Турбіни нового покоління ВАТ «Турбоатом» для енергетики України

Енергетична галузь загалом й устаткування, що працює в ній, вимагають постійної уваги з боку заводів—виробників цього устаткування за напрямами інженерного супроводу, постачання запчастин і модернізації. ВАТ «Турбоатом» є одним із найбільших у світі науково-виробничим підприємством із проектування та виготовлення парових турбін для теплових і атомних електростанцій. Завдяки своєму виробничому та науково-технічному потенціалу підприємство є ключовим стратегічним підприємством енергомашинобудівної галузі. ВАТ «Турбоатом» у змозі забезпечити потреби України в сучасному турбінному устаткуванні відповідно до Енергетичної стратегії України на період до 2030 року, що, в свою чергу, позбавляє необхідності закуповувати імпортні турбіни.

ВАТ «Турбоатом» постійно нарощує обсяги виробництва та реалізації продукції, розробляє й освоює нові зразки енергетичного устаткування. Останніми роками з різних причин не будуються нові енергоблоки, тому актуальним є створення обладнання для реновації діючих блоків. Найважливішим завданням для підприємства є реконструкція теплових електростанцій України із заміною фізично застарілого устаткування. Основу теплової енергетики України становлять енергоблоки потужністю 200 МВт (43 блоки) і 300 МВт (42), основне устаткування яких на 60—70 відсотків фізично зношено, морально застаріло, має низькі техніко-економічні показники і вимагає значних витрат на ремонтно-відновлювальні роботи. Для вирішення завдання підвищення ефективності теплових електростанцій ВАТ «Турбоатом» спроектувало й виготовляє парові турбіни нового покоління потужністю 310—325 МВт, які відповідають сучасному технічному рівню.

Позитивним досвідом впровадження турбін нового покоління в Україні є заміна турбін на енергоблоці №11 Придніпровської і №8 Зміївської ТЕС. Головний зразок турбіни К-310-23,5 було введено в експлуатацію 2001 року. Ця турбіна дає можливість забезпечити теплом житловий масив та промисловий об’єкт. Слід зазначити, що проект реконструкції блоку №8 Зміївської ТЕС було виконано у співпраці з одним із лідерів світового енергомашинобудування фірмою Sіemens. У складі турбіни потужністю 325 МВт один циліндр (ЦВТ) виробництва Sіemens, а два циліндри (ЦСТ і ЦНТ) виробництва ВАТ «Турбоатом». Експлуатація турбіни і проведені випробування підтвердили високі техніко-економічні показники циліндрів, спроектованих і виготовлених ВАТ «Турбоатом».

Позитивний досвід співпраці ВАТ «Турбоатом» та фірми Sіemens на базі блоку №8 Зміївської ТЕС може бути використаний на інших об’єктах, в тому числі на інших блоках Зміівської ТЕС. Завод виконав проект турбіни потужністю 325 МВт повністю власного виготовлення. Техніко-економічні показники цієї турбіни цілком відповідають світовому рівню, зокрема, циліндр високого тиску має високі показники, на рівні ЦВТ турбіни виробництва Sіemens. Турбіни нового покоління потужністю 325 МВт встановлені й експлуатуються на блоках №1 та №3 ТЕС «Аксу» (Казахстан), а в монтажі перебуває турбіна на блоці №2 цієї електростанції. У травні 2009 року ще одну турбіну потужністю 325 МВт ВАТ «Турбоатом» введено в експлуатацію на блоці №7 Новочеркаської ДРЕС (Росія). Турбіни нового покоління, окрім цього, встановлені й успішно експлуатуються:

— потужністю 310 МВт на блоці №6 Новочеркаської ДРЕС і №4 ТЕС «Аксу»;

— потужністю 320 МВт на ТЕС «Нанкін» і ТЕС «Інкоу» в Китаї, по 2 турбіни на кожній електростанції.

Високий рівень ефективності турбін нового покоління ВАТ «Турбоатом» забезпечується за рахунок застосування нових технічних рішень, основними з яких є:

— оптимізовані проточні частини ЦВТ, ЦСТ і ЦНТ з високоекономічними профілями направляючих і робочих лопаток;

— зварноковані ротори низького тиску;

— високоефективний останній ступінь низького тиску, що працює в широкому діапазоні зміни режимів;

— надійна схема переміщень опор і циліндрів турбіни.

Для створення нових технічних рішень ВАТ «Турбоатом» постійно співпрацює з організаціями академічної і вузівської науки. Це передусім Інститут електрозварювання імені Є. Патона НАН України, Інститут проблем машинобудування імені А. Підгорного НАН України, Інститут технічної теплофізики НАН України, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», НТУ «Харківський авіаційний інститут», Національний технічний університет «Київський політехнічний інститут» та інші.

