Неофициальный отзыв 14 (Разработка научно-методологических основ создания перспективных высокотемпературных энергетических комплексов)

отзыв иа автореферат диссертации Рогалева Андрея Николаевича «Разработка научно-методологических основ создания перспективных высокотемпературных энергетических комплексовлз представленной на соискание ученой степени доктора технических наук по специальностям 05.14.01 — Энергетические системы и комплексы и 05.04,12 — Турбомашины и комбинированные турбоустановкн Повышение параметров пара в паротурбинных установках всегда являлось и в обозримой перспективе будет являться актуальным научно-техническим вопросом. Переход к высокотемпературным паротурбинным установкам, к которым принято относить энергоблоки с начальными параметрами пара, превышакнцими 24 МПа / 540 'С, требует решения целого ряда задач. от успешного выполнения которых зависит надежность, экономичность, маневренность и экологичность перспективных ТЭС Одной нз центральных задач является разработка жаропрочных и жаростойких сталей н сплавов, обладающих хорошей свариваемостью, литейными свойствами и обрабатываемостью резанием, Несмотря на значительные успехи в создании материалов для теплонапряженных деталей энергетического оборудования, стоимость таких материалов оказывается чрезмерно высокой, что приводит к значительному удорожанию паровых турбин и энергетических котлов на суперсверхкритические и ультрасверхкритические параметры пара и снижает экономическую целесообразность повышения эффективности выработки электроэнергии.

В диссертационной работе Рогалева А.Н. предложены новые компоновочные. схемнь!е рец!ения и конструкции основного энергетического ооорулования, обеспечивающие уменьшение доли аустенитных сталей и никелевых сплавов в структуре метазз|озьгграт на изготовление котла и паровой турбины и снижение стоимости нового оборудования при сохранении высоких значений КПД. Для определения эффекта снижения себестоимости высокотемпературного энергетического оборудования в работе предложен комплекс моделей оценки стоимости паровой турбины, котельного агрегата, водородной камеры сгорания„учитывающих характерные конструктивно- технологические особенности предложенных технических ре!пений.

Автор предлагает решения проблем. сопровождающих теплоэнергетику на всем пути ее развития и приводит инструменты для оценки эффективности представленных решений, что позволяет не сомневаться в актуальности диссертации. Научная новизна работы состоит в разработке научно-методических основ создания высокотемпературных энергетических комплексов. включающих в себя четыре груш!ы научных результатов; 1. Новые технические решения для снижения себестоимости изготовления энер!.етического оборудования и повышения его эффективности: конструкция турбинной решетки с оребрением меридиональных обводов, обеспечивающая сокращение концевых потерь энергии на 6,7 ',4; - новая компоновка котельного агре!.ата, позволякицая сократить длину главных паропроводов в 3 раза: - конструкция лвухъярусного цилиндра нового давления с повышенной пропускной способностью и высоким внутренним относительным КПД, равным 86.6 'о. 2.

Новые результаты исследований тепловых схем высокотемпературных энергетических комплексов. Впервые диапазон рассматриваемых начальных параметров пара был расширен до температуры пара 1200 'С. Отмечено, что переход на следукпций после УСКП уровень параметров пара потребует перейтн от монотопливных установок к многотопливным, в качестве которых рассматриваются угольно-водородные энергоблоки. Выход за границы температурной применимости существующих сегодня сталей и сплавов определил необходимость применения систем охлаждения в паровых турбннах, аналогично системам охлаждения в газовых турбинах.

В работе получены оценки КПД как для классических паротурбинных энергоблоков на повышенные параметры, так и для паротурбннных энергоблоков с водородным пере| ревом пара, определен диапазон ключевых параметров схемы ~температура питательной воды и параметры промежуточного перегрева), при которых достигается максимальная эффективность. Впервые установлены зависимости удельного расхода пара на охлаждение и КПД энергоблока от требуемого температурного состояния металла и начальных параметров пара.

3. Разработаны и апробированы новая методика проведения научных исследований по разработке новых технических решений и методика проектирования теплонапряженных деталей паровых туроин. Автором представлена последовательность применения научных методов и установлены критерии, выполнение которых свидетельствует о получении адекватного результата.

