Резюме проекта, выполняемого в рамках ФЦП
«Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 – 2020 годы» по этапу № 2
Номер Соглашения о предоставлении субсидии: 14.576.21.0049
Тема: «Прикладные научно-технические разработки в обеспечение создания энергоблока
мощностью 300 МВт с ультрасверхкритическими параметрами пара на базе угольных котлов с газовым перегревом пара и получением коэффициента полезного действия не менее 53%».
Приоритетное направление: Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная техника.
Критическая технология: Технологии энергоэффективного производства и преобразования энергии на органическом топливе.
Период выполнения: 26.08.2014 г. – 31.12.2016 г.
Плановое финансирование проекта: 52 625 000 (пятьдесят два миллиона шестьсот двадцать пять тысяч) рублей.
Бюджетные средства: 41 800 000 (сорок один миллион восемьсот тысяч) рублей.
Внебюджетные средства: 10 825 000 (десять миллионов восемьсот двадцать пять тысяч) руб.
Получатель: Закрытое акционерное общество Научно-производственное внедренческое предприятие «Турбокон».
Индустриальный партнер: Открытое акционерное общество "Калужский турбинный завод".
Ключевые слова: турбина, конденсатор, неконденсирующиеся газы, абсорбция, макет, компримирование.
1. Цель проекта
Цели работы:
- Создание научно-технического задела в области разработки энергоблоков с ультрасверхкритическими параметрами пара, обеспечивающих КПД выработки электроэнергии не менее 53%.
- Создание научно-технического задела в области разработки высокотемпературных (1250/1450°С) охлаждаемых газопаровых турбин, работающих на смеси пара и продуктов сгорания газа в его среде для энергоблоков с котлами на угольном топливе.
Задача ПНИ состоит в исследовании наиболее значимых процессов и выработке оптимальных технических решений при создании экологически чистой высокотемпературной газопаротурбинной установки мощностью 300 МВт (ГПТУ-300) для энергоблоков с котлами на угольном топливе и газовым перегревом пара, а именно:
- оптимизация тепловой схемы и параметров установки
- исследование высокотемпературной паротурбинной установки на парогазовой смеси, содержащей до 15-20% неконденсирующихся газов;
- разработка новых принципов проектирования высокоэффективных конденсаторов пара с большим (до 15-20%) содержанием неконденсирующихся газов;
- исследование экспериментального образца камеры сгорания СН4-О2 в смеси с водяным паром;
- исследование экспериментального образца системы удаления и подготовки к утилизации неконденсирующихся газов.
2. Основные результаты проекта
На 2 этапе выполнены следующие работы:
– разработана эскизная конструкторская документация на экспериментальный образец высокотемпературной паротурбинной установки (ВПТУ) при работе на парогазовой смеси с большим (до 15-20%) содержанием неконденсирующихся газов;
– разработана эскизная конструкторская документация на экспериментальный образец высокоэффективного конденсатора пара с большим (до 15-20%) содержанием неконденсирующихся газов;
– разработана эскизная конструкторская документация на экспериментальный образец камеры сгорания СН4-О2в смеси с водяным паром;
– разработана эскизная конструкторская документация на экспериментальный образец системы удаления и подготовки к утилизации неконденсирующихся газов;
– разработана эскизная конструкторская документация на стенд ВПТУ для экспериментальных исследований работы турбины на парогазовой смеси, с большим (до 15-20%) содержанием неконденсирующихся газов;
– разработана эскизная конструкторская документация на стенд для экспериментальных исследований экспериментального образца высокоэффективного конденсатора пара с большим (до 15-20%) содержанием неконденсирующихся газов;
– разработана эскизная конструкторская документация на стенд для экспериментальных исследований экспериментального образца камеры сгорания СН4-О2 в смеси с водяным паром;
– разработана эскизная конструкторская документация на стенд для экспериментальных исследований экспериментального образца системы удаления и подготовки к утилизации неконденсирующихся газов;
– проведены дополнительные патентные исследования в соответствии с ГОСТ Р 15.011-96;
– разработаны, собраны и налажены системы регистрации параметров стенда для экспериментальных исследований экспериментального образца высокоэффективного конденсатора пара с большим (до 15-20%) содержанием неконденсирующихся газов;
– разработаны, собраны и налажены системы регистрации параметров стенда для экспериментальных исследований экспериментального образца системы удаления и подготовки к утилизации неконденсирующихся газов;
– подготовлена заявка на охранный документ.
По результатам исследований в редакцию международного журнала «Теплоэнергетика» подана статья Клименко А.В., д.т.н., профессор, член-корр. РАН; Мильман О.О., д.т.н., профессор; Шифрин Б.А. к.т.н. «Высокотемпературная газопаротурбинная установка на базе комбинированного топлива».
Проведенные научные исследования базируются на новаторских разработках, защищенных патентами на объекты интеллектуальной собственности.
В процессе работы использованы современные методы исследований: математическое 3D-моделирование, компьютерные системы сбора и обработки информации.
