Concept of K-300 Series Steam Turbine Flow Part Modernization for Transition to Operation with Ultra-Supercritical Steam Parameters
A concept of the K-300 series steam turbine flow part for transition to operation with ultra-supercritical initial steam parameters is described in the paper. A loop scheme with two-tier blades of the steam turbine flow part has been proposed for the first time in the world. The main turbine paramet...
Збережено в:
| Дата: | 2025 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | English |
| Опубліковано: |
Інститут енергетичних машин і систем ім. А. М. Підгорного Національної академії наук України
2025
|
| Онлайн доступ: | https://journals.uran.ua/jme/article/view/336577 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Energy Technologies & Resource Saving |
Репозитарії
Energy Technologies & Resource Saving| id |
oai:ojs.journals.uran.ua:article-336577 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Energy Technologies & Resource Saving |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2025-07-31T14:07:20Z |
| collection |
OJS |
| language |
English |
| format |
Article |
| author |
Русанов, Р. А. |
| spellingShingle |
Русанов, Р. А. Concept of K-300 Series Steam Turbine Flow Part Modernization for Transition to Operation with Ultra-Supercritical Steam Parameters |
| author_facet |
Русанов, Р. А. |
| author_sort |
Русанов, Р. А. |
| title |
Concept of K-300 Series Steam Turbine Flow Part Modernization for Transition to Operation with Ultra-Supercritical Steam Parameters |
| title_short |
Concept of K-300 Series Steam Turbine Flow Part Modernization for Transition to Operation with Ultra-Supercritical Steam Parameters |
| title_full |
Concept of K-300 Series Steam Turbine Flow Part Modernization for Transition to Operation with Ultra-Supercritical Steam Parameters |
| title_fullStr |
Concept of K-300 Series Steam Turbine Flow Part Modernization for Transition to Operation with Ultra-Supercritical Steam Parameters |
| title_full_unstemmed |
Concept of K-300 Series Steam Turbine Flow Part Modernization for Transition to Operation with Ultra-Supercritical Steam Parameters |
| title_sort |
concept of k-300 series steam turbine flow part modernization for transition to operation with ultra-supercritical steam parameters |
| title_alt |
Концепція модернізації проточної частини парової турбіни серії K-300 для переходу на ультра-суперкритичні параметри пари Концепція модернізації проточної частини парової турбіни серії K-300 для переходу на ультра-суперкритичні параметри пари |
| description |
A concept of the K-300 series steam turbine flow part for transition to operation with ultra-supercritical initial steam parameters is described in the paper. A loop scheme with two-tier blades of the steam turbine flow part has been proposed for the first time in the world. The main turbine parameters, such as pressure and temperature at the inlet to the high-pressure cylinder (HPC), temperature of the intermediate superheat, temperature and mass flow rate at the outlet from the low-pressure cylinder, were selected. The turbine is designed to operate with initial parameters of fresh steam at a pressure of 35 MPa and a temperature of 700 °C with intermediate steam superheating to 700 °C. The flow part was divided into cylinders with a preliminary estimate of the number of HPC and intermediate-pressure cylinder (IPC) stages and determination of their axial dimensions. The feasibility of using a loop scheme with two-tier blades in HPC and IPC flow parts was substantiated, and thermal drop in stages were determined. The main geometric characteristics of the HPC and IPC stages were determined taking into account the loop scheme and two-tier blades. A three-dimensional model was developed and the flow in the turbine flow parts was calculated. The obtained results show a high internal efficiency of the new HPC and IPC flow parts of 94.18% and 94.5%, respectively. This will increase the efficiency of the power plant up to 49.2% and provide an increase in capacity by 80.64 MW. |
| publisher |
Інститут енергетичних машин і систем ім. А. М. Підгорного Національної академії наук України |
| publishDate |
2025 |
| url |
https://journals.uran.ua/jme/article/view/336577 |
| work_keys_str_mv |
AT rusanovra conceptofk300seriessteamturbineflowpartmodernizationfortransitiontooperationwithultrasupercriticalsteamparameters AT rusanovra koncepcíâmodernízacííprotočnoíčastiniparovoíturbíniseríík300dlâperehodunaulʹtrasuperkritičníparametripari |
| first_indexed |
2025-09-17T09:28:00Z |
| last_indexed |
2025-09-17T09:28:00Z |
| _version_ |
1850411892747534336 |
| spelling |
