Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время в условиях весьма ограниченного ввода новых мощностей доля ртареющих (исчерпавших парковый ресурс) ТЭС в общем количестве тепловых электростанций России значительна и постоянно увеличивается. Обеспечение общей продолжительности надежной и безопасной эксплуатации этих ТЭС в течение сорока и более лет требует специальных мероприятий по поддержанию их живучести. Опыт эксплуатации показывает, что к; наиболее опасному оборудованию ТЭС относятся паропроводы острого пара и горячего промперегрева. Повреждения их деталей и элементов происходит как за пределами паркового ресурса, так и до его исчерпания. Одна из причин этого.- действие дополнительных, неучтенных при проектировании нагружающих факторов, связанных с работой опорно-подвесной системы (ОПС), даже при безусловном выполнении правил эксплуатации.
Следовательно эффективное решение проблемы стареющих- ТЭС невозможно без совершенствования ОПС, суть которого - определение "опасных", работающих с наибольшими напряжениями от всех нагружающих факторов деталей и элементов паропроводов, своевременное обнаружение возникающих дефектов, установление закономерностей их появления и разработка мероприятий по устранению причин, их вызывающих.
Таким образом, решение проблемы совершенствования ОПС паропро
водов, с целью повышения их живучести является безусловно актуальным.
Актуальность темы настоящей работы! подтверждается включением ее в
отраслевую программу "Живучесть стареющих ТЭС", а полученных в про
цессе ее выполнения результатов - в нормативные отраслевые руководя
щие документы. |
Цель работы.
- разработка научно-технических и технологических основ совершенствования опорно-подвесной системы для повышения живучести находящихся в эксплуатации паропроводов.
Основные задачи работы:
создание и совершенствование методики выявления деталей и элементов паропроводов, работающих'с наибольшими напряжениями от воздействия всех нагружающих факторов с учетом фактического состояния трассы и ОПС креплений паропроводов;
обоснование повышения живучести деталей элементов паропроводов методом перераспределения действующих напряжений посредством воздействия на ОПС;
разработка методов моделирования частичных'и полных защ лений паропроводов и ОПС креплений для повышения точности onpej ления напряженного состояния паропроводов при проведении расчетов прочность и самокомпенсацию по их фактическому состоянию;
разработка метода повышения живучести сварных соединен трубных элементов сложного профиля типа "труба-арматура", "тру( конусный переход"; j
- разработка рекомендаций по изменению норм допустимого не(
ланса нагрузок ОПС паропроводов, находящихся в эксплуатации.
Научная новизна состоит в следующем:
предложены новые эксплуатационные критерии надежной и 6s аварийной работы паропроводов: критерий допускаемого суммарного \ баланса реакций опор и подвесок; критерий оценки тепловых перемен ний паропроводов в пространстве, учитывающий режимы работы основи го оборудования;
обоснованы принципы расчетного моделирования частичных полных защемлений паропроводов и ОПС креплений при проведении ра четов на прочность и самокомпенсацию;
разработаны физические модели сварных соединений, повьішаї щие достоверность расчетных результатов по учету действующих на деі ли паропроводов усилий.
Достоверность и обоснованность полученных результатов обесп чена:
учетом традиций и тенденций отечественной энергетики;
практическим опытом проверки основных положений данного и следования за последние І5 лет более чем на 30 электростанциях при ок зании им технической псмощи в эксплуатации паропроводов и ОПС \ креплений;
практическим опытом продления безаварийной эксплуатации п ропроводов на 60-70%;
практическим опытом проведения анализа проектов вновь вводі мых энергоблоков, опыте їм проведения монтажных и пуско-наладочнь работ по паропроводам, отработкой режимов работы паропроводов на п ловных и первых энергоблоках электростанций;
анализом результатов расчетов на прочность и самокомпенсаци по фактическому состоянию трассы и ОПС более чем на 100 паропроводе электростанций.
Практическая ценность результатов исследования:
-__обобщен двадцатипятилетний личный опыт диссертанта по реше
нию проблемы обеспечения надежности паропроводов, их деталей и эле
ментов за счет оптимизации опорно-подвесной системы креплений путем
апробации новых расчетных систем с последующим включением ряда по
ложений в действующие НТД по тематике паропроводов;
создана методика определения деталей и элементов, работающих с наибольшими напряжениями от воздействия всех нагружающих факторов, с учетом фактического состояния трассы паропроводов и опорно-подвесной системы креплений, включенная в действующие отраслевые документы; ;
разработаны рекомендации для!определения расчетных (контрольных) величин видимых тепловых перемещений паропроводов с учетом режимов эксплуатации. '
предложен и внедрён метод снижения возможности подгибки паропроводов при возникновении температурной неравномерности по периметру сечения; (
разработаны и широко внедрены на ТЭС два типа новых конструкций разгружающих опор для повышения живучести сварных соединений сложного профиля, а также две конструкции опор для предотвращения подгибки паропроводов при возникновении коробления.
Апробация результатов исследования осуществлена на отраслевых совещаниях и конференциях: Всероссийское научно-техническое совещание «Продление ресурса сварных соединений трубопроводов и корпусного оборудования ТЭС» (ВТИ, Москва, 1994); Конференция руководящих работников и специалистов РАО «ЕЭС России» (Минтопэнерго РФ, Москва, 1994); Всероссийский семинар «Актуальные вопросы совершенствования эксплуатации энергетического оборудования электростанций и сетей» (ОРГРЭС, Москва, 1998); Всероссийский семинар «Повышение надежности паропроводов и арматуры ТЭС» (ВДНХ, Москва, 1998), Всероссийское «Совещание по проблемам надежности металла энергетического оборудования при техническом перевооружении и новом строительстве тепловых электростанций» (Белэнергомаш, Белгород, 1999).
Автор защищает:
методику выявления испытывающих наибольшие напряжения деталей и элементов находящихся в эксплуатации паропроводов при их тепловых расширениях, учитывающую фактическое состояние трассы и ОПС;
способ перераспределения действующих напряжений за счет совершенствования ОПС, обеспечивающий повышение живучести паропроводов; і
- новые критерии и подвесок и оценки учитывающие режимы
допустимого суммарного небаланса реакций опо] теплоных перемещений паропроводов в пространстве работы оборудования;
- расчетные модели тации и модели сварных соединений
защемлении паропроводов в условиях эксплуа паропроводов;
- новые конструкции опор паропроводов.
Публикации. Основные положения диссертации изложены в публи кациях: статьи (9), сборники докладов (2), информационные сообщение (2), методические указания (4), авторское свидетельство (1), нормативно технические документы (3).
Структура и объем диссертации: диссертационная работа состоит из «Введения», четырёх глав и «Заключения», где содержатся основньк выводы диссертации, списка литературы (75 наименований). Общий объе*. работы 150 страниц машинописного текста, 56 рисунков, 12 таблиц и 2'. страниц приложения.
