А. В. Валамин, А. Ю. Култышев, Ю. А. Сахнин, М. Ю. Степанов – Уральский турбинный завод

В журнале «Турбины и Дизели» №2, 2011 г. были представлены паровые турбины Т-53/67-8,0 и Т-113/145-12,4 производства ЗАО «УТЗ». В настоящее время предприятие заканчивает разработку и начинает изготовление новых турбин, отвечающих современным требованиям.

Турбина Т-63/76-8,8
Паровая теплофикационная одноцилиндровая турбина Т-63/76-8,8 разработана для ПГУ 230 с газовой турбиной ГТЭ-160-4 (ЛМЗ) или V94.2А (Siemens). Она предназначена для эксплуатации на Владимирской ТЭЦ-2, Ижевской ТЭЦ-1, Новобогословской ТЭЦ, Кировской ТЭЦ-3. Также ведутся работы по проекту турбины КТ-63-7,7, которая является конденсационным аналогом Т-63/76-8,8 и будет эксплуатироваться в составе ПГУ-230 с ГТУ GT13E2 (Alstom) на Академической ТЭЦ и двух блоках Нижнетуринской ГРЭС.
Турбина Т-63/76-8,8 имеет двухкорпусную конструкцию с петлевой схемой движения пара в цилиндре, внутренний корпус цилиндра – литой, наружный – сварной.
В турбине применено дроссельное парораспределение. Пар контура высокого давления от котла утилизатора подводится к отдельно расположенному блоку клапанов высокого давления (БК ВД), в который входят стопорный клапан с автозатвором и два регулирующих клапана со своими сервомоторами. БК ВД частично унифицирован с блоком клапанов турбины Т-113/145-12,4 для ПГУ Краснодарской ТЭЦ.
От БК ВД пар поступает во внутренний корпус цилиндра. Пройдя левый поток, он разворачивается на 180° и направляется по меж корпусному пространству к ступеням правого потока. Верхний отопительный отбор пара организован из камеры за 17-й ступенью турбины, а нижний – за 19-й ступенью. Из части низкого давления (ЧНД) пар поступает в конденсатор поверхностного типа, приваренный к выхлопному патрубку турбины при монтаже.
В связи с применением дроссельного парораспределения потребовалась проработка вариантов конструкций узла паровпуска. В результате расчетной оптимизации была получена геометрия узла паровпуска, обладающая наименьшим гидравлическим сопротивлением при одновременно равномерном распределении поля скоростей и давлений на входе в первую ступень.
Проточная часть турбины состоит из 21 ступени. Во внутреннем корпусе размещаются 12 ступеней давления. Диски ступеней 1–17 откованы заодно с ротором, диски ступеней 18–21 – насадные. Все концевые уплотнения цилиндра – сотовые. Промежуточные уплотнения ступеней 1–17 также сотовые, а ступеней 18–21 – лабиринтного типа. Высота рабочих лопаток последней ступени 660 мм. Конструкция и материал дисков и лопаточного аппарата, работающих в зоне фазового перехода, обеспечивают их надежность, предотвращая коррозионно-усталостное и эрозионное растрескивание при длительной эксплуатации.
В корпусе цилиндра предусмотрен патрубок, позволяющий организовать нерегулируемый отбор пара на производство из межкорпусного пространства. Также может быть организован регулируемый отбор пара при установке регулирующей диафрагмы перед 13-й ступенью и изменении парораспределения в контуре ВД.
В комплекте с турбиной предусмотрены два сетевых подогревателя ПСГ-1300 на расход сетевой воды до 3000 м³/ч, а также конденсатор К-6000 с поверхностью теплообмена 6000 м² и расходом охлаждающей воды до 13500 м³/ч.
Давление в камере отбора на ПСГ-2 при двухступенчатом подогреве сетевой воды и давление в отборе пара на ПСГ-1 при одноступенчатом подогреве регулируется диафрагмой 20-й ступени.
В системе регенерации имеется сальниковый подогреватель, в который отводится пар из переднего концевого уплотнения цилиндра. В результате ограничивается передача тепла по ротору к подшипникам, что обеспечивает надежность его работы.
Подвод пара контура низкого давления (1,4 МПа) осуществляется к стопорно-регулирующему клапану низкого давления, а затем в межкорпусное пространство.
Выхлопная часть турбины Т-63 унифицирована с выхлопной частью ПТ-90/125-130/10-2. Турбина сопряжена с турбогенератором ТФ-80-2У3 (с воздушным охлаждением) производства НПО «ЭлСиб».
Были проработаны подвальный и бесподвальный варианты компоновки. Габариты ячейки турбины с турбогенератором составляют: длина 25 м, ширина 20,5 м.

