Отзыв ведущей организации (Высокотемпературные технологии производства электроэнергии на угольно-водородных энергетических комплексах и способы их практической реализации), страница 2

Указанное обстоятельство накладывает особые условия на работу выхлопных отсековтурбины. Четвертая глава диссертационной работы посвящена поиску и исследованию способа, обеспечивающего повышение пропускной способности последних отсеков турбоустановки. Автор обосновывает необходимость разработки нового конструктивного решения, которое позволит решить одну из проблем, вызванную применением водородного перегрева — увеличенный объемный расход пара в конденсатор.

Согласно полученным в ходе проведения исследований данным увеличение массового расхода вместе с ростом удельного объема за последними ступенями паровой турбины требуют повышения пропускной способности ЦНД на 40-45 ?4. Прежде чем приступить к разработке конструктивных решений, позволяющих решить обозначенную выше проблему, автор уделяет внимание вопросу, связанному с определением оптимального давления между цилиндрами среднего (ЦСД) и низкого давления (ЦНД). Для поиска разделительного давления, обеспечивающего максимальную эффективность смежных цилиндров, была разрабатана новая методика, основанная на анализе потерь в турбинной ступени.

В работе уделено внимание проработке конструкции цилиндра низкого давления, обеспечивающего требуемую пропускную способность и имеющего высокие показатели аэродинамической эффективности. Полученная конструкция базируется на существующей концепции двухъярусного цилиндра низкого давления, но имеет ряд оригинальных черт: применяется независимый подвод пара в ярусы, который обеспечивается установкой специальной диафрагмы для первой ступени нижнего яруса; применяется пять ступеней в нижнем ярусе и три ступени — в верхнем. Внесенные изменения позволили оптимальным образом распределить теплоперепады по ступеням верхнего яруса н тем самым обеспечить высокий внутренний относительный КПД. Интегральный КПД проточной части нового двухъярусного ЦНД составил 87 ',4, что находится на уровне КПД существующих одноярусных проточных частей с длиной лопаток последней ступени 960-1200 мм.

В завершении диссертационной работы представлены материалы, связанные с проработкой двухъярусной рабочей лопатки. Проведена многопараметрическая оптимизация конструкции с целью обеспечения высоких аэродинамических и прочностных характеристик. Были проведены исследования конструкции лопатки с различными формами н толщинами межъярусной перегородки, хвостовика, расположением и геометрией профилей верхнего яруса. Разработанная на основании проведенных исследований конструкция позволила достичь высокой степени прочности: коэффициент запаса прочности составляет не менее двух в критических сечениях лопатки. Проведенное трехмерное профилирование позволило получить низкие значения коэффициентов профильных потерь. Таким образом, достаточная степень надежности вместе с высокими аэродинамическими характеристиками доказывают работоспособность н большие перспективы практического использования разработанной консгрукции.

Степень обоснованносги и достоверности научных положений, выводов и рекомендаций В диссертационной работе достаточно подробно описаны применяемые методологические подходы, хорошо зарекомендовавшие себя на практике. В силу того факта, что поставленные в диссертации задачи не могли быть решены только в рамках существующей методической базы, были разработаны изменения н дополнения к существующим расчетным подходам. Работа содержит полное, логичное и исчерпывающее описание производимых изменений. Наряду с этим достоверность результатов исследований подтверждается применением признанных современным научным сообществом расчетных и аналитических методов и программных средств моделирования изучаемых систем и процессов (Ах1а1, АхСеп1, Оа1е Сус1е, АРБУЗ МесЬашса1, А1ЧБУБ Р1иеш, АИБУБ СГХ), а также проведением анализа и оценки получаемых результатов.

Получаемые результаты достаточно хорошо согласуются с существующими оценками параметров высокотемпературных пароснловых циклов. В связи с вышесказанным основные научные положения и выводы диссертационной работы можно считать обоснованными. Работа имеет достаточную степень апробации. Основные результаты работы бьшн представлены н получили положительную оценку на четырех конференциях, трн из которых являются международными. По теме диссертации соискателем опубликовано семь научных работ, в том числе три в журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки России для опубликования основных результатов диссертационных исследований на соискание ученой степени кандидата наук, две публикации в изданиях, входящих в международную базу цитирования Ясоршь Научная новизна работы заключается в следующем: 1.

Получены характеристики тепловой эффективности угольно-водородного энергетического комплекса с учетом электрической мощности, затрачиваемой на привод компрессоров, обеспечивающих повышение давления кислорода и водорода до уровня, необходимого для подачи их в смешивающие камеры сгорания. 2. Определены оптимальные значения основных параметров тепловой схемы угольно-водородного энергетического комплекса с учетом затрат мощности на сжатие водорода и кислорода. Разработана новая методика определения оптимального разделительного давления между цилиндром среднего и цилиндром низкого давления турбоустановки. 3.

Предложены новые методы повьппения эффективности угольно-водородного энергетического комплекса, базирующиеся на снижении дополнительных затрат мощности посредством организации многоступенчатого процесса сжатия водорода. 4. Разработаны оптимальные схемные решения для двух степеней водородного перегрева: 200 и 300'С. 5. Предложен способ повьппения пропускной способности последних отсеков паровой турбины за счет применения двухъярусных проточных частей, отличающихся применением специальной диафрагмы первой ступени, количеством ступеней в ярусах н конструкцией двухъярусной лопатки.

Предложенный способ обеспечивает увеличение пропускной способности на 40-45 '.4 по сравнению с проточной частью традиционной конструкции с лопаткой последней ступени 1200 мм. Теоретическая и практическая значимость полученных результатов Научные результаты, полученные в рамках диссертационного исследования, обладают существенной теоретической н практической значимостью, которая выражается в следующем: - сформирован научно-технический задел по проектированию угольно-водородных энергокомплексов, имеющих высокие показатели тепловой эффективности (КПД нетто 48 О/~) рассматриваемое концептуальное техническое решение — применение водородного перегрева пара — может быть использовано как при модернизации существующих энергоблоков, так и при создании новых энергетических комплексов; разработанная оригинальная методика определения оптимального разделительного давления между ЦСД и ЦНД и адаптированная методика теплового расчета проточных частей турбомашин для двухъярусных цилиндров могут быть использованы при проектировании нового оборудования, применение водородного топлива для перегрева пара позволяет увеличить мощность энергоблока на 30-40 о'о без дополнительных выбросов вредных веществ в атмосферу; прорабатываемый в работе способ увеличения пропускной способности, основанный на применении двухъярусных проточных частей, может быть использован как для решения проблем пропуска повьппенного объемного расхода пара в угольно- водородных энергетических комплексах, так и при создании новых сверхмощных турбоустановок для традиционных энергоблоков ТЭС и АЭС.

Замечания По представленной диссертационной работе имеются следующие замечания: 1. Переход на повышенные ультрасверхкритические параметры пара в настоящий момент активно разрабатывается многими научными центрами и является одним из магистральных направлений исследований. В связи с этим актуальным становится вопрос: какие преимущества и недос'гаткн имеют энергоблоки с водородным перегревом пара по сравнению с электростанциями на УСКП пира? 2. Целесообразность того или иного технического решения невозможно оценить без проведения соответствующих зкономических расчетов. В этом плане работу следовало бы дополнить экономической оценкой рассматриваемых энергетических объектов. 3. Учет затрат энергии, связанных с производством водорода и кислорода, прн оценке эффективности угольно-водородного комплекса позволил бы дать более комплексное представление о'характеристиках рассматриваемой технологии.