Введение к работе
Актуальность темы. Развитие энергетического машиностроения характеризуется ростом единичных мощностей выпускающего оборудования, а следовательно, и габаритов, что приводит к повышению требований эксплуатационного контроля за его техническим состоянием. Проблема обеспечения высокой надежности эксплуатации энергетического оборудования приобретает первостепенное значение. Роль высокоточных геодезических измерений в осуществлении данной важнейшей технической, технологической и экологической задачи состоит в обеспечении необходимой точности сопряжения отдельных конструкций и технологических элементов, что является непременным условием безаварийной эксплуатации сложного оборудования.
Большой вклад в разработку геодезических методов, средств и технологий геодезического обеспечения инженерных объектов внесли известные отечественные и зарубежные ученые -геодезисты, такие как Г.Г.Асташенков, В.А.Афанасьев, В.Д.Большаков, П.И.Брайт, В.В.Бузук, И.Ю.Васютинский, В.Н.Ганьшин, Т.Ф.Глотов, Ю.П.Гуляев, И.Е. Донских, Б.Н. Жуков, А.М.Зеленский, Е.Б.Клюшин, В.Г.Конусов, Н.Н.Лебедев, Г.П.Левчук, Д.В.Лисицкий, М.С.Муравьев, В.Е.Новак, В.К.Панкрушин, М.Е.Пискунов, Г.Е.Рязанцев, Г.А.Уставич, В.В.Шторм, Х.К.Ямбаев, С.Пахута и другие. Разработанные ими средства измерений и соответствующие технологии достаточно широко внедрены и внедряются в различные области промышленности и науки.
Одной из таких областей применения высокоточных геодезических методов и средств измерений является турбостроение. Еще совсем недавно контроль технического состояния оборудования АЭС и ТЭС выполнялся машиностроительными методами и средствами измерений. К настоящему времени на всех АЭС России выполняются соответствующие геодезические работы по обеспечению нормальной эксплуатации основного энергетического оборудования. Практика показывает, что с наращиванием единичных мощностей оборудования, в том числе и энергетического, проблема геодезического обеспечения высокой надежности их работы приобретает первостепенное значение.
Государственный комитет по науке и технике при Совете Министров СССР своим Постановлением № 207 от 31 мая 1971 г.
обязал ряд министерств и ведомств провести исследования статических и динамических деформаций и внутренних усилий в системе турбоагрегат-фундамент-основание (ТФО) и разработать мероприятия, обеспечивающие высокую надежность этой системы. Эта проблема остается актуальной и в конце 20-го столетия.
Несмотря на огромные успехи в исследовании системы ТФО, целый ряд проблем остается нерешенным и требует дальнейших исследований и производственных работ по апробированию на практике этих исследований. К ним относятся:
изучение статических деформаций оснований и фундаментов, сооружаемые под мощные турбоагрегаты (500, 800, 1000 и 1200 МВт) с целью определения изгиба линии валопровода (цепная линия роторов) при различных режимах работы турбоагрегата;
изучение тепловых деформаций фундаментов под мощные турбоагрегаты с целью задания преднамеренных расцентровок в горизонтальной и вертикальной плоскостях.
Применительно к эксплуатации турбоагрегатов больших единичных мощностей существует научно-техническая задача разработки единой технологии геодезического обеспечения эксплуатации системы ТФО при различных режимах работы всего энергоблока, и задача создания для каждого турбоагрегата и другого энергетического оборудования технического паспорта на важнейшие эксплуатационные характеристики системы ТФО.
Таким образом, разработка технологии геодезического обеспечения процесса эксплуатации энергетического оборудования (турбоагрегатов, питающих энергетических насосов) является важной научно-технической задачей, что подтверждает актуальность данных исследований.
Целью данной работы является разработка технологии геодезического обеспечения процесса безаварийной эксплуатации основного оборудования турбинного отделения АЭС.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
- выполнить анализ существующих методов и методик
геодезических и машиностроительных измерений, применяемых
при монтаже и эксплуатации основного оборудования
турбинного отделения;
- выполнить исследования по определению точности основных
видов геодезических измерений (высокоточное нивелирование и
створные измерения) при выполнении работ в зоне повышенной вибрации, турбулентности воздуха и фона радиации;
обосновать выбор технологии геодезических измерений для определения деформации турбоагрегатов и питательных энергетических насосов (ПЭНов);
обосновать необходимую точность геодезических измерений, выполняемых при определении деформаций оборудования турбинного отделения;
- выполнить исследования деформаций системы ТФО на
Ленинградской и Чернобыльской АЭС;
- разработать схему представления геодезической информации
для использования ее при уточнении значений центровок роторов
валопровода.
Методика исследований включает в себя использование теории вероятности и математической статистики, а также теории ошибок измерений; исходной информацией являются результаты обширных производственных геодезических измерений.
Научная новизна работы заключается в том, что впервые разработана единая технология геодезического обеспечения процесса эксплуатации основного оборудования турбинных отделений АЭС.
Практическая ценность предлагаемой работы заключается в том, что результаты исследований и производственных измерений позволяют определить изменение основных геометрических параметров оборудования при различных режимах работы всего энергоблока и, как следствие этого, улучшить их эксплуатационные характеристики, что приводит к увеличению межремонтного периода эксплуатации оборудования и сокращения времени, необходимого для проведения ремонтных работ.
Апробация работы. Теоретические и экспериментальные исследования выполнены в рамках хоздоговорных научно-исследовательских работ НИИГАиК (СГГА) с организациями: Ленинградская и Чернобыльская АЭС, Ленэнергоремонт. Результаты выполненных исследований докладывались на ежегодных производственных совещаниях Ленэнергоремонта (1976-1985 годы), службы эксплуатации и ремонта Ленинградской и Чернобыльской АЭС (1986-1990 годы), на научно-технических конференциях НИИГАиК (СГГА).
Реализация результатов исследований. Первые результаты исследований по теме диссертации были
получены и переданы службе эксплуатации Ленэнергоремонта в 1975 г. В дальнейшем результаты исследований системы ТФО и ПЭНов, выполненных по разработанной автором технологии производства геодезических измерений, и практические рекомендации использовались при обеспечении эксплуатации в восьми турбоагрегатов ЛАЭС, а также при подготовке к пуску шести турбоагрегатов и пятнадцати питательных энергетических насосов Чернобыльской АЭС до и после аварии, и далее - при проведении ежегодных капитальных и планово-предупредительных ремонтов энергетического оборудования названных АЭС.
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано пять статей (четыре из них в соавторстве), а также задепонировано во ВНТИЦ четыре научно-технических отчета.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных литературных источников (117 наименований, из них 13 на иностранных языках) и 19 приложений, содержит 170 страниц машинописного текста, включая 20 таблиц, 29 рисунков.
На защиту выносятся:
-
результаты исследований точности различных способов створных измерений и высокоточного геометрического нивелирования в условиях влияния вибрации основания, на котором устанавливается геодезический прибор, турбулентности воздуха, фона радиации;
-
технологии определения деформаций системы ТФО и ПЭНов при различных режимах их работы;
-
технология определения деформаций линии валопровода турбоагрегата на уровне горизонтального разъема при различных режимах работы турбоагрегата;
-
методика высокоточного геометрического нивелирования для выполнения измерений при значительном влиянии фона радиации и радиационных аэрозолей;
-
методика составления и представления деформационных характеристик (параметров) системы ТФО.