Научные результаты, полученные на разработанных экспериментальных образцах высокотемпературной паротурбинной установки (ВПТУ) при работе на парогазовой смеси с большим (до 15-20%) содержанием неконденсирующихся газов, высокоэффективного конденсатора пара с большим (до 15-20%) содержанием неконденсирующихся газов, камеры сгорания СН4-О2 в смеси с водяным паром, системы удаления и подготовки к утилизации неконденсирующихся газов, будут вполне оригинальными в научном плане.
Прикладная направленность исследований позволит использовать их результаты для проектирования натурных элементов энергоблока мощностью 300 МВт с ультрасверхкритическими параметрами пара на базе угольных котлов с газовым перегревом пара.
Экспериментальные образцы высокотемпературной паротурбинной, высокоэффективного конденсатора пара с большим (до 15-20%) содержанием неконденсирующихся газов и камеры сгорания СН4-О2 в смеси с водяным паром созданы впервые и не имеют мировых аналогов.
Финансирование работ производилось за счет средств субсидий – 4,725 млн. руб., а также за счет привлеченных собственных средств предприятия – 4,002816 млн. руб.
Объем выполненных работ соответствует техническому заданию и второму этапу Плана-графика Соглашения о предоставлении субсидий № 14.576.21.0049 от 26.08.2014 г.
3. Охраноспособные результаты интеллектуальной деятельности (РИД), полученные в рамках прикладного научного исследования и экспериментальной разработки
Полезная модель, заявка № 2015119614 от 26.05.2015 г. «Высокотемпературная паротурбинная установка», РФ.
4. Назначение и область применения результатов проекта
Технические решения предназначены для дальнейшего продвижения в промышленности перспективных высокотемпературных газопаротурбинных установок с прямым сжиганием смеси топливо - кислород в среде водяного пара. Потребителями научно-технических результатов проекта являются энергомашиностроительные предприятия, а их продукции – территориальные электрогенерирующие компании, как в России, так и за рубежом.
5. Эффекты от внедрения результатов проекта
Разрабатываемые установки с КПД не менее 53% составят конкуренцию парогазовым установкам (ПГУ) по двум принципиально важным показателям: более низкой стоимости и существенно лучшим экологическим показателям за счет системы утилизации неконденсирующихся газов, прежде всего СО2.
Стоимость снижается за счет сокращения числа агрегатов с двух?трех для парогазовых установок до одного в предложенном проекте. Выбросы уменьшаются за счет утилизации СО2в количестве 15?20% от расхода пара. Кроме того, вдвое уменьшается тепловое загрязнение окружающей среды.
Высокий коэффициент полезного действия в сочетании с меньшими капиталовложениями, лучшими экологическими характеристиками – главные аргументы в пользу широкого внедрения установок в энергетику, масштабы которой практически безграничны. Кроме того, предлагаемый новый тип энергоустановок перспективен для внедрения в воздухонезависимых подводных аппаратах и неатомных подводных лодках. По уровню решаемых технических задач проект относится к созданию принципиально новой продукции.
6. Формы и объемы коммерциализации результатов проекта
Результаты ПНИ планируется использовать на опытно-промышленном образце высокотемпературной (1000/1250оС) газопаротурбинной установке мощностью 25 МВт, на которой будет исследована и отлажена совместная работа всех систем применительно к созданию ГПТУ-300 МВт.
Внедрение угольных энергоблоков мощностью 300 МВт с ультрасверхкритическими параметрами пара с газовым перегревом пара и промперегревом (1250/1450°С) с высокотемпературной охлаждаемой турбиной, обеспечивающих КПД выработки электроэнергии не менее 53% и утилизацию не менее 98% СО2обоснован тем, что эта технология имеет лучшие в мире технико - экономические характеристики по использованию газообразного или жидкого топлива.
Коммерциализация проекта будет осуществляться индустриальным партнером ОАО «Калужский турбинный завод» - один из основных производителей паровых турбин в России.
7. Наличие соисполнителей
На втором этапе в 2015 году к работам над проектом привлекались следующие соисполнители:
– Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственной внедренческое предприятие «Турбокон-н».
– Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Калужский государственный университет им. К.Э. Циолковского».
Комиссия Минобрнауки России признала обязательства по Соглашению на отчетном этапе исполненными надлежащим образом.
Новости
- 15.12.2023
Премия Правительства РФ за 2023г. - 14.12.2023
Мильману О.О. - 85 лет! - 12.07.2023
Школе присвоено имя проф.В.А.Федорова - 09.02.2023
Благодарность губернатора - 24.10.2022
Помощь для участников СВО - 27.06.2022
Скончался академик РАН Фаворский О.Н. - Все...
Объявления
Собственник продает турбогенератор Т-6-2У3 заводской №0489/0001 2002 г.в.; 6 МВт; 6,3 кВ.
Без наработки.
В 2020 г. выполнен капремонт с заменой обмоток и заводскими испытаниями. Фото и паспорта по запросу.
Цена договорная.
Контакты: Перов Виктор, т. 8-910-914-34-48, perov@turboconkaluga.ru