Создание высокотехнологичного производства реактивных гидропаровых турбин для возобновляемых источников энергии и в схемах когенерации на отопительных котельных

В 2022 г. ЗАО НПВП "Турбокон" в результате победы в конкурсе, объявленном Министерством образования и науки Российской Федерации в рамках федерального проекта "Развитие интеграционных процессов в сфере науки, высшего образования и индустрии" национального проекта "Наука и университеты", заключило соглашение № 075-11-2022-031 от 07.04.2022г. о предоставлении субсидии на выполнение научно-исследовательских, опытно-конструкторских и технологических работ в рамках реализации комплексного проекта по созданию высокотехнологичного производства по теме "Создание высокотехнологичного производства реактивных гидропаровых турбин для возобновляемых источников энергии и в схемах когенерации на отопительных котельных" общим размером 60 млн.руб..

Головным исполнителем является ФГБОУ ВО "Калужский государственный университет им. К.Э. Циолковского".

Цели выполнения

1. Разработка реактивной гидропаровой турбины мощностью в диапазоне от 50 до 150 кВт, предназначенной для получения электрической энергии за счет использования энергии воды с температурой 100-150°С на геотермальных электростанциях, в отопительных котельных, на предприятиях химической и металлургической отрасли.
2. Создание высокотехнологичного производства реактивных гидропаровых турбин (ГПТ), предназначенных для производства электроэнергии за счет тепловой энергии термальных вод в цикле геотермальной электростанции (ГеоЭС) и тепловой энергии сетевой воды в когенерационном цикле отопительной котельной.

ЗАО НПВП «Турбокон» совместно с ФГБОУ ВО "Калужский государственный университет им. К.Э. Циолковского" реализует проект создания высокотехнологичного производства реактивных гидропаровых турбин, предназначенных для производства электроэнергии за счет тепловой энергии термальных вод в цикле геотермальной электростанции и тепловой энергии сетевой воды в когенерационном цикле отопительной котельной.

Актуальность проекта определяется разработкой технологии производства ресурсосберегающих и экологически чистых установок по производству электроэнергии, что соответствует Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации.

По своим характеристикам гидропаровая турбина органично вписывается в схему действующих и проектируемых ГеоЭС как средство глубокой утилизации низкопотенциального тепла. 

При использовании в схеме когенерации эти установки экономят расходы отопительной котельной на приобретение электроэнергии, снижают стоимость отопления и горячего водоснабжения для широкого круга потребителей.

Для выполнения работ КГУ им. К.Э. Циолковского сформирован научный коллектив из 32-х сотрудников, включая одного доктора наук и четырёх кандидатов наук, а также 18 человек в возрасте до 39 лет в т.ч. 15 аспирантов и студентов.

На первом этапе:

• выполнен аналитический обзор и анализ современной научно-технической, нормативной, методической литературы, относящейся к исследованиям реактивных гидропаровых турбин для возобновляемых источников энергии и в схемах когенерации на отопительных котельных;
• проведены патентные исследования;
• разработана комплектность технической документации проекта;
• разработано частное техническое задание на стенд для исследования сопл различных форм.

На втором этапе:

• проведены обследования ГеоЭС и отопительных котельных. Осуществлен сбор исходных данных для проектирования ГПТ;
• выполнено обоснование параметров цикла ГПТ для ГеоЭС и для отопительных котельных;
• разработана математическая модель истечения пароводяной смеси с оценкой величины скольжения фаз для сопл различных форм;
• проведен анализ термодинамической эффективности ГПТ и способов ее повышения;
• выполнено моделирование истечения пароводяной смеси с оценкой величины скольжения фаз для сопл различных форм;
• выполнено расчетное определение влияния параметров рабочей воды на процесс истечения;
• выполнено расчетное определение влияния величины противодавления на параметры сопл различных форм;
• проведен предварительный тепловой расчет ГПТ для ГеоЭС и для отопительных котельных;
• разработана рабочая конструкторская документация на стенд для исследования сопл различных форм;
• изготовлен стенд для исследования сопл различных форм;
• выполнены пуско-наладочные работы стенда для исследования сопл различных форм;
• разработаны программа и методики испытаний опытного образца рабочего сопла.

Экспериментальный стенд для исследования сопл различных форм

На третьем этапе:

• проведено моделирование проточной части ГПТ;
• проведен тепловой расчет ГПТ с учетом результатов моделирования проточной части ГПТ;
• проведен анализ и разработка схем использования ГПТ на ГеоЭС и на отопительных котельных;
• проведены испытания опытного образца рабочего сопла;
• проведены дополнительные патентные исследования;
• разработаны алгоритмы управления ГПТ для ГеоЭС и для отопительных котельных;
• разработан эскизный проект ГПТ для ГеоЭС и для отопительных котельных;
• разработан план организации производства ГПТ;
• разработаны технические требования к производственной площадке по изготовлению ГПТ;
• проведены маркетинговые исследования рынков для ГПТ.

На четвертом этапе:

• разработаны технические требования к размещению ГПТ на ГеоЭС и на отопительных котельных;
• разработана РКД на опытный образец ГПТ для ГеоЭС и для отопительных котельных;
• разработана технология сборки опытного образца ГПТ для ГеоЭС и для отопительных котельных;
• проведена метрологическая экспертиза в соответствии с требованиями РМГ 63-2003;
• разработан проект ТУ на ГПТ для ГеоЭС и для отопительных котельных;
• разработан технический проект на ГПТ для ГеоЭС и для отопительных котельных;
• разработана эксплуатационная документация на ГПТ для ГеоЭС и для отопительных котельных;
• выбрана промышленная площадка для размещения стенда и проведения испытаний опытного образца ГПТ для ГеоЭС и для отопительных котельных;
• произведена технологическая проработка РКД ГПТ для ГеоЭС и для отопительных котельных;
• разработаны частные техничесие задания на специальную технологическую оснастку и нестандартное оборудование;
• выполнен план организации производства ГПТ (1 очередь);
• принято участие в мероприятиях, организуемых Минобрнауки России.

На пятом этапе:

• разработана РКД на стенд для испытаний опытного образца ГПТ для ГеоЭС и для отопительных котельных;
• изготовлен стенд для испытаний опытного образца ГПТ для ГеоЭС и для отопительных котельных;
• разработана программа и методики предварительных и приемочных испытаний опытного образца ГПТ для ГеоЭС и для отопительных котельных;
• изготовлен опытный образец ГПТ для ГеоЭС и для отопительных котельных;
• разработаны частные технические задания на стенд для испытаний опытного образца ГПТ-20 для отопительных котельных;
• проведена метрологическая экспертиза в соответствии с требованиями РМГ 63-2003;
• выполнен план организации производства ГПТ (2 очередь);
• разработана РКД на специальную оснастку и нестандартное оборудование;
• изготовлена специальная технологическая оснастка и нестандартное оборудованияе.

Экспериментальный стенд для испытаний опытного образца ГПТ

На шестом этапе:

• проведены пуско-наладочные работы стенда для испытаний опытного образца ГПТ для ГеоЭС и для отопительных котельных;
• проведены дополнительные патентные исследования;
• выполнен план организации производства ГПТ (3 очередь);
• принято участие в публичных мероприятиях, организуемых Минобрнауки России;
• разработан бизнес-план.

Наверх

ЗАО НПВП "Турбокон"
Россия, 248010, г.Калуга, ул.Комсомольская роща, д.43, E-mail: turbocon@kaluga.ru
© 2015-2024г. Все права защищены