Новости

Для отечественного турбостроения 2018 год оказался непростым. Испытания первой в России газовой турбины большой мощности были приостановлены из-за технических сложностей. Но представители «Ростеха» заверили, что работы продолжатся после устранения возникших проблем. 

В этом же году на российском рынке появляется новый продукт, не производившийся ранее в стране, но критически необходимый для производства любых современных турбин, включая газовые машины и авиационные двигатели. Импорт этого компонента был серьезно осложнен после 2014 года, когда Великобритания признала технологию стратегической и наложила запрет на поставку сотовых уплотнений в Россию.

В середине 2018 года российская компания «Ротек» открывает собственное производство в Подмосковном г. Химки и приступает к серийному выпуску сварных сотовых уплотнений. 

Нередко эффективные инженерные решения лежат на поверхности, будто сама природа подсказывает ответы, точность которых шлифовалась законами физики. Современные материалы и технологии позволяют находить новые пути использования этих естественных решений природы. Именно так в турбостроении появился новый элемент - сотовый уплотнитель. Геометрия этого интегрального компонента любой современной турбины один в один схожа с шестиугольными призматическими ячейками, которые делают пчелы для хранения запасов меда. Сварная сота представляет собой усовершенствованный тип уплотнений, позволяющий уменьшить радиальные зазоры до 0,1 мм и ощутимо увеличить относительный КПД, при этом сократив расход топлива и снизив износ проточной части турбины.

Рис. 1 Сварные сотовые уплотнения нового поколения

Как работает «сота»? На приведенной схеме (см. ниже) изображено как лопатки ротора, расширяясь при высокой температуре, прорезают бороздку в сотовом уплотнении, которое надежно останавливает утечки пара или газа в горячем тракте турбины. За счет этого происходит экономия топлива и повышается эффективность работы.

Рис. 2 Схема расположения сотовых уплотнений и их контакта с элементами ротора паровой турбины.
 
Ход мысли конструкторов, разрабатывающих подобные решения, логично укладывается в историю развития технологии и турбин как таковых. 
Принцип работы турбины был известен давно. Еще в 1 веке нашей эры греческий математик и механик Герон Александрийский описал действие паровой турбины. Однако широкое промышленное применение эта машина смогла приобрести только после того, как английский инженер Чарлз Алджернон Парсонс, создав в конце 19 века многоступенчатый реактивный механизм, сумел направить пар таким образом, что его энергия начала использоваться максимально эффективно, конечно, по меркам того времени. Проще говоря, не сам принцип, а его совершенствование дало жизнь изобретению и навсегда изменило мир, вдохнув колоссальные силы в развитие промышленности, энергетики и транспорта. В рамках современной экономики и конкурентного рынка данный параметр был дополнен высокими требованиями надежности и экологических норм. Вкупе они стали критически важными критериями, определяющими, будет ли использоваться данная машина либо ее попросту спишут в утиль, а компания станет банкротом. 

Эффект, достигаемый при использовании «соты» такой же, как и когда-то изобретение Парсонса: направляет потоки газа/пара, но делает это уже на новом уровне, так как сотовое уплотнение препятствует перетеканию газа или пара между ступенями турбины. На острых кромках уплотнения происходит срыв потока, который, благодаря геометрии ячейки разворачивается в обратную сторону и «запечатывает» пространство между лопаткой ротора и кожухом турбины, предотвращая тем самым утечки. Именно эта функция отражена в самом названии данного компонента, которое звучит по-английски как “Honeycomb seals”, где “seal” обозначает «запечатывающий/изолирующий слой». Критически важным в данной конструкции становится уровень исполнение «соты» – стабильность формы и качество ячейки напрямую влияют на эффективность работы и прирост КПД турбины.
Испытания подтвердили эффективность новой отечественной «соты», позволяющей увеличить относительный КПД до 5%, соответственно сократив расход топлива и снизив износ проточной части турбины. Собранная статистика подтверждает расчеты. К примеру, при работе турбины на 4,84 г/кВт ч, использование современных сотовых уплотнений позволяет экономить порядка 5 млн рублей в год на одном только топливе без учета экономии на амортизации и снижении износа основного оборудования.

Характеристики нового продукта предопределили траекторию его движения на рынке высокотехнологичного оборудования. В российскую энергетику сварная сота пришла из авиации, по сути, повторив путь многих других систем, изначально применявшихся в авиастроении, а после нашедших свое место в других отраслях промышленности. 

Новый для нашего рынка продукт превзошел требования, предъявляемые к компонентам, используемым в энергетическом машиностроении. По итогам опытных испытаний холдинг «Ротек» и «Уральский завод гражданской авиации» подписали контракт на серийную поставку сотовых уплотнений для ремонта авиационных двигателей. Эти сотовые уплотнения получили собственную дополнительную маркировку «РК» к основному обозначению сборочной единицы в составе авиационных двигателей.

