Prolongation of Safe Operation of the K-1000-60/3000 Turbine Power Unit after Damage to the HPC Rotor
Currently, when large-scale military actions are taking place on the territory of Ukraine, the inclusion of the domestic energy system in the European one is a reliable component of providing electricity to the country's energy market. However, according to experts, uninterrupted and safe opera...
Збережено в:
| Видавець: | Journal of Mechanical Engineering |
|---|---|
| Дата: | 2024 |
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | English Ukrainian |
| Опубліковано: |
Journal of Mechanical Engineering
2024
|
| Онлайн доступ: | https://journals.uran.ua/jme/article/view/302410 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
Репозиторії
Journal of Mechanical Engineering| id |
journalsuranuajme-article-302410 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Journal of Mechanical Engineering |
| collection |
OJS |
| language |
English Ukrainian |
| format |
Article |
| author |
Черноусенко, О. Ю. Пешко, В. А. Усатий, О. П. |
| spellingShingle |
Черноусенко, О. Ю. Пешко, В. А. Усатий, О. П. Prolongation of Safe Operation of the K-1000-60/3000 Turbine Power Unit after Damage to the HPC Rotor |
| author_facet |
Черноусенко, О. Ю. Пешко, В. А. Усатий, О. П. |
| author_sort |
Черноусенко, О. Ю. |
| title |
Prolongation of Safe Operation of the K-1000-60/3000 Turbine Power Unit after Damage to the HPC Rotor |
| title_short |
Prolongation of Safe Operation of the K-1000-60/3000 Turbine Power Unit after Damage to the HPC Rotor |
| title_full |
Prolongation of Safe Operation of the K-1000-60/3000 Turbine Power Unit after Damage to the HPC Rotor |
| title_fullStr |
Prolongation of Safe Operation of the K-1000-60/3000 Turbine Power Unit after Damage to the HPC Rotor |
| title_full_unstemmed |
Prolongation of Safe Operation of the K-1000-60/3000 Turbine Power Unit after Damage to the HPC Rotor |
| title_sort |
prolongation of safe operation of the k-1000-60/3000 turbine power unit after damage to the hpc rotor |
| title_alt |
Продовження безпечної експлуатації турбоустановки К-1000-60/3000 після пошкодження ротора ЦВТ Продовження безпечної експлуатації турбоустановки К-1000-60/3000 після пошкодження ротора ЦВТ |
| description |
Currently, when large-scale military actions are taking place on the territory of Ukraine, the inclusion of the domestic energy system in the European one is a reliable component of providing electricity to the country's energy market. However, according to experts, uninterrupted and safe operation of nuclear power plants is still considered a prerequisite for the stable operation of the energy sector of Ukraine. The purpose of the paper is to assess the damageability and individual resource of the rotor of high-pressure cylinder (HPC) of the K-1000-60/3000 turbine power unit of the LMZ after damage to the blades in order to prolong the operation of the power unit in the conditions of a stressed state of the power system. One of the most effective ways to partially solve the problem of replacement of generating capacities is to extend the operating periods of NPP power units after the end of the project operating period, provided that nuclear and radiation safety standards are met. The review of the previously established service life of the energy equipment of NPP power units involves the assessment of the residual resource of the energy equipment in accordance with the regulatory documents. After the accidental damage of the blades of the last stage of the HPC rotor of the K-1000-60/3000 turbine power unit of the LMZ, there was a need to study the cyclic and static damage, the individual residual resource of the HPC rotor. In the process of achieving the goal, studies were carried out for three design options: the original option (five stages of the HPC rotor), the option without the blades of the last stage and the option without the fifth stage (with four first stages). The calculation of the resource indicators of the rotor in the execution of the HPC without blades of the 5th stage shows that the static damage accumulated in the main metal is 52%, the cyclic damage is 5% when applying the standard strength reserves for the number of cycles and for deformations at the level of nN=10 and nε=1.5 according to the recommendations of SOU-N MEV 40.1-21677681-52:2011. Thus, the total damage to the base metal is 57%, which sets the residual resource of the HPC rotor at the level of 88.4 thousand hours. The calculation of the resource indicators of the rotor in the execution of the HPC without entire 5th stage shows that the static damage accumulated in the base metal is 52%, the cyclic damage is 6% when applying the standard strength reserves for the number of cycles and deformations at the above-mentioned level. The total damage to the base metal is 58%, which determines the residual resource of the HPC rotor at the level of 85.6 thousand hours. |
