Эффективность и надёжность последних ступеней перспективных быстроходных и тихоходных паровых турбин для АЭС

Аннотация

Рукопись поступила в редакцию 14.03.2025, утверждена редколлегией в печать 7.07.2025.

Проведён анализ современных тенденций и путей по совершенствованию оборудования АЭС, среди которых одно из центральных мест занимают паровые турбины большой мощности, специально разрабатываемые для определённых типов атомных энергетических реакторов, выделены периоды, когда в кругах научно-технической общественности разгоралась острая дискуссия по вопросу о выборе частоты вращения для энергетических паровых турбин. Рассмотрена возможность ориентации промышленности на быстроходные турбины в связи с тем, что стал возможным неуклонный прогресс в области металловедения и металлургии, а также на основе развития и совершенствования методов расчёта прочности турбинных ступеней. По результатам расчётного исследования характеристик последних ступеней паровых турбин мощностью 1300_МВт и более для АЭС установлено, что для рассматриваемого класса быстроходных и тихоходных турбин возможно создание последних ступеней, имеющих практически одинаковую эффективность. Дана оценка эффективность работы последних ступеней быстроходных и тихоходных турбин с рабочими лопатками 1200 и 1760_мм соответственно. Показано, что расчётная величина удельного расхода пара через последнюю ступень при достигнутых высотах лопаток последних ступеней быстроходных и тихоходных турбин определяет оптимум КПД и мощности турбины. В реальных условиях эксплуатации при применении для блоков АЭС с реакторами типа ВВЭР систем оборотного технического водоснабжения с испарительными градирнями (уровень давления в конденсаторе – около 5_кПа) и мощности турбины до 1300_МВт наибольший уровень КПД достигается при использовании быстроходной турбины с лопаткой 1200 мм. При давлениях в конденсаторе ниже 4_кПа целесообразно применение тихоходных турбин с рабочей лопаткой 1760_мм. В качестве примера приведены варианты паровых турбин для АЭС с реакторами ВВЭР-1200 и БН-1200, разработанные в АО «Силовые машины». Показано, что для блоков с реакторами БН-1200 использование быстроходных паровых турбин приводит к большему КПД энергоблока по сравнению с применением тихоходной турбины при любом типе системы оборотного технического водоснабжения.

DOI: 10.71841/EP.elst.2025.1131.10.01