Надежность и долговечность.

В случае аварии, повреждения оборудования и вынужденного простоя блока расходы на производство электроэнергии возрастают соответственно стоимости восстановительного ремонта и его продолжительности. Убытки от простоев и аварий оборудования весьма значительны. Изменение длительности вынужденных остановов на 1% равносильно изменению цены электроэнергии на 20—30%. Народнохозяйственный эффект от эксплуатации энергоблока пропорционален длительности его безаварийного использования. Поэтому надежность и долговечность турбины - первое и главнейшее требование к ее конструкции, вспомогательному оборудованию и тепловой схеме.

Надежность турбины определяют следующие основные показатели:

- быстродействие и стабильность характеристик системы регулирования и защиты, соответствие этой системы и турбоустановки в целом требованиям потребителя электроэнергии;

- статическая прочность, соответствие уровня статических напряжений в неподвижных и вращающихся узлах и деталях прочностным свойствам используемых для их изготовления материалов в условиях длительной эксплуатации;

- термическая и термоусталостная прочность, т. е. соответствие напряженного состояния с учетом уровня напряжений, вызываемых неравномерным распределением температур в узлах и деталях, характеристикам прочности при неоднократных напряжениях; совместное действие малоцикловой усталости и ползучести металла узлов, работающих в зоне высоких температур, ускоряет процесс накопления суммарной пластической деформации и при исчерпании се допустимой величины может привести к аварии;

- износ (изменение геометрических размеров) узлов и деталей в процессе эксплуатации, в том числе за счет эрозии;

- вибрационная надежность облопачивания и динамическая прочность валопровода при коротком замыкании на шинах генератора и при появлении небаланса, превышающего установленные нормы;

- устойчивость валопровода от возникновения низкочастотной вибрации; этот вид вибрации, вызываемый неустойчивостью ротора на масляной пленке либо аэродинамическими явлениями в проточной части или совместным действием этих факторов, требует особого подхода к проектированию турбин большой мощности, особенно в конструкции ЦБД и опорных подшипников;

- эффективность системы защит и блокировок турбоустановки в случае возникновения аварийной ситуации;

- степень повреждаемости турбины в случае отказа в работе одной из защит либо ошибки эксплуатационного персонала;

- конструктивное исполнение, обеспечивающее изменение в допустимых пределах взаимного положения вращающихся и неподвижных узлов в переменных и переходных режимах эксплуатации;

- способность турбины сохранять перечисленные эксплуатационные показатели на протяжении всего срока службы, а кроме того, высокую тепловую экономичность в период установленной межремонтной кампании.

Основные высокотемпературные узлы турбины рассчитаны на надежную работу в течение 100 тыс. ч. Фактический срок службы (ресурс) турбины, как показывает опыт эксплуатации мощных блоков, может превышать эту величину. Так, первые выпущенные заводом для энергоблоков с промежуточным перегревом пара турбины ПВК-150 (К-160-130) находятся в эксплуатации с 1959 г. и имеют наработку около 170 тыс. ч. По истечении расчетного ресурса, как правило, требуется замена некоторых узлов и деталей, в частности подверженных явлению ползучести при стационарных режимах и циклическим напряжениям, приводящим к (неоднократным пластическим деформациям I переходных режимах эксплуатации.

Турбины К-300-240, выпущенные в начале 60-х годов, также наработали более 120 тыс. ч.

Надежность турбин СКД производства ПО ХТЗ иллюстрируется усредненными коэффициентами готовности, которые определены как отношение суммарной продолжительности работы турбин за рассматриваемый период к сумме этой продолжительности с общей длительностью простоев, вызванных неплановыми остановами турбин, по данным за 1979 г.:

турбоагрегаты К-300-200 0,990

турбоагрегаты К-300-240-2 0,992

турбоагрегаты К-500-240-2 0,986

Необходимо отметить, что первая турбина К-500-240-2 поставлена под номинальную нагрузку через 4 месяца после первого пуска, вторая—через 1,5 месяца после первого пуска.