| publisher |
Journal of Mechanical Engineering |
| publishDate |
2024 |
| url |
https://journals.uran.ua/jme/article/view/302410 |
| work_keys_str_mv |
AT černousenkooû prolongationofsafeoperationofthek1000603000turbinepowerunitafterdamagetothehpcrotor AT peškova prolongationofsafeoperationofthek1000603000turbinepowerunitafterdamagetothehpcrotor AT usatijop prolongationofsafeoperationofthek1000603000turbinepowerunitafterdamagetothehpcrotor AT černousenkooû prodovžennâbezpečnoíekspluatacííturboustanovkik1000603000píslâpoškodžennârotoracvt AT peškova prodovžennâbezpečnoíekspluatacííturboustanovkik1000603000píslâpoškodžennârotoracvt AT usatijop prodovžennâbezpečnoíekspluatacííturboustanovkik1000603000píslâpoškodžennârotoracvt |
| first_indexed |
2024-06-01T14:44:52Z |
| last_indexed |
2024-06-01T14:44:52Z |
| _version_ |
1806790755172220928 |
| spelling |
journalsuranuajme-article-3024102024-05-06T13:12:08Z Prolongation of Safe Operation of the K-1000-60/3000 Turbine Power Unit after Damage to the HPC Rotor Продовження безпечної експлуатації турбоустановки К-1000-60/3000 після пошкодження ротора ЦВТ Продовження безпечної експлуатації турбоустановки К-1000-60/3000 після пошкодження ротора ЦВТ Черноусенко, О. Ю. Пешко, В. А. Усатий, О. П. Currently, when large-scale military actions are taking place on the territory of Ukraine, the inclusion of the domestic energy system in the European one is a reliable component of providing electricity to the country's energy market. However, according to experts, uninterrupted and safe operation of nuclear power plants is still considered a prerequisite for the stable operation of the energy sector of Ukraine. The purpose of the paper is to assess the damageability and individual resource of the rotor of high-pressure cylinder (HPC) of the K-1000-60/3000 turbine power unit of the LMZ after damage to the blades in order to prolong the operation of the power unit in the conditions of a stressed state of the power system. One of the most effective ways to partially solve the problem of replacement of generating capacities is to extend the operating periods of NPP power units after the end of the project operating period, provided that nuclear and radiation safety standards are met. The review of the previously established service life of the energy equipment of NPP power units involves the assessment of the residual resource of the energy equipment in accordance with the regulatory documents. After the accidental damage of the blades of the last stage of the HPC rotor of the K-1000-60/3000 turbine power unit of the LMZ, there was a need to study the cyclic and static damage, the individual residual resource of the HPC rotor. In the process of achieving the goal, studies were carried out for three design options: the original option (five stages of the HPC rotor), the option without the blades of the last stage and the option without the fifth stage (with four first stages). The calculation of the resource indicators of the rotor in the execution of the HPC without blades of the 5th stage shows that the static damage accumulated in the main metal is 52%, the cyclic damage is 5% when applying the standard strength reserves for the number of cycles and for deformations at the level of nN=10 and nε=1.5 according to the recommendations of SOU-N MEV 40.1-21677681-52:2011. Thus, the total damage to the base metal is 57%, which sets the residual resource of the HPC rotor at the level of 88.4 thousand hours. The calculation of the resource indicators of the rotor in the execution of the HPC without entire 5th stage shows that the static damage accumulated in the base metal is 52%, the cyclic damage is 6% when applying the standard strength reserves for the number of cycles and deformations at the above-mentioned level. The total damage to the base metal is 58%, which determines the residual resource of the HPC rotor at the level of 85.6 thousand hours. Нині, коли на території України ведуться широкомасштабні бойові дії, включення вітчизняної енергосистеми до європейської є надійною складовою забезпечення електричною енергією енергетичного ринку країни. Проте передумовою сталої роботи енергетичного сектору України, на переконання фахівців, все-таки вважається безперебійна й безпечна робота атомних електростанцій. Мета публікації полягає в оцінці пошкоджуваності, індивідуального ресурсу ротора циліндра високого тиску (ЦВТ) турбіни К-1000-60/3000 енергоблоку ЛМЗ після пошкодження лопаток для подовження експлуатації енергоблоку в умовах напруженого стану роботи енергосистеми. Одним із найбільш ефективних шляхів часткового вирішення проблеми заміщення генеруючих потужностей є