POWER ACCUMULATOR FOR STABILIZATION OF THE PRESSING PRESSURE OF THE CORE OF A POWERFUL TURBOGENERATOR WITH BUILT-IN METER

ISSN (e) 2663-3450, ISSN (p) 0321-2211 Високоєфективні технологічні процеси в приладобудуванні ВИСОКОЄФЕКТИВНІ ТЕХНОЛОГІЧНІ ПРОЦЕСИ В ПРИЛАДОБУДУВАННІ DOI: 10.20535/1970.67(1).2024.306730 УДК: 621.317.39; 621.317.3 ВИМІРЮВАЧ ЗУСИЛЬ В СТЯЖНИХ ПРИЗМАХ ОСЕРДЯ СТАТОРА ПОТУЖНОГО ТУРБОГЕНЕРАТОРА, ВБУДОВАНИЙ В СИЛОВИЙ АКУМУЛЯТОР СТАБІЛІЗАЦІЇ ТИСКУ ПРЕСУВАННЯ ОСЕРДЯ 1) Левицький А. С., 1)Зайцев Є. О., 2)Кобзар К. О. Інститут електродинаміки НАН України, Київ, Україна 2) АТ "Українські енергетичні машини", Харків, Україна E-mail: , , 1) Стан осердя статора турбогенератора, а саме стабільність його запресування, значною мірою визначають надійність машини в цілому. Послаблення зусиль запресування є причиною низки негативних явищ, таких як підвищення вібрації та розпушення листів осердя з їх подальшим руйнуванням (викришуванням), що часто є причиною ушкодження генератора. Показано, що ефективним методом запобігання зниженню спресованості осердя є застосування систем силових акумуляторів (СА) з тарілчастими пружинами серед інших існуючих методів. Описано особливості стабілізації та відновлення тиску пресування осердя статора потужного турбогенератора (ТГ) із використанням СА. Показано, що для оцінки стану тиску пресування в осерді статора ТГ можуть бути застосовані вимірювачі зусиль в стяжних призмах осердя, вбудовані в конструкцію силового акумулятора (СА) стабілізації тиску пресування осердя. Запропоновано використовувати вбудований вимірювальний перетворювач зусиль, який складається з пружного чутливого елемента (ПЧЕ) і ємнісного сенсора (ЄС) в структурі СА, що дозволить покращити точність вимірювань, зменшити експлуатаційні ризики та оптимізувати процеси обслуговування турбогенератора. Метою даної статті є створення вимірювача зусиль в стяжних призмах осердя статора потужного ТГ з використанням пружного чутливого елемента (elastic sensitive element) і ємнісного сенсора (capacitive sensor), вбудованого в конструкцію «безкорпусного» силового акумулятора стабілізації тиску пресування осердя статора потужного турбогенератора. Оцінка зусилля в стяжній призмі виконується через вимірювання електричної ємності між потенціальним електродом ЄС і заземленим елементом СА. Визначено функцію перетворення перетворювача зусиль з урахуванням геометричних розмірів ПЧЕ і ЄС. Проведено розрахунок ПЧЕ на механічну міцність. В результаті проведених досліджень розроблено засоби визначення ходу тарілчастих пружин в силовому акумуляторі, інтегровані безпосередньо в його конструкцію. Використання вимірювачів зусиль в стяжних призмах дозволяє ефективно відновлювати та підтримувати тиск пресування кінцевих пакетів осердя статора, контролювати зусилля під час експлуатації та коригувати його без зупинки турбогенератора. Отримані результати можуть бути використанні в системах стабілізації тиску пресування осердя статора з силовими акумуляторами і системи оцінки поточного стану осердя статора потужних турбогенерторів типу ТГВ-200 та ТГВ-300. Підвищення точності вимірювань та зниження експлуатаційних ризиків сприятиме швидкому та ефективному відновленню критично важливої інфраструктури та забезпечить стабільну роботу енергетичних об'єктів. Ключові слова: потужний турбогенератор; осердя статора; тиск пресування; зусилля в стяжних призмах; силовий акумулятор; пружний чутливий елемент;ємнісний сенсор. Вступ Важливим аспектом експлуатації потужних турбогенераторів (ТГ) ТЕС і АЕС є контроль їхнього робочого стану в процесі