Этот факт нигде не освещался в СМИ, об этом не снимали фильмы, да и по прошествии многих лет об этом упомянули вскользь. А меж тем российские специалисты сумели реализовать проект, который абсолютно не укладывается в философию паротурбинных установок. В 2016 году в составе ледокола «Арктика» была спущена на воду невероятно технически сложная паротурбинная установка, которая может поспорить со всем, что вы знаете о паровых турбинах. Что представляет собой это уникальное изделие?
Выдержит космические перегрузки
Над сложнейшей задачей трудилось не одно предприятие. Паротурбинную установку ПТУ-72 разрабатывал «Киров-Энергомаш» (КЭМ), входящий в группу компаний «Кировский завод», а паровые турбины низкого давления ТНД-17 — Уральский турбинный завод. Работа над созданием многотонных изделий велась с 2013 года.
Техническое задание, на первый взгляд, содержало большое количество требований, которые ставили в тупик:
«Самые для нас интересные — это чтобы турбина выдерживала перегрузки. <...> Всё оборудование должно выдерживать перегрузки 3G. 3G — это перегрузки, которые человек не закрепленный, не пристегнутый, не выдержит», — сообщил главный конструктор УТЗ Тарас Шибаев.
Разработка УТЗ весит около 70 тонн. Это чудо инженерной мысли состоит из 5 тысяч деталей, каждая из которых подогнана с точностью до микронов. А главное — техническое задание было выполнено!
Такие сложнейшие изделия не любят перегрузки по очевидным причинам. Сильный удар может дестабилизировать конструкцию и разрушить подшипники. И корабли никогда не испытывают таких перегрузок. Но всё меняется, когда речь идет о ледоколе. Хотя даже для него 3G очень много. Для сравнения: перегрузки до 3-4G испытывают космонавты при спуске на космическом корабле. А если брать более бытовой пример, то при взлете самолета пассажиры чувствуют перегрузку около 1,5G, и ощущения не из приятных.
В случае же с турбиной ошибки непростительны. Особенно учитывая, что значительная перегрузка может настигнуть и во время интенсивного набора мощности, когда каждый из элементов и без того испытывает максимально возможные нагрузки. Но оборудование должно продолжить работу. Ведь за этой турбиной стоит реактор, который не может в один момент прекратить работу.
Если вам этого показалось мало, то дальше начинается форменное безумие.
Дело в том, что сам завод-изготовитель заявляет, что паровая турбина может выдерживать перегрузки до 6G, а также работать без вибраций при любых условиях. Достичь этого удалось за счет внедрения инновационного материала:
«Использованы новые конструкторские решения в части облопачивания — это установка лопаток на роторе и корпусе турбины. Применен новый материал для ротора, это связано с необходимостью работы турбоустановки при повышенных нагрузках. Какой именно материал — коммерческая тайна», — рассказал главный конструктор УТЗ Тарас Шибаев (turbinist.ru).
Разгоняется за минуту
Задачи, как вы уже поняли, мягко говоря, стояли нетривиальные. Еще одним требованием было то, чтобы турбина сначала разгонялась с 0 до 100%, а потом полностью останавливалась всего за минуту. Те, кто в курсе темы, сейчас должны сказать, что это ересь для такого типа силовой установки.
Но конструкторы смогли достичь и этого немыслимого результата. Установка может маневрировать на несколько порядков быстрее, чем стандартный реакторный блок на АЭС. Она способна брать нагрузку 60 раз в час, или, иначе говоря, полностью загружаться и разгружаться каждую минуту.
Решение такой задачи потребовало просто колоссального сосредоточения усилий различных специалистов уже на этапе проектирования, а потом предстояла долгая работа непосредственно по конструированию и отладке работы. С учетом того, что проект стартовал в 2013-м, темпы реализации поразительные, так как поставка готового оборудования произошла уже в 2017 году.
И даже это далеко не всё. Мы ведь ещё не назвали, для каких задач потребовалась такая безумная силовая установка. А ведь дальше предстояли ещё и приёмочные испытания. И проверка работы в других экстремальных условиях. Но об этом продолжим во второй части. Подписывайтесь, чтобы не пропустить.
🚫Мы много сил вкладываем в качество статей. Поддержите нас лайком и подпиской, если вам это нравится.
Читайте также:
Материал создан при поддержке проекта SFERA