На Ленинградском Металлическом заводе успешно прошли испытания головного образца отечественной тихоходной турбины мощностью 1 255 МВт. «Силовые машины» изготовили первую российскую тихоходную турбину для АЭС. Освоение этой технологии сделало ЛМЗ единственным в мире предприятием, изготавливающим сегодня мощные паровые турбины как в быстроходном, так и в тихоходном исполнении.
Производство головного образца тихоходной турбины большой мощности позволяет АО “Силовые машины” выйти на рынок тихоходных турбин большой мощности и составить в этом сегменте конкуренцию мировым энергомашиностроительным компаниям.
АО «Силовые машины» — российская энергомашиностроительная компания, входящая в десятку мировых лидеров отрасли по объёму установленного оборудования. Компания занимается проектированием, изготовлением и комплектными поставками оборудования для тепловых, атомных и гидроэлектростанций.
Тихоходная турбина нового поколения мощностью 1255 МВт спроектирована и разработана сотрудниками специального конструкторского бюро ЛМЗ «Турбина» с учетом требований инновационного проекта «ВВЭР-ТОИ», а также в соответствии с требованиями и при активной поддержке государственной корпорации по атомной энергии «Росатом».
На сегодняшний день она считается одной из самых перспективных в мире – характеристики основных узлов позволят в будущем создать на ее базе машину, применение которой будет возможно в турбоустановке с единичной мощностью в диапазоне 1600-1800 МВт.
Ранее продуктовая линейка ЛМЗ для АЭС была представлена исключительно быстроходными турбинами максимальной мощностью 1200 МВт..
Проект разрабатывался и был реализован на ЛМЗ с нуля. Вложенные в него 7 млрд рублей позволили возвести и запустить новый производственный цех и создать 200 рабочих мест. Учитывая конструкторскую и технологическую новизну, для его осуществления потребовалось пять лет с учетом разработки технологических процессов. Для изготовления тихоходных турбин в Санкт-Петербурге построена производственная площадка ЛМЗ, оснащенная новейшим оборудованием для сборки и испытаний. На смену традиционным, но не менее надежным станкам и оборудованию пришли самые современные производственные машины.
Немного истории
Первая отечественная паровая турбина, изготовленная на Металлическом заводе в Петербурге в далёком 1907 году, выдавала всего 200 кВт мощности. Принятый после революции план ГОЭЛРО потребовал новых, более мощных энергетических установок, и уже в 1927 году на Ленинградском металлическом заводе произвели турбину в 50 раз мощнее — 10 МВт.
К 1938 году единичная мощность турбин достигла 100 МВт, а после войны в Ленинграде изготовили первые в Европе агрегаты мощностью 150 МВт, получившие название «турбин мира» — в честь Стокгольмского воззвания в защиту мира, принятого на сессии Постоянного комитета Всемирного конгресса сторонников мира в марте 1950 года по инициативе знаменитого физика-атомщика Фредерика Жолио-Кюри.
Мощности паровых турбин росли: в конце 1970-х годов было принято решение разработать и изготовить на базе ЛМЗ инновационную, менее металлоёмкую быстроходную машину. В 1982 году первый образец мощностью 1000 МВт был собран.
Венцом конструкторского и инженерно-технического развития второй половины ХХ века стала паровая турбина мощностью 1200 МВт, созданная на ЛМЗ для Костромской ГРЭС. На одном турбинном валу этой турбины удалось сосредоточить мощность почти всех электростанций плана ГОЭЛРО.
Разница – в скорости
По частоте вращения паровые турбины для мощных энергоблоков бывают двух видов — быстроходные и тихоходные. Принципиальное отличие между ними— в количестве оборотов, которое совершает ротор за единицу времени. Для быстроходной турбины это 3000 оборотов в минуту, для тихоходной — в два раза меньше — 1500. Чем меньше число оборотов в минуту, тем меньше износ деталей, тем меньше напряжений в общей системе. То есть, при том же КПД, что и у быстроходной, такая турбина может больше и дольше работать. При этом быстроходная турбина так же надежна, хотя имеет большую скорость вращения роторов. На сегодняшний день быстроходные турбины, спроектированные конструкторами ЛМЗ, являются самыми мощными в мире.
Быстроходная и тихоходная турбины отличаются не только частотой вращения ротора, но и массогабаритными характеристиками. Так, наружный диаметр быстроходной (определяемый длиной лопаток) в 1,5-2 раза меньше — около 4 метров против семи у тихоходной (чтобы было понятнее — это примерно высота двухэтажного дома). Но количество цилиндров у быстроходной больше, поэтому она длиннее. Что же касается веса, то быстроходная турбина на 20-30% легче тихоходной.
Оба варианта могут выдавать аналогичную мощность, поэтому предпочтения заказчика зависят от разных причин — как технико-экономического, так и субъективного характера. После завершения сборки и проведения стендовых испытаний ЛМЗ станет единственным российским предприятием, изготавливающим мощные паровые турбины как в быстроходном, так и в тихоходном исполнении.
«Тихоходы» на службе энергетики
Планируется что в дальнейшем тихоходные турбины будут использовать на атомных электростанциях проекта ВВЭР-ТОИ — двухблочных, оптимизированных по технико-экономическим показателям АЭС поколения III+ с водо-водяными энергетическими реакторами.
Успех в запуске первой турбины позволит в дальнейшем запустить проект в серийное производство. Впрочем, понятие «серии» здесь достаточно условно: это не телевизоры и даже не автомобили, которые сходят с конвейера тысячами. Каждая электростанция имеет особенности, поэтому и турбины отличаются друг от друга.
Успешный первый проект станет весомым поводом для выхода с «тихоходами» на мировой энергетический рынок и позволит одновременно, по желанию заказчика, предложить ему и быстроходные, и тихоходные турбины.
Технические возможности Ленинградского Металлического завода и «Электросилы» сегодня позволяют производить все виды энергетического оборудования: турбин любой мощности как в быстроходном, так и в тихоходном варианте, генераторов, в том числе пожаробезопасных, с полностью водяным охлаждением, которые не делает больше никто в мире.