експлуатації з виявленням ушкоджень і дефектів конструктивних елементів і критично-важливих вузлів машин. Аналіз загальної статистики ушкоджень ТГ демонструє, що серед багатьох параметрів вирішального значення набувають параметри, що характеризують ТГ як механічну систему. Для контролю цих параметрів застосовують різноманітні методи та засоби контролю і діагностування фактичного технічного стану машини та її вузлів. Однією із основних механічних властивостей ТГ, яка головним чином визначає його експлуатаційну надійність та роботоздатність, є стан спре- Вісник КПІ. Серія ПРИЛАДОБУДУВАННЯ, Вип. 67(1), 2024. 49 ISSN (e) 2663-3450, ISSN (p) 0321-2211 Високоєфективні технологічні процеси в приладобудуванні сованості осердя статора, яка визначається величиною тиску пресування, прикладеним до листів активної сталі. Початковий стан спресованості осердя задається в процесі виготовлення осердя, а після виготовлення під час транспортування та експлуатації забезпечується за допомогою натискних плит і стяжних призм. З часом внаслідок експлуатаційних навантажень виникає зниження зусиль, які стискають осердя, що призводить до повної або часткової втрати роботоздатності осердя, виникнення небезпечних дефектів тощо [1, 2]. Найчастіше тиск пресування відновлюють на зупиненій машині, підтягуючи гайки стяжних призм спеціальними ключем з нормованим крутним моментом, що є довготривалим та малопродуктивним процесом. В роботі [3] описано автоматичний метод відновлення тиску пресування із застосуванням поворотних гідроциліндрів, які автоматично підкручують стяжні гайки на призмах, коли тиск знизиться до критичної величини. В [4] описано автоматичний спосіб відновлення тиску із застосуванням електродвигунів з редуктором, який в критичний момент підкручує стяжну гайку. Обидва пристрої складні, до того ж потребують застосування спеціальних вимірювальних приладів, що контролюють тиск в осерді і автоматично вмикають засоби забезпечення відновлення тиску. Одним із простих і перспективних способів, який не вимагає значних матеріальних та трудових витрат є використання для стабілізації тиску пресування осердя статора ТГ силових акумуляторів (СА) з блоками тарілчастих пружин [2, 5–11]. СА встановлюються (нагвинчуються) на різьбові кінці стяжних приз замість стандартних гайок, забезпечуючи необхідний натяг в призмах. Перед встановленням СА зусилля в блоках тарілчастих пружин створюється шляхом стиснення блоку пружин в СА і в цьому стані фіксуються спеціальними болтами. Після встановлення на ТГ пружини СА звільняються і передають запас своєї енергії через стяжні призми і натискну плиту активній сталі осердя. На цьому етапі розподіл зусиль є рівномірний, зусилля на натискну плиту на кожній стяжній призмі з боку активної сталі відносно натискної плити співставлені з тиском від попередньо стиснутих пружин, а площина натискної плити розташована по нормалі до основної осі турбогенератора. В подальшому, якщо рівномірність розподілу змінюється, тобто коли тиск зі сторони пружинних елементів виявляється вищим тиску пресування осердя, натискна плита зміщується і тим самим підпресовує осердя, або у випадку надмірного тиску в осерді пружинних елементів СА компенсують його. Контроль за величиною тиску, який в даному випадку встановлюється в осерді, можна здійснювати декількома способами. Найпростіше звичайними стандартними вимірювальними інструментами визначити відносне зміщення натискної плити і на підставі спеціально розробленої моделі статора оцінити тиск [2]. Спосіб можливий до 50 застосування тільки на зупиненій машині і є (...truncated)