- •6. Течение в рабочих каналах
- •7. Геометрические характеристики решеток профилей
- •8. Потери течения в турбинных решетках (соплах и рабочих каналах)
- •9. Профильные потери.
- •10. Концевые потери или потери от вторичных токов
- •11. Потери в радиальном зазоре
- •12. Выходная потеря
- •13. Выбор коэффициентов φ и ψ
- •14. Изображение процесса расширения пара в ступени турбины в is- координатах.
- •15. Окружной к.П.Д. Осевой турбины
- •16. Окружной к.П.Д. Реактивной ступени
- •17. Внутренне и механические потери в турбине
- •18. Внутренние потери. Потери трения и вентиляции.
- •19. Потери на утечку пара через наружные уплотнения
- •20. Утечки через уплотнения диафрагм
- •21. Утечки через зазоры облопачивания
- •22. Потеря от парциальности впуска. (на выколачивание)
- •23. Потери на лучеиспускание
- •24. Потеря давления при впуске и выпуске пара
- •25. Механические потери в турбине
- •26. Потери от влажности пара
- •27. Общие представления о работе турбин влажным паром
- •28. Влияние влаги на работу турбины
- •29. Влагоудаление в турбинах
- •30. Промежуточный перегрев пара и внешняя сепарация
- •31. Сепарация влаги в проточной части турбины
- •32. Эрозия лопаток
- •33. Металлы турбин атомных электростанций
- •34. Внутренний к.П.Д. Ηoi активной ступени
- •35. Внутренний к.П.Д. Реактивной ступени
- •36. Коэффициенты полезного действия, определяющие эффективность установки
- •37. Показатели экономичности аэс и турбинной установки (по б.М. Трояновскому)
- •38. Расход пара турбиной
- •39. Определение высоты рабочих лопаток
- •40. Профилирование длинных лопаток
- •43. Многоступенчатые турбины
- •44. Использование выходной энергии в многоступенчатых турбинах
- •45. Коэффициент возврата тепла
- •46. Характеристики многоступенчатой турбины (характеристика Парсонса)
- •47. Работа турбины на переменных турбинах
- •47. Степень реакции турбинной ступени при переменном режиме работы
- •48. Изменение расхода пара через ступень при переменном режиме работы
- •49. Коэффициент полезного действия ступени при изменении режима ее работы
- •50. Последние ступени конденсационных турбин при переменных режимах работы
- •51. Распределение давлений и теплоперепадов в ступенях турбины при переменных режимах работы
32. Эрозия лопаток
Основным средством борьбы с эрозийным износом рабочих лопаток турбины является, как указывалось выше, уменьшение влажности пара у0перед ступенью, увеличение осевого зазора δамежду сопловыми и рабочими лолпатками с целью уменьшения ударного воздействия капель влаги, снижение окружной скорости на переферии лопаток; или за счет снижения высоты лолпаток с помощью разделения потоков пара на несколько цилиндров; или за счет снижения числа оборотов турбины. С другой стороны для снижения эрозийного износа необходимо:
1. Применять для лопаток эрозийноустоичивые материалы (для аустенитного класса, нержавеющие стали, титановые сплавы и.т.д.).
2. Устанавливать на входные кромки лопаток накладки из весьма эрозийноустойчивых сплавов, например из стеллита (кобольт 62%, хром 25%, вольфрам 7%).
3. Проводить термическую или электроискровую обрпаботку поверхности лопаток.
4.Применять различные покрытия (никель-борирование, электролитическое хромирование и.т.д.).
Для ориентации при выборе материалов для турбин нужно смотреть «Руководящие технические материалы» РТМ 24.020.15-73, разработанный УКТИ и ХГТЗ.
33. Металлы турбин атомных электростанций
При выборе материалов необходимо учитывать следующие основные особенности работы турбинных установок АЭС:
1. Повышенные требования к надежности.
2. Повышенные требования к сопротивляемости материалов коррозии, щелевой и ударной эрозии.
3. Предотвращения возникновения в одноконтурных установках остаточной гамма – радиации.
1. Щелевой эрозии (размыв поверхности материала детали струей влажного пара, проходящего через щель с большой скоростью) подвергаются цилиндры, обоймы, диафрагмы по плоскостям их размеров
Составление стойкости материалов, рекомендуемых к применению в турбинах АЭС, против щелевой эрозии дается в таблице.
