Турбоустановка с турбиной К-1200-240-3 имеет меньшие удельную площадь на электростанции и удельную длину турбины и генератора, что значительно удешевляет капитальное строительство ГРЭС. Кроме того, эта турбоустановка имеет минимальные эксплуатационные расходы н обеспечивает потребителю значительный экономический эффект от применения ее вместо турбины К-800-240-2.
Уровни экономичности работы узлов мощных турбоустановок и допускаемых напряжений в их элементах достигли уже столь высокого значения, что дальнейшее их повышение возможно только при тщательной конструктивной отработке этих узлов с учетом опыта эксплуатации, большого объема научно-исследовательских работ и повышения качества их изготовления. Для создания прогрессивных, качественных конструкций требуются более совершенные материалы и технологические процессы.
Остановимся более подробно на некоторых конструктивных особенностях паровой турбины К-1200-240-3 и тех проблемах, которые пришлось решать при ее изготовлении.
Части высокого (ВД) и среднего давления (СД) конструктивно аналогичны соответствующим частям ЦВД и ЦСД турбины К-800-240-2, однако, ротор ВД турбины К-1200-240-3 имеет увеличенный диаметр по корню лопаток, что дало возможность сократить число ступеней ротора и поднять его критическую частоту вращения. Это позволило усовершенствовать конструкцию корпуса цилиндра и улучшить маневренные свойства турбины, что обеспечило выполнение требований энергосистемы — необходимой ежедневной разгрузки турбины до 60% н еженедельного останова ее на выходные дни. Кроме того, увеличение жесткости РВД значительно повышает пороговую мощность турбины и является одним из главных факторов по предупреждению низкочастотной вибрации валопровода.
В качестве материала роторов ВД и СД выбрана сталь марки Р2М, разработанная заводом и нашедшая широкое применение в течение последних 20 лет для изготовления роторов всех мощных паровых турбин. Исследования, проведенные на заводе, и большой практический опыт УЗТМ по освоению н производству крупногабаритных поковок из этой марки стали показали, что сталь Р2М обладает хорошей технологичностью, позволяет получить крупные поковки высокого качества и обеспечивает необходимый уровень механических свойств.
В результате больших размеров и массы роторов ВД и СД турбины К-1200-240-3 от металлургической промышленности потребовалось проведение мероприятий, обеспечивающих качество и однородность свойств по всему объему поковки. Усовершенствованная для этой цели термическая обработка состояла из первой Нормализации, совмещенной с охлаждением после ковки, и окончательной термической обработки — закалки через воду в масле. Кроме полного комплекса испытаний и контроля качества в соответствии с техническими условиями были проведены дополнительные испытания образцов из металла керна, а также для роторов йз специального кольца, расположенного в центре поковки.
Впервые в практике отечественного турбостроения для рабочих лопаток ЦВД и ЦСД, работающих в зоне высоких температур, применено новое хвостовое соединение типа ступенчатой вилки, так как традиционная Т-образная конструкция не удовлетворяла условиям прочности при таких мощностях ступеней. Переход на Новый тип хвостового .соединения с новой размерной цепью, обеспечивающей гарантированные зазоры в сопряжении, потребовал разработки новой технологии механической обработки рабочих лопаток и роторов и создания специальной технологической оснастки.
Для выполнения нескольких тысяч отверстий 0 15 н 18 мм под установку штифтов в дисках цельнокованых роторов ВД и СД была создана специальная сверлильная установка на базе токарного станка, спроектированы и изготовлены угловые сверлильные головки двух типов для предварительного сверления отверстий в роторе и для окончательно обработки отверстий после облопачивания, оснащенные специальными сверлами, зенкерами и развертками.
Проточные части ВД и СД спроектированы с учетом применения газо-динамически отработанных ступеней, Характеристики и эффективность которых определены ЭВМ и проверены испытанием на моделях в заводской лаборатории. Для обеспечения высокой экономичности и повышения вибрационной надежности облопачивания ЦСД разработан и подробно исследован новый профиль направляющих лопаток.
С целью обеспечения экономичности рабочие лопатки всех ступеней турбины имеют бандаж, причем на лопатках ЦВД и ЦСД и трех последних ступенях ЦНД бандажные полки выполнены как единое целое с профильной частью.