Запуск производства этого компонента в России может исправить и еще один технологический крен. Поскольку в нашей стране сотовые уплотнения сопоставимого качества не производились в принципе (в советское время достигнутое качество сотовых уплотнений было иным, так как не использовались еще технологии 3D). Это привело к тому, что в продукции ВПК и даже при проектировании гражданских двигателей, конструкторы закладывают решения 60-70-х гг. прошлого века. Это означает повышенную трудоемкость, металлоемкость и значительные затраты на подготовку серийного производства. В итоге конечная стоимость сборочной единицы становится кратно выше по сравнению с изделием на основе современной «соты». А только на одну паровую турбину мощностью в 100 МВт расходуется до 40 метров «соты» для надвальных уплотнений и до 100 метров для надбандажных уплотнений.  

При подготовке этого материала мы обратили внимание, на один пример из гражданского двигателестроения. В патенте компании SNECMA «Уплотнение кольца ротора в ступени турбины» (RU 2 476710) на фиг.1 (позиция 28) показано сотовое уплотнение сложной конфигурации из чего можно сделать закономерный вывод, что без сварной «соты» применение подобных схем при проектировании газовых турбин невозможно. 

Рис. 3 Изображение из патента компании SNECMA «Уплотнение кольца ротора в ступени турбины» (RU 2 476710).

Все это говорит о важности организации производства подобных элементов внутри страны. Конструкторы ВПК и гражданской продукции должны быть избавлены от необходимости искать альтернативные способы импорта «соты», поставляемой ранее из Великобритании и Соединенных Штатов, снизить влияние курсовых колебаний и последствий политических санкций.

Безусловно, сотовый уплотнитель – продукт нишевый, но абсолютно необходимый в составе современной турбины любого класса на электростанции, в авиадвигателе или на атомном ледоколе.  Качество новой российской «соты» и ее технологическая необходимость предопределили ее спрос как на внутреннем, так и на внешнем рынке. Потребность последнего в данном продукте оценивается специалистами в 300 тонн в год. Поэтому до половины производимой продукции, компания «Ротек» планирует поставлять за рубеж.

Как и век назад, эффективность вновь приобретает решающее значение. Масштабы конкуренции, экологические стандарты разных стран и необходимый уровень предсказуемости работы промышленных объектов требуют от конструкторов и инженеров найти новые способы сделать машину экономичнее. И российские компании чувствуют тренды мирового машиностроения, берут инициативу в свои и выводят на рынок новые продукты, востребованные как внутри России, так и за ее рубежами.