Крім того, апробацію своїх технічних рішень, виробничих і технологічних можливостей ВАТ «Турбоатом» проводить, співпрацюючи з провідними світовими виробниками енергетичного устаткування. З фірмою MHІ (Міцубісі Хеві Індастріз, Японія) підписана угода про освоєння на ВАТ «Турбоатом» виробництва унікальних парових турбін потужністю 600 МВт, що працюють в супернадкритичних для теплової енергетики України параметрах. З фірмою Балке Дюрр (Німеччина) виконуються спільні проекти зі створення та модернізації теплообмінного устаткування машинних залів атомних електростанцій Росії.

Масштабну багаторічну програму реконструкції блоків виконує ТОВ «Східенерго». Турбіни для цієї реконструкції спроектовані й виготовляються ВАТ «Турбоатом». На Зуївській ТЕС компанією «Східенерго» проводиться модернізація турбін К-300-240-2. На блоці №2 вона вже виконана, а на блоці №1 закінчується монтаж вузлів модернізації. Після виконаної модернізації на блоці №2 Зуївської ТЕС досягнута потужність 325 МВт порівняно з потужністю 300 МВт до модернізації, що підтверджує високу ефективність впроваджених технічних рішень. Фінансові витрати на отримання такого приросту потужності 25 МВт за рахунок модернізації турбін в декілька разів менше витрат, якщо споруджувати новий блок.

Впровадження парових турбін нового покоління потужністю 310—325 МВт для теплових електростанцій виробництва ВАТ «Турбоатом» має подальше поширення. Нині в цехах заводу виготовляється турбіна потужністю 330 МВт для енергоблока №9 Новочеркаської ДРЕС (Росія), що будується. У першій декаді травня 2009 року з іранською компанією «Azarab Energy» підписано контракт на постачання до Ірану двох парових турбін потужністю 315 МВт. Цей проект унікальний, оскільки турбіна забезпечує роботу в діапазоні широкої зміни температури води, що охолоджує, при роботі із змішуювальним конденсатором. Поставки турбін до Ірану будуть своєрідним проривом українського енергообладнання на ринок енергетики цієї країни.

На основі науково-технічних і конструкторських розробок, які використано під час створення парової турбіни нового покоління потужністю 325 МВт, розроблено і впроваджуються проекти модернізації турбін К-200-130 і К-300-240-2. Особливість модернізації турбін К-200-130, яку виконує ВАТ «Турбоатом», полягає в тому, що ці турбіни були виготовлені свого часу ЛМЗ (Концерн «Силові машини», Росія). Впровадження сучасних технічних рішень дає змогу підвищити ефективність вироблення електроенергії на цих турбінах. Сьогодні проект модернізації турбін К-200-130 реалізується передусім у генеруючій компанії «Східенерго» на блоці №7 Курахівської ТЕС і №10 Луганської ТЕС. Подальше впровадження цього проекту на електростанціях України з турбінами К-200-130 дасть можливість отримати приріст потужності не менш як 15 МВт.

Слід зазначити, що кожне замовлення на виготовлення і постачання устаткування ВАТ «Турбоатом» отримує в жорсткому конкурентному змаганні на тендерній основі з провідними світовими виробниками, такими як Sіemens (Німеччина), Alstom (Франція), «Силові машини» (Росія). Це є ще одним переконливим підтвердженням високого світового рівня розробок ВАТ «Турбоатом» і якості виготовлення продукції на підприємстві.

ВАТ «Турбоатом» — світовий бренд атомного турбобудування

ВАТ «Турбоатом» — це насамперед світовий бренд атомного турбобудування. За більш ніж 50-річну історію розвитку виробництва вологопарових турбін для атомних електростанцій у ВАТ «Турбоатом» було виготовлено понад 160 турбін загальною потужністю близько 64000 МВт, зокрема, турбіни потужністю 1000 МВт на 1500 об./хв. (тихохідні). Сьогодні на АЕС України, Росії та Болгарії в експлуатації перебуває 17 таких турбін, які зарекомендували себе як надійні та економічні агрегати. Пріоритетним завданням для підприємства є реалізація будівництва 3-го і 4-го блоків Хмельницької АЕС з турбінами потужністю 1100 МВт на 1500 об./хв., які затверджено для використання у проекті як більш надійні й економічні порівняно з турбінами на 3000 об./хв. ЛМЗ, котрі було передбачено раніше.