продовження строків експлуатації енергоблоків АЕС після завершення проєктного строку експлуатації за умови виконання норм ядерної та радіаційної безпеки. Перегляд раніше встановлених строків служби енергетичного обладнання енергоблоків АЕС передбачає оцінку залишкового ресурсу енергетичного обладнання згідно з нормативними документами. Після аварійного пошкодження робочих лопаток останнього ступеня ротора ЦВТ турбіни К-1000-60/3000 енергоблоку ЛМЗ виникла необхідність у вивченні циклічної та статичної пошкоджуваності, індивідуального залишкового ресурсу ротора ЦВТ. У процесі досягнення поставленої мети були проведені дослідження для трьох варіантів конструкцій: вихідний варіант (п’ять ступенів ротора ЦВТ), варіант без робочих лопаток останнього ступеня і варіант без п’ятого ступеня (з чотирма першими ступенями). Проведений розрахунок ресурсних показників ротора у виконанні ЦВТ без робочих лопаток 5-го ступеня показує, що накопичене в основному металі статичне пошкодження складає 52%, циклічне пошкодження – це 5% при застосуванні нормативних запасів міцності по числу циклів і по деформаціях на рівні nN=10 і nε=1,5 згідно з рекомендаціями СОУ-Н МЕВ 40.1-21677681-52:2011. Таким чином, сумарне пошкодження основного металу складає 57%, що встановлює залишковий ресурс ротора ЦВТ на рівні 88,4 тисяч годин. Проведений розрахунок ресурсних показників ротора у виконанні ЦВТ без всього 5-го ступеня показує, що накопичене в основному металі статичне пошкодження становить 52%, циклічне пошкодження – 6% при застосуванні нормативних запасів міцності по числу циклів та по деформаціях на вищезазначеному рівні. Сумарне пошкодження основного металу складає 58%, що визначає залишковий ресурс ротора ЦВТ на рівні 85,6 тисяч годин. Нині, коли на території України ведуться широкомасштабні бойові дії, включення вітчизняної енергосистеми до європейської є надійною складовою забезпечення електричною енергією енергетичного ринку країни. Проте передумовою сталої роботи енергетичного сектору України, на переконання фахівців, все-таки вважається безперебійна й безпечна робота атомних електростанцій. Мета публікації полягає в оцінці пошкоджуваності, індивідуального ресурсу ротора циліндра високого тиску (ЦВТ) турбіни К-1000-60/3000 енергоблоку ЛМЗ після пошкодження лопаток для подовження експлуатації енергоблоку в умовах напруженого стану роботи енергосистеми. Одним із найбільш ефективних шляхів часткового вирішення проблеми заміщення генеруючих потужностей є продовження строків експлуатації енергоблоків АЕС після завершення проєктного строку експлуатації за умови виконання норм ядерної та радіаційної безпеки. Перегляд раніше встановлених строків служби енергетичного обладнання енергоблоків АЕС передбачає оцінку залишкового ресурсу енергетичного обладнання згідно з нормативними документами. Після аварійного пошкодження робочих лопаток останнього ступеня ротора ЦВТ турбіни К-1000-60/3000 енергоблоку ЛМЗ виникла необхідність у вивченні циклічної та статичної пошкоджуваності, індивідуального залишкового ресурсу ротора ЦВТ. У процесі досягнення поставленої мети були проведені дослідження для трьох варіантів конструкцій: вихідний варіант (п’ять ступенів ротора ЦВТ), варіант без робочих лопаток останнього ступеня і варіант без п’ятого ступеня (з чотирма першими ступенями). Проведений розрахунок ресурсних показників ротора у виконанні ЦВТ без робочих лопаток 5-го ступеня показує, що накопичене в основному металі статичне пошкодження складає 52%, циклічне пошкодження – це 5% при застосуванні нормативних запасів міцності по числу циклів і по деформаціях на рівні nN=10 і nε=1,5 згідно з рекомендаціями СОУ-Н МЕВ 40.1-21677681-52:2011. Таким чином, сумарне пошкодження основного металу складає 57%, що встановлює залишковий ресурс ротора ЦВТ на рівні 88,4 тисяч годин. Проведений розрахунок ресурсних показників ротора у виконанні ЦВТ без всього 5-го ступеня показує, що накопичене в основному металі статичне пошкодження становить 52%, циклічне пошкодження – 6% при застосуванні нормативних запасів міцності по числу циклів та по деформаціях на вищезазначеному рівні. Сумарне пошкодження основного металу складає 58%, що визначає залишковий ресурс ротора ЦВТ на рівні 85,6 тисяч годин. Journal of Mechanical Engineering Проблемы машиностроения Проблеми машинобудування 2024-05-06 Article Article application/pdf application/pdf https://journals.uran.ua/jme/article/view/302410 Journal of Mechanical Engineering; Vol. 27 No. 1 (2024); 15-25 Проблемы машиностроения; Том 27 № 1 (2024); 15-25 Проблеми машинобудування; Том 27 № 1 (2024); 15-25 2709-2992 2709-2984 en uk https://journals.uran.ua/jme/article/view/302410/294671 https://journals.uran.ua/jme/article/view/302410/294672 Copyright (c) 2024 О. Ю. Черноусенко, В. А. Пешко, О. П. Усатий http://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0 |