Турбина Т-40/50-8,8
Теплофикационная турбина Т-40/50-8,8 представляет собой одноцилиндровый агрегат, предназначена для работы в составе ПГУ-115 Новоберезниковской ТЭЦ с газовой турбиной PG 6111(6FA) производства GE. Она разработана на базе облопачивания части высокого давления турбины Т-63/76-8,8, части среднего давления ПТ-90/125-130/10-2 и ЧНД турбины Т-50/60-8,8.
Турбина Т-40 имеет двухкорпусную конструкцию с петлевой схемой движения пара в цилиндре. Внутренний корпус цилиндра – литой, полностью унифицирован с внутренним корпусом цилиндра турбины Т-63 с сохранением тел диафрагм, концевых, диафрагменных и надбандажных уплотнений. Наружный корпус цилиндра – сварной. Передний и задний подшипники унифицированы, соответственно, с подшипниками турбин ПТ-30/35-90/10-5 и Т-50/60-8,8.
Парораспределение турбины аналогично Т-63/76-8,8. Пар контура ВД к турбине подводится от отдельно расположенного БК ВД, состоящего из стопорного клапана с автозатвором и двух регулирующих клапанов с серво моторами. Блок клапанов выполнен на базе БК ВД турбин Т-53/67-8,0 и Т-113/145-12,4 для ПГУ-230 (Минская ТЭЦ-3) и ПГУ-410 (Краснодарская ТЭЦ) соответственно.
От БК ВД пар поступает во внутренний корпус цилиндра. Пройдя левый поток и раз вернувшись на 180°, он направляется по меж корпусному пространству к ступеням правого потока. Подвод пара контура НД (0,59 МПа) осуществляется в камеру после 16-й ступени через один стопорно-регулирующий клапан НД. Отопительный отбор пара организован из камеры за 20-й ступенью. Из ЧНД пар поступает в конденсатор поверхностного типа, приваренный к выхлопному патрубку турбины.
Проточная часть турбины состоит из 22 ступеней. Во внутреннем корпусе размещены 12 ступеней давления с диаметром корня рабочих лопаток 905 мм. Диски ступеней 1–16 откованы заодно с ротором, диски ступеней 17–22 – насадные.
Турбина комплектуется подогревателем ПСГ 1300 с давлением сетевой воды 0,8 МПа и расходом до 3000 м3/ч. Давление в камере отбора на ПСГ при подогреве сетевой воды регулируется диафрагмой 21-й ступени. В комплект оборудования входит конденсатор с поверхностью теплообмена 3100 м² и расходом охлаждающей воды до 8000 м³/ч.
Выхлопная часть полностью унифицирована с выхлопной частью турбины Т-50/60-8,8. Турбина сопряжена с турбогенератором ТФ-50-2У3 (НПО «ЭлСиб»).
Проработан вариант компоновки с подвалом глубиной 4 м. Габариты ячейки турбины с турбогенератором составляют: длина 25 м, ширина 20,5 м.

Турбина Тп-35/40-8,8
Одноцилиндровая теплофикационная паровая турбина Тп-35/40-8,8 предназначена для работы в составе ПГУ-110 Новокуйбышевской ТЭЦ-1. Она разработана на базе облопачивания турбины Т-50/60-8,8, имеет прямоточную схему движения пара в цилиндре. Литосварной корпус цилиндра полностью унифицирован с корпусом цилиндра турбины Т-50/60-8,8. Парораспределение – сопловое. Свежий пар от общестанционного коллектора подводится к стопорному клапану ВД, оттуда по перепускным трубам поступает к регулирующим клапанам турбины. Четыре клапана расположены в паровых коробках, приваренных к цилиндру.
Проточная часть турбины состоит из 17 ступеней: двухвенечной регулирующей ступени (ступень скорости) и 16 ступеней давления. Диски ступеней 1–10 откованы заодно с валом ротора, остальные диски – насадные. Высота рабочих лопаток последней ступени составляет 550 мм.
Пар контура НД подводится к двум стопорно-регулирующим клапанам, а затем по перепускным трубам поступает в проточную часть в камеру за 13-й ступенью. Нерегулируемый отбор пара на производственные нужды организован за 6-й ступенью. Регулируемый отбор на отопление – за 15-й ступенью, где установлена диафрагма с поворотным кольцом, регулирующая пропуск пара в ЧНД.
Из ЧНД пар поступает в конденсатор К-3100 с поверхностью теплообмена 3090 м² и расходом охлаждающей воды до 8000 м³/ч. В конструкции конденсатора не предусмотрено пароприемное устройство.
Выхлопная часть полностью унифицирована с выхлопной частью турбины Т-50/60-8,8. Турбина сопряжена с турбогенератором ТФ-45-2У3 (НПО «ЭлСиб»).
Все разработанные турбины снабжены современной микропроцессорной электрогидравлической системой регулирования и за щиты. Она состоит из трех основных частей: гидравлической, электрической части и электрогидравлических преобразователей, реализующих функции преобразования электрических сигналов управления в гидравлические входные сигналы.

Использованная литература
1. Валамин А.Е., Култышев А.Ю., Сахнин Ю.А. Паровые турбины для установок комбинированного цикла/Турбины и Дизели. 2011, №2. С. 26-30.
2. Баринберг Г.Д., Валамин А.Е., Гольдберг А.А. и др. Теплофикационная паровая турбина Т-53/67-8,0 для ПГУ-230 Минской ТЭЦ-3// Теплоэнергетика. 2008, №8. С. 14-24.
3. Баринберг Г.Д. Теплофикационная паровая турбина Т-113/145-12,4 для ПГУ-410 Краснодарской ТЭЦ/Г.Д. Баринберг, А.Е. Валамин, А.А. Гольдберг, А.А. Ивановский, А.Ю. Култышев, В.Б. Новоселов, Х.К. Панэке Агилера, Ю.А. Сахнин//Теплоэнергетика. 2009, № 9. С. 15-23.