НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК УКРАИНЫ

ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ МАШИНОСТРОЕНИЯ им. А. Н. Подгорного

Отдел общетехнических исследований в энергетике

Повышение экономичности и надежности работы турбин за счет ионизации пара в ЦНД

Поломка рабочих лопаток третьей ступени ЦНД турбины К-300-240      Неравновесное состояние (переохлаждение) во влажно-паровых турбинах возникает в ЦНД в результате больших скоростей расширения пара и из-за недостатка ядер конденсации. Переохлаждение пара приводит к уменьшению работы расширения и к возникновению конденсационной нестационарности в проточной части ЦНД, которая является причиной поломки рабочих лопаток.
     Из-за переохлаждения пара мощность турбины уменьшается на 0,4-0,5 %.
    Теоретические и экспериментальные исследования показали, что при ионизации пара перед зоной фазового перехода обеспечивается близкий к равновесному процесс расширения пара с образованием мелкодисперсной влаги и существенно снижается уровень пульсаций потока.
    Предлагаемая технология запатентована в Украине и в США.

Одна из возможных конструкций для ионизации парового потока в проточной части ЦНД турбины К-300-240

Размещение коронирующих электродов для ионизации парового потока в проточной части турбины
а) перед первой ступенью ЦНД.     б) непосредственно в проточной части ЦНД:  1 – коронирующие электроды; 2 – изоляторы; 3 – коллектор; 4 – зона начала конденсации; 5 – высоковольтный источник; 6 – паровой поток

     Повышение мощности паровой турбины, % 0,4-0,6
     Потребляемая мощность, кВт 1-10
     Снижение расхода топлива от внедрения предлагаемой технологии составляет 0,8- 1,2 %. Работа аналогов не имеет. Пат. 2385259 Канада, МПК6 F 01 D 25/30. Device to increase turbine efficiency by removing electric charge from steam / A.O. Tarelin, V.P. Skliarov (Украина), O. Weres (США); заявители и патентообладатели A.O. Tarelin, V.P. Skliarov (Украина), O. Weres (США). – № 20022385259; заявл. 16.05.02 опубл. 22.11.02. Режим доступа: ru.espacenet.com.
     Может применяться в энергетике, в паротурбинных установках ТЭС, ТЭЦ и АЭС.
     Выполнены лабораторные исследования, показавшие принципиальную возможность за счет ионизации пара перед зоной фазового перехода приблизить процесс расширения к равновесному. При этом энергетические затраты на ионизацию пара в 105-107 раз меньше тепла, выделяющегося при конденсации ионизированного пара.