Шевченко В. В. Науково-технічні засади підтримки конкурентоспроможності турбогенераторів і забезпечення їхньої ефективної роботи при тривалій експлуатації

В роботі розроблені технічні і технологічні заходи по підвищенню енергоефективності нових турбогенераторів і турбогенераторів, які тривалий час знаходяться в експлуатації, шляхом наукового обґрунтування вибору параметрів конструкцій і технологій виготовлення, розробки методології діагностики та ремонтів з метою забезпечення можливості подальшої експлуатації і сталої роботи на сучасну енергомережу, підтримки науково-технічної конкурентоспроможності нових турбогенераторів на світовому ринку. З використанням теорії циклічного розвитку для підтвердження перспективності проведення робіт з дослідження турбогенераторів і визначення перспективних напрямків створення нових і модернізації вже працюючих генераторів встановлено найбільш вірогідний сценарій розвитку вітчизняної електроенергетики. Предметом дослідження були електромагнітні, механічні та теплові процеси в турбогенераторах. Об'єктом дослідження були нові турбогенератори і турбогенератори, які тривалий час працюють на блоках ТЕС і АЕС, їх характеристики і вибір напрямків вдосконалення з урахуванням особливостей сучасних умов експлуатації. В роботі запропоновані прийоми модернізації турбогенераторів і охолоджувачів з умовою підвищення потужності без зміни масогабаритних показників і заміни охолодного середовища (водню на повітря), методика комплексного системного контролю стану турбогенераторів з тривалим періодом експлуатації. Вперше за допомогою моделювання визначений тепловий і механічний стан модернізованих елементів ТГ, вплив швидкості зміни навантаження на ступінь деформації стрижнів обмоток і на стан ізоляції, вплив схеми складання шихтованих осердь, рівня і якості опресування на експлуатаційну надійність і довговічність турбогенераторів, що забезпечує підвищення якості проектування. Доведена необхідність при визначенні черговості включення турбогенераторів в енергосистему враховувати їх стан; визначено, що підтримувати номінальні параметри енергосистеми України доцільно турбогенераторами ТЕС потужністю 200-300 МВт і що використання для цього турбогенераторів АЕС неприпустимо. Запропонований алгоритм розрахунку гранично допустимого зносу елементів турбогенераторів і система реєстрації їх фактичного стану в режимі on-line. Запропоновані способи діагностики дефектів турбогенераторів і їх систем охолодження, а також прийоми усунення дефектів на блоках станцій; встановлено вплив компонування теплообмінників турбогенераторів і числа ходів охолодного газу на теплові напруги, розподіл максимальної температури і її перепад по поверхні трубок теплообмінників. Розроблено методику розрахунку сил, що діють між листами шихтованих осердь статорів турбогенераторів. Встановлено, що дія цих сил може бути однією з причин руйнування осердь не тільки в торцевих зонах, а й в середині генератора. Оцінка технічного стану турбогенератора і його елементів проводилася з метою визначення можливості їх подальшої експлуатації та встановлення обсягу необхідних ремонтів, для встановлення можливості реабілітації або виконання повної заміни. При розробці нових турбогенераторів орієнтувалися на світові стандарти в області турбогенераторобудування.