oai:ojs.journals.uran.ua:article-3365772025-07-31T14:07:20Z Concept of K-300 Series Steam Turbine Flow Part Modernization for Transition to Operation with Ultra-Supercritical Steam Parameters Концепція модернізації проточної частини парової турбіни серії K-300 для переходу на ультра-суперкритичні параметри пари Концепція модернізації проточної частини парової турбіни серії K-300 для переходу на ультра-суперкритичні параметри пари Русанов, Р. А. A concept of the K-300 series steam turbine flow part for transition to operation with ultra-supercritical initial steam parameters is described in the paper. A loop scheme with two-tier blades of the steam turbine flow part has been proposed for the first time in the world. The main turbine parameters, such as pressure and temperature at the inlet to the high-pressure cylinder (HPC), temperature of the intermediate superheat, temperature and mass flow rate at the outlet from the low-pressure cylinder, were selected. The turbine is designed to operate with initial parameters of fresh steam at a pressure of 35 MPa and a temperature of 700 °C with intermediate steam superheating to 700 °C. The flow part was divided into cylinders with a preliminary estimate of the number of HPC and intermediate-pressure cylinder (IPC) stages and determination of their axial dimensions. The feasibility of using a loop scheme with two-tier blades in HPC and IPC flow parts was substantiated, and thermal drop in stages were determined. The main geometric characteristics of the HPC and IPC stages were determined taking into account the loop scheme and two-tier blades. A three-dimensional model was developed and the flow in the turbine flow parts was calculated. The obtained results show a high internal efficiency of the new HPC and IPC flow parts of 94.18% and 94.5%, respectively. This will increase the efficiency of the power plant up to 49.2% and provide an increase in capacity by 80.64 MW. У статті запропоновано концепцію модернізації проточної частини парової турбіни серії К-300 для переходу на ультра-суперкритичні параметри. Вперше у світі запропоновано/ представлено петльову схему з двоярусними лопатками проточної частини парової турбіни. Проведено вибір основних параметрів турбіни, таких, як тиск і температура на вході до циліндра високого тиску (ЦВТ), температура проміжного перегріву, температура і масова витрата на виході з циліндра низького тиску. Турбіна розрахована для роботи з початковими параметрами свіжої пари тиском 35 МПа і температурою 700 °С з проміжним перегріванням пари до 700°С. Здійснена розбивка проточної частини на циліндри з попередньою оцінкою кількості ступенів ЦВТ і циліндра середнього тиску (ЦСТ) і визначенням їх осьових розмірів. Обґрунтована доцільність використання петльової схеми із застосуванням двоярусних лопаток у ЦВТ і ЦСТ, проведена розбивка теплових перепадів по ступенях. Визначено основні геометричні характеристики ступенів ЦВТ і ЦСТ з урахуванням петльової схеми і двоярусних лопаток. Розроблено тривимірну модель і здійснено розрахунок течії проточних частин турбін. Отримані результати показують високий внутрішній ККД нових проточних частин ЦВТ і ЦСТ – 94,18% та 94,5% відповідно, що дозволить збільшити ККД енергоустановки до 49,2% та забезпечить приріст потужності на 80,64 МВт. У статті запропоновано концепцію модернізації проточної частини парової турбіни серії К-300 для переходу на ультра-суперкритичні параметри. Вперше у світі запропоновано/ представлено петльову схему з двоярусними лопатками проточної частини парової турбіни. Проведено вибір основних параметрів турбіни, таких, як тиск і температура на вході до циліндра високого тиску (ЦВТ), температура проміжного перегріву, температура і масова витрата на виході з циліндра низького тиску. Турбіна розрахована для роботи з початковими параметрами свіжої пари тиском 35 МПа і температурою 700 °С з проміжним перегріванням пари до 700°С. Здійснена розбивка проточної частини на циліндри з попередньою оцінкою кількості ступенів ЦВТ і циліндра середнього тиску (ЦСТ) і визначенням їх осьових розмірів. Обґрунтована доцільність використання петльової схеми із застосуванням двоярусних лопаток у ЦВТ і ЦСТ, проведена розбивка теплових перепадів по ступенях. Визначено основні геометричні характеристики ступенів ЦВТ і ЦСТ з урахуванням петльової схеми і двоярусних лопаток. Розроблено тривимірну модель і здійснено розрахунок течії проточних частин турбін. Отримані результати показують високий внутрішній ККД нових проточних частин ЦВТ і ЦСТ – 94,18% та 94,5% відповідно, що дозволить збільшити ККД енергоустановки до 49,2% та забезпечить приріст потужності на 80,64 МВт. Інститут енергетичних машин і систем ім. А. М. Підгорного Національної академії наук України 2025-07-31 Article Article application/pdf https://journals.uran.ua/jme/article/view/336577 Journal of Mechanical Engineering; Vol. 28 No. 2 (2025); 6-16 Проблемы машиностроения; Том 28 № 2 (2025); 6-16 Проблеми машинобудування; Том 28 № 2 (2025); 6-16 2709-2992 2709-2984 en https://journals.uran.ua/jme/article/view/336577/325228 Copyright (c) 2025 Р. А. Русанов http://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0 |