и промышленное освоение производства серии титановых лопаток длиной 1200 мм, во многом, позволили создать серию быстроходных турбин для АЭС мощностью до 1200 МВт.
Истории создания титановой рабочей лопатки уже более 40 лет: первая ее версия прошла стендовые испытания еще в 1980 году. Испытания и отработка конструкции проводились на модельных стендах «НПО ЦКТИ» и Политехнического университета в масштабе М 1:3 и на натурном стенде ЛМЗ в масштабе М 1:1. С 1980 года конструкция рабочей лопатки претерпела множество изменений. Стали использоваться новый материал, другие формы бандажа и самого аэродинамического профиля пера лопатки, применяется упрочняющее покрытие. Нынешняя модификация уже шестая по счету, она обновит версию лопаток, существовавшую с 2007 года. Ее разработкой специалисты компании занимались около пяти лет.
При проектировании новой титановой рабочей лопатки длиной 1200 мм были реализованы самые современные технические решения: вместо демпферных проволок в качестве промежуточной связи применены промежуточные полки (снабберы), в бандажах установлены вставки с износостойким покрытием, а в периферийной части сечения аэродинамического профиля имеют специальное сверхзвуковое профилирование, снижающее потери. Все это позволяет повысить надежность и экономичность лопаток.
Процесс создания и постановки в производство новой лопатки последней ступени для паровой турбины АЭС включает в себя проведение комплекса различных стендовых испытаний. Так еще в конце 2023 года на паровом стенде «НПО ЦКТИ» успешно проведены модельные испытания новой лопатки в составе четырехступенчатого отсека низкого давления. А финальным этапом стали испытания на стенде вибрационной наладки УВН-3 в цехе паровых турбин ЛМЗ.
Стенд УВН-3 представляет собой вакуумную камеру, в которой диск с установленными на нем рабочими лопатками разгоняется до 3300 оборотов в минуту. При этом, с установленных на рабочих лопатках тензодатчиков снимаются показания, на основе которых строится частотная диаграмма Кемпбелла (диаграмма, позволяющая находить режимы работы, на которых происходят резонансные колебания). Экспериментальная проверка вибрационной отстройки рабочей лопатки и является, в соответствии с нормами, обязательным критерием по допуску рабочей лопатки в промышленную эксплуатацию.
От испытаний зависело исполнение договора на поставку комплектов модернизации на Калининскую АЭС для модернизации блоков 3 и 4. В результате испытаний была подтверждена вибрационная отстройка новой титановой рабочей лопатки длиной 1200 мм.
Турбины с использованием новых лопаток уже ждут наши заказчики. В 2024 году первая ступень с новой рабочей лопаткой будет установлена при модернизации цилиндра низкого давления турбины типа К-1000 на Калининской АЭС.
Создание подобных, высокотехнологичных изделий, являющихся, кстати, уникальными по своим характеристикам не только в нашей стране, но и в мире, в очередной раз подтверждает уровень наших конструкторов, технологов, мастеров и испытателей, укрепляет лидерство нашей компании в области создания мощных быстроходных турбин для АЭС.
Тюхтяев Алексей Михайлович, заместитель главного конструктора по НИОКР СКБ «Турбина»