Таблица
Группа стойкости |
Балл
|
Эрозийная стойкость по отношению к ст. 12Х18Н10Т |
Материал
|
Весьма стойкие |
1 |
1,5 |
Стеллит ВКЗ Титановые сплавы: ВТ5; ТС5 |
Стоикие |
2 |
0,75 - 1,5 |
Аустенитные хромоникелевые стали марок: 08Х18Н10Т; 12Х18Н10Т; 12Х18Н10ТЛ; ХН35ВТ; 31Х19Н9МВБТ |
3 |
0,25 - 0,75 |
Мартенентостареющая нержавеющая сталь марки ЭП410У-Ш. Хромистые нержавеющие стали: 08Х13; 12Х13; 20Х13; 30Х13; 40Х13; 12Х13Л; 20Х13Л; 15Х11МФ; 15Х12ВНМФ | |
Пониженной стоикости |
4 |
0,15 - 0,25 |
Кованные легированные перлитные стали, содержащие 1 – 3% хрома, термически обработанные на КП-50 ÷ КП-75 (по теории прочности: 35Х; 40Х; 30ХМА; 35ХМ; 25Х1МФ; 25Х2М1Ф; 20Х1М1Ф1ТР; 32ХМ1А; 34ХН1МА; 34ХН3МА). |
5 |
0,05 – 0,15 |
Кованные и литые перлитные стали, содержащие 1-2% хрома, термически обработанные на КП-25 ÷ КП-50: 15ХМ; 20ХМ; 20ХМЛ; 15Х1МФ и.т.д. и их сварные соединения |
2 Ударной эрозии подвергаются рабочие лопатки, бандажи, демферные связи последних ступеней турбин. Интенсивность эрозийного износа зависит от влажности пара, размера капель и скорости их соударения с поверхностью детали.
Стойкость конструкционных материалов против ударной эрозии.
Таблица
-
Балл статности
НВ более
Материалы
1
400
Твердые сплавы типа стеллит
2
400
Хромистая нержавеющая сталь марок 15Х11МФ, 20Х12ВНМФ в закаленном виде
3
280
Титановый высокопрочный сплав ТС-5
360
Мартенентостареющая нержавеющая сталь марки ЭП41ОУ-Ш
4
240
Титановый сплав ВТ-5
5
320
Хромистые нержавеющие стали, термообработанные на КП 50-70: 15Х11МФ, 20Х12ВНМФ, 20Х13
150
Аустенитная хромоникелевая нержавеющая сталь марки 12Х18Н10Т
Для лопаток большинства ступеней, кроме последних, а также для бандажей и демпферных связей можно применять материалы, имеющие балл стойкости 3-5.
Выходные кромки лопаток последних ступеней даже защищенные наиболее стойкими материалами (балл 1-2), все же подвергают некоторому эрозийному разрушению, особенно в начальный период работы турбины.
3 Остаточная радиация
Возникновение остаточной реакции в турбине и других агрегатах машинного зала в основном является следствием отложения в них продуктов коррозии, содержащих радиактивные изотопы: Cr51,Mn59,Co58,Fe59,Zn65,Co60. Наибольшую биологическую опасность представляют долгоживущие изотопы, в первую очередь Со60и в значительно меньшей степениZn65.
Источником Со60могут являться твердые сплавы на кобольтовой основе. Применение таких сплавов в одноконтурных установках не рекомендуется.
Кроме того, источником кобольта могут являться так же стали, легированные никелем. В сталях, содержащих до 30% никеля государственными стандартами предусмотрено содержание кобальта менее 0,05%. Но для этого при производстве стали необходимо применять чистый никель марок Н-О, Н-1У, Н-1 и т.д.
При использовании никелевых сталей в одноконтурных установках необходимо проведение контроля на содержание кобольта, особенно в томслучае, если коррозионная стойкость этих сталей мала.
В одноконтурных установках применение сплавов, содержащих цинк, должно быть сведено к минимуму.
Качество радиоактивных отложений определяется интенсивностью коррозийного воздействия воды на металл оборудования, входящего в контур.
Как показывает практика, в общей радиоактивности доля отложений материала с поверхностей, расположенных вне активной зоны, составляет около 10%.
Количество металла, превращающегося в течении 105часов в продукты коррозии в воду, содержащей кислород, показано на рисунке.
а – углеродистые и низколегированные стали (до 5% хрома)
б – хромистые нержавеющие стали (Ст > 11%)
в – нержавеющие аустенитные хромоникелевые стали (Ст > 15%; Ni> 8%)
При расчетах на радиоактивность количество продуктов коррозии, уносимых водой, следует принимать равным 50% от их общего количества.