15:09, 7 Апреля 26 «Росатом» начал опытную эксплуатацию «толерантного» МОКС-топлива для реакторов ВВЭР дальше..		15:00, 7 Апреля 26 Энергетики повысили надежность электроснабжения крупнейшего деревообрабатывающего предприятия Югры дальше..
11:55, 7 Апреля 26 На стройплощадке Свободненской ТЭС-2 установлены буронабивные сваи дальше..		11:40, 7 Апреля 26 Разработки «Газпромнефть-СМ» на основе машинного обучения вошли в число мегатрендов дальше..
10:55, 7 Апреля 26 На строящемся атомном ледоколе «Ленинград» установлены гребные электродвигатели дальше..		10:39, 7 Апреля 26 Российские ученые улучшили технологию создания автомобильных катализаторов очистки выхлопных газов дальше..
10:34, 7 Апреля 26 ВТИ подтвердил возможность продления ресурса турбины на Шатурской ГРЭС дальше..		10:26, 7 Апреля 26 Доля ГЭС в реестре низкоуглеродной электроэнергии составляет порядка 80% дальше..
10:18, 7 Апреля 26 Воткинская ГЭС получила памятный знак «Гордость года-2026» дальше..		10:14, 7 Апреля 26 Уровень воды в ряде рек на Камчатке превысит среднемноголетние показатели дальше..
10:11, 7 Апреля 26 Волжская ГЭС перейдет в режим специального попуска в низовья Волги дальше..		10:01, 7 Апреля 26 ДРСК предупреждает амурчан о звонках мошенников дальше..
08:45, 7 Апреля 26 Свыше 50 компаний представят вакансии для студентов Томского Политеха дальше..		08:10, 7 Апреля 26 Газовики Екатеринбурга приняли участие в турнире по волейболу дальше..
07:49, 7 Апреля 26 Россия представила практики цифровизации в ТЭК на заседании АТЭС в Бангкоке дальше..		07:39, 7 Апреля 26 «Ростовэнерго» реконструирует воздушную ЛЭП 6 кВ в Октябрьском районе дальше..
07:21, 7 Апреля 26 В Приамурье открыт 44-й объект, построенный по программе «Газпром — детям» дальше..		07:09, 7 Апреля 26 Доля «зеленой» генерации в энергобалансе Казахстана достигла 7% в 2025 году дальше..
07:03, 7 Апреля 26 В Нижегородской области газифицирован ФАП в деревне Старое Дружково дальше..		06:58, 7 Апреля 26 ФАС: принцип «целевой амортизации» поспособствует привлечению инвестиций в сфере ЖКХ дальше..
06:52, 7 Апреля 26 В Саратовской области подключен к газоснабжению православный храм в селе Приречное дальше..		06:49, 7 Апреля 26 «Высшая школа гостеприимства “Росатома”» получила более 400 заявок на обучение из 29 городов России и Абхазии дальше..
06:16, 7 Апреля 26 Активные жители Калининградской области прошли обучение в «Школе грантов» фонда «АТР АЭС» дальше..		06:11, 7 Апреля 26 В Ивановской области построен распределительный газопровод в деревне Сантелево дальше..
06:07, 7 Апреля 26 «ТЭК Санкт-Петербурга» проводит температурные испытания теплосетей дальше..		05:59, 7 Апреля 26 В Екатеринбурге на площадке AtomSkills-2026 обсудили подготовку кадров для целей технологического развития дальше..
05:57, 7 Апреля 26 В Удмуртии сетевой газ пришел в деревню Баднюк дальше..		05:54, 7 Апреля 26 «Мунайтелеком» получил сертификат Американского института нефти дальше..
05:43, 7 Апреля 26 Лыжный марафон «Кандалакша - Полярные Зори» собрал 265 спортсменов дальше..		05:41, 7 Апреля 26 На площадке Балаковской АЭС прошли стажировку будущие руководители российских атомных станций дальше..
05:38, 7 Апреля 26 Запасы снега в бассейнах крупных притоков Ангары превышают норму на 15-30% дальше..		05:35, 7 Апреля 26 В Новгородской области газифицирован Свято-Троицкий храм дальше..
05:32, 7 Апреля 26 Смоленская АЭС дала старт весеннему сезону федерального проекта «Вода России» дальше..		05:27, 7 Апреля 26 «Газпром газораспределение Киров» подключил к газовым сетям первые домовладения в деревне Сергеевы дальше..
05:25, 7 Апреля 26 На площадке Нововоронежской АЭС атомщики обменялись практиками в области ремонта оборудования дальше..		05:22, 7 Апреля 26 Ростехнадзор выдал разрешение на ведение взрывных работ на реках Приволжья дальше..
05:15, 7 Апреля 26 В Уссурийске пройдут общественные слушания по строительству Приморской АЭС дальше..		05:11, 7 Апреля 26 Сборная «Росэнергоатома» завоевала 35 медалей на чемпионате AtomSkills-2026 дальше..
05:03, 7 Апреля 26 Братская ГЭС заменила рабочеее колесо на гидроагрегате дальше..		05:01, 7 Апреля 26 Главе «Росатома» присвоено звание почетного доктора СПбГЭТУ «ЛЭТИ» дальше..
04:47, 7 Апреля 26 «Россети Новосибирск» модернизировали подстанцию в Искитиме дальше..		04:42, 7 Апреля 26 РусГидро в 2025 году закупило 90% всего реализуемого Петербургской биржей угля дальше..
04:24, 7 Апреля 26 Мощность подстанции 110 кВ «Керамик» в Екатеринбурге вырастет до 50 МВА дальше..		04:19, 7 Апреля 26 Главгосэкспертиза России одобрила разработку Дюрягинской залежи Хохловского месторождения урана дальше..
04:15, 7 Апреля 26 Нижне-Бурейская ГЭС вывела в капремонт гидроагрегат №1 дальше..		04:10, 7 Апреля 26 Южная тепловая станция в Рубцовске реконструирует химический цех дальше..
03:57, 7 Апреля 26 Чебоксарская ГЭС открыла 4 из 18 донных водосбросов для пропуска половодья дальше..		03:51, 7 Апреля 26 «Мособлэнерго» установило в Щёлкове двухтрансформаторную подстанцию дальше..
03:44, 7 Апреля 26 В Екатеринбурге наградили победителей международного чемпионата AtomSkills-2026 дальше..		03:40, 7 Апреля 26 РусГидро выплатило 708 млн купонного дохода по биржевым облигациям дальше..
03:24, 7 Апреля 26 Энергетики ДРСК в Приморье контролируют работу энергообъектов в пожароопасный период дальше..