Важливим завданням є модернізація турбінного устаткування на Південноукраїнській, Запорізькій і Рівненській АЕС в рамках програм продовження терміну служби енергоблоків цих АЕС. З цією метою розроблено проект і почато виготовлення конденсатора модульної конструкції з трубною системою з неіржавіючої сталі для Південноукраїнської АЕС. Виконується великий обсяг робіт на об’єктах атомної енергетики за кордоном. У Російській Федерації ВАТ «Турбоатом» активно бере участь у роботах з добудови енергоблоків №2, №3 і №4 Ростовської АЕС, які нині в різній стадії реалізації. На Смоленській, Курській і Ленінградській АЕС виконується модернізація 21 турбіни потужністю 500 МВт, унаслідок чого загальна потужність цих турбін буде збільшена на 340 МВт. Наближається до завершення контракт на постачання до Індії устаткування для чотирьох блоків двох атомних електростанцій — АЕС «Кайга» та АЕС «Раджастан». Усе устаткування за цим контрактом виготовлено й перебуває в Індії на майданчиках АЕС. Турбоустановка на АЕС «Кайга-3» здана у промислову експлуатацію, устаткування на решті блоків — у монтажі. Традиційна плідна співпраця ВАТ «Турбоатом» і з партнерами з Фінляндії — АЕС «Ловіїса» та Угорщини — АЕС «Пакш» з модернізації турбін потужністю 220 МВт, виготовлених нашим підприємством.

Єдиним на Україні заводом, що виготовляє гідравлічні турбіни і передтурбінні затвори, є також ВАТ «Турбоатом». Номенклатура устаткування, що випускається заводом, різноманітна:

— гідротурбіни поворотно-лопатевого типу з маслонаповненими робочими колесами та екологічно чистими робочими колесами (без мастила в порожнині втулки робочого колеса в зоні ущільнення лопатей) потужністю 10.230 МВт;

— гідротурбіни радіально-осьового типу потужністю 10...615 МВт;

— горизонтальні капсульні гідротурбіни потужністю 5...40 МВт;

— оборотні гідромашини потужністю 40...400 МВт;

— дискові затвори діаметром від 1,0 до 7,6 м на натиски 10...230 м;

— кульові затвори діаметром від 0,8 до 4,2 м на натиски до 950 м;

— вбудовані циліндрові затвори діаметром від 3,43 до 10,74 м;

— турбіни гідравлічні для малих, міні- і мікро-ГЕС.

На сьогоднішній день завод виготовив близько 500 реактивних гідравлічних турбін і 480 гідрозатворів (передтурбінні і затвори для насосних станцій).

Із найзначущіших робіт ВАТ «Турбоатом» в області гідроенергетики слід зазначити роботи з модернізації устаткування ГЕС Дніпровського каскаду, який є основою гідроенергетики України.

Із 93 агрегатів, установлених на каскаді, — 90 виробництва ВАТ «Турбоатом». У зв’язку з тим, що основне устаткування каскаду відпрацювало по 30—50 років, виробило свій нормативний ресурс, морально і фізично застаріло, не забезпечувало повною мірою сучасні вимоги енергосистеми, було ухвалено рішення про його модернізацію.

Для реалізації поставлених завдань у ВАТ «Турбоатом» було проведено комплексні розрахунково-експериментальні роботи з розробки проточних частин з умовою збереження спіральних камер, статорів і відсмоктувальних труб гідротурбін, що діють, для всіх ГЕС каскаду.

Найширше застосування у світовій гідроенергетиці знайшли гідротурбіни радіально-осьового типу. У цьому класі виробництво гідротурбін в Україні перебуває на світовому рівні.

Останніми роками було поставлено в далеке зарубіжжя потужні турбіни для таких гідроелектростанцій:

— ГЕС П’єдра дель Агіла (Аргентина) — потужність турбіни 356 МВт, розрахунковий натиск 108 м, діаметр робочого колеса 6 м;

— ГЕС Агуамільпа (Мексика) — потужність турбіни 325 МВт, розрахунковий натиск 145 м, діаметр робочого колеса 5,2 м;

— ГЕС Тері (Індія) — потужність турбіни 255 МВт, розрахунковий натиск 188 м, діаметр робочого колеса 4,1 м;

— ГЕС Ель-кахон (Мексика) — потужність турбіни 380,33 МВт, розрахунковий натиск 156,54 м, діаметр робочого колеса 5,3 м.

Нині на ВАТ «Турбоатом» виготовляють дві гідравлічні турбіни із вбудованим кільцевим затвором для ГЕС Ла Йєска (Мексика) (максимальна потужність турбіни 426,13 МВт, максимальний натиск 186,7 м, діаметр робочого колеса 5,3 м). Максимальне значення ККД досягає 96 відсотків. Завдяки високому рівню українських гідротурбін у цьому класі, в тендерних торгах по ГЕС Ла Йєска ВАТ «Турбоатом» зуміло випередити такі відомі фірми, як Фойт-Сіменс, Альстом, Фа-тех.

Трудовий колектив ВАТ «Турбоатом» з упевненістю та оптимізмом дивиться в майбутнє. Підприємство має надійний портфель замовлень і ритмічне завантаження. В арсеналі ВАТ «Турбоатом» є резерви і виробничих можливостей, і нових розробок, які дають йому змогу здобувати нові замовлення і збільшувати обсяги виробництва, що загалом значною мірою визначає енергетичну незалежність України.

Харків.