Эффектом от применения предлагаемого расчетно-экспериментального подхода является сокращение трудозатрат и длительности научно-исследовательских и проектно-конструкторских процессов по созданию нового энергетического оборудования. 4. Разработан комплекс многофакторных моделей оценки стоимости основного энергетического оборудования классических паротурбинных энергоблоков и паротурбинных энергоблоков с водородным перегревом, применимых для всего диапазона начальных параметров пара высокотемпературных энергетических комплексов н учитывакнц их конструктивно-технологические особенности новых решений, что позволило оценить эффект снижения стоимости установки за счет применения новых схемных и конструктивных решений и установить влияние ключевых технических параметров обору:дования ТЭС на финансово-экономические ~о~~~ат~~~ эксплуатации. Достоверность и обоснованность полученных результатов определяется использованием хорошо зарекомендовавших себя программных продуктов для выполнения математического моделирования физических процессов и исследования моделей тепловых схем.

а также верификацией выполненных расчетов на экспериментальных стендах. Практическая значимость работы состоит в возможности использования полученных результатов при выборе направлений развития высокотемпературных энергетических установок и комплексов, при обосновании с точки зрения технической реализуемости и экономической целесообразности проектов по созданию новых моно- и мультитопливных паротурбинных энергоблоков на повышенные параметры пара. Положительно оценивая в целом проведенное автором исследование, наряду с несомненными достоинствами работы следует выделить ряд замечаний. 1. В автореферате не приводится информации о текущем состоянии разработок в сфере создания новых жаропрочных сталей и сплавов: неясно„какие материалы н для каких частей и деталей энергетического оборудования автор принимает для выполнения дальнейших модельных оценок стоимости.

2. Из автореферата неясно, какие закладывались пределы длительной прочности материалов. применяемых лля изготовления наиболее теплонапряженных деталей паровой турбиньп и у~~~~~алос~ лн или~вне снижения предела д~~~~~~~ой ~р~~н~сти при повышении рабочей температуры, что может существенным образом отразиться на величине ремонтных издержек и, соответственно, на оценке эффективности инвестиционных проектов. 3. Каким образом учитывалось влияние изменения технологии изготовления деталей энергетического оборудования. в частности при переходе к охлаждаемым лопаткам паровых турбин. па стоимость энергетического оборудования.

Несмотря на высказанные замечания„представленные в работе результаты обладают научной новизной и выраженной практической значимостью. Ознакомление с авторефератом диссертации позволяет заключить, что исследование выполнено в строгом соответствии с требованиями к докторским диссертациям по логической структуре, стилю н научному языку изложения.

Диссертация Ро~алева А.Н. является завершенным целостным и значимым лля электроэнергетики научным трудом и вносит существенный вклад в развитие отрасли. Диссертационная работа «Разработка научно-методологических основ создания перспективных высокотемпературных энергетических комплексов» соответствует требованиям ВАК Минобрнауки России, предъявляемым к диссертациям на соискание ученой степени доктора наук, а автор работы — Рогалев Андрей Николаевич — достоин присуткдения ему ученой степени доктора технических наук по специальностям 05.14.01— Энергетические системы и комплексы и 05.04.12 — Турбомашины и комбинированные турбоуста нонки. Заместителы енерального директора— Директор института материаловедения НЦ АО «НПО «ЦНИИТМЛШ» кандидат технических наук ",З/',ЩЬ»»- Скоробогатых Владимир Николаевич ,,Ф l 2018 г.

Подпись Скоробогатых В Ученый секретарь ГНЦ АО «НПО «ЦНИИТ я Анатольевна Государственный научный центр Российской Федерации Акционерное общество «Научно-производственное объединение «Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения» 1ГНЦ ЛО «НПО «ЦНИИТМАШ») 115088, г. Москва, ул. Шарикоподшипниковая, д. 4; тел,: +7 1495) 675-83-02:, е-пза11: спйппааЬ®сш1ппааЬ.гп .