Розглянуто причини появи та механізми утворення зарядів у вологому паровому потоці та їх вплив на процеси конденсації у парових турбінах. Запропоновано методику та конструкції електричних зондів для вимірювання густини зарядів у рухомому вологому паровому потоці. Розглянуто методи та засоби керування густиною зарядів у вологому потоці. Наведено конструкції пристроїв, які дозволяють за рахунок електричного впливу на вологий паровий потік керувати процесами конденсації. Показано, що нейтралізація парового потоку за останнім ступенем турбіни знижує коефіцієнт повних втрат у вихлопному тракті на 10 - 12 % від вихідного значення, а додаткова електризація пари в зоні конденсатора збільшує вологість більше, ніж на 1 %.

  Скачати повний текст

Розвинуто теорію робочого процесу вихрової турбіни (ВТ) з бічним розташуванням каналу. Уперше крутний момент, який виникає на робочому колесі (РК), умовно поділений на складові: активний і реактивний моменти, що дало змогу теоретичним шляхом визначити вихідні параметри турбіни. Розроблено модель течії робочої рідини (РР) у каналі ВТ, яка базується на теорії турбулентних струменів. Це дало змогу визначити причину утворення та параметри поперечних вихрів у міжлопатковому просторі РК, їх вплив на роботу ВТ. Уперше введено коефіцієнт утворення активного моменту на РК ВТ, за допомогою якого можна визначати раціональне значення кроку розміщення лопаток на РК турбіни. Уперше визначено параметри силової взаємодії потоку РР, який рухається у кільцевому каналі, з лопатками РК, що дало змогу теоретичним шляхом побудувати механічну характеристику ВТ. Уперше розв'язано комплексну задачу спільного використання гідравлічного приводу вихрового типу та роторного гідродинамічного очисника.

  Скачати повний текст

Визначено максимальний ресурс робочих лопаток зі сплавів ЖС6К, ВЖЛ-12У, ЕП-957ВД, ЗМІ-3У, які використовуються в газоперекачувальних установках. Розвинуто принципи прогнозування характеристик міцності та часу до руйнування, для чого температурні залежноті та феменологічну модель Работнова - Лєпіна використано в процесі розрахунку властивостей сплавів за умов дії сульфідно-окисної корозії. Показано, що прогноз до руйнування зразків і деталей із жароміцних сплавів можливий лише у разі введення у феноменологічне рівняння Работнова - Лєпіна додаткового корозійного фактора як складової сумарного накопичення пошкоджень зразків за умов комплексного впливу високотемпературного агресивного середовища, напружень (400 - 200 МПА) та пустотілих робочих лопаток після тривалої натурної роботи. Встановлено ресурс експлуатації лопаток у турбінах газоперекачувальних установок ГТК-101, ГТН-16.

  Скачати повний текст

Розроблено математичну модель розрахунку джгутових пульсацій тиску з урахуванням довільного числа вихрових джгутів і додаткового вісесиметричного потоку у відсмоктувальній трубі радіально-вісьової гідротурбіни, що дозволяє точніше прогнозувати пульсаційні характеристики. Запропоновано для числової реалізації задачі з прогнозування пульсацій тиску визначати напруженість вихрової поверхні, що моделює стінку відсмоктувальної труби, у вигляді заданого ряду Фур'є з невідомими коефіцієнтами з рівняння Фредгольма, а інтенсивність вихрових джгутів - з вісесиметричної кромкової задачі. Визначено закономірності змін основних геометричних параметрів вихрових джгутів у відсмоктувальній трубі у широкому діапазоні режимів роботи гідротурбіни й одержано апроксимаційні залежності для прогнозування пульсаційних характеристик на підставі результатів проведених експериментів на модельних гідравлічних турбінах.

  Скачати повний текст

Розглянуто випадки пошкоджень конструкційних матеріалів системи турбіна-турбогенератор і встановлено визначальні елементи, які обмежують ресурс турбоагрегату. Виявлено закономірності зміни структури та властивостей теплостійких сталей турбоагрегату під час тривалої експлуатації. Простежено зміни швидкості росту тріщин у корпусних виливках залежно від кількості пусків турбоагрегату. Виявлено зміни структури та зниження рівня твердості роторів парових турбін під час тривалої експлуатації. У місцях максимального механо-термічного впливу роторів турбогенераторів зафіксовано зміни структури та властивостей. Показано вплив хлоридних і воденьвмісних середовищ на роботоздатність роторних і бандажних сталей, а також мідних обмоток турбогенераторів.

  Скачати повний текст

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук заспеціальністю 05.02.09 – динаміка та міцність машин. – Інститут проблеммашинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України, Харків, 2021.Дисертаційну роботу присвячено дослідженням та оцінці термоміцностізамкового з'єднання робочих лопаток і диска першого ступеню парової турбіниК-500-240 для підвищення експлуатаційної надійності з'єднання. Для аналізунапружено-деформованого стану запропоновано методику, яка ґрунтується навикористанні методу скінченних елементів та враховує нестаціонарнийтепловий стан, деформації пластичності й повзучості, контактну взаємодіюелементів, тривимірність моделі.Приводяться результати порівняння розрахункових даних з данимиексперименту.Ключові слова: парова турбіна, замкове з'єднання, деформування,контактна взаємодія, білінійна апроксимація, метод найменших квадратів,тензометрування, метод скінченних елементів.^UThe dissertation on competition of a scientific degree of the candidate of thetechnical sciences on specialty 05.02.09 – dynamics and strength of the machines. -A. Pidhornyi Institute of Mechanical Engineering Problems of National Academy ofSciences of Ukraine, Kharkiv, 2021.The dissertation is devoted to research and evaluation of the thermal strength ofthe interlock connection of the blades and the disk of the first stage of the steamturbine K-500-240 to increase the operational reliability of the connection. For theanalysis of the deflected mode, a technique is proposed, which is based on the use ofthe finite element method and taken into account the non-stationary thermal state,deformations of plasticity and creep, contact interaction of the elements, threedimensionality of the model.The results of comparison of the calculated data with the experimental ones arepresented.Keywords: steam turbine, interlock connection, deformation, contact interaction,bilinear approximation, least squares method, strain gauging, finite element method.

Зонмін Я. Підвищення ефективності охолодження циклового повітря газотурбінних установок у субтропічних умовах центрального Китаю. − Рукопис.Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.03 – Двигуни та енергетичні установки. – Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова, Миколаїв, 2021.Дисертація присвячена підвищенню ефективності газотурбінних установок в кліматичних умовах центрального Китаю шляхом раціональної організації процесів глибокого охолодження повітря на вході.Виявлено особливості характеру зміни теплових навантажень у процесі охолодження повітря на вході ГТУ в умовах субтропічного клімату центрального Китаю за водночас високих температур і відносної вологості зовнішнього повітря, відповідно й характеру нарощування річної економії палива, що полягають у зближенні максимального темпу нарощування річної економії палива та максимальної величини річної економії палива.Розроблено підхід до визначення проєктної холодильної потужності тепловикористовуючих установок охолодження повітря на вході ГТУ (ТУОП) за максимальним темпом нарощування річної економії палива, який базується на встановлених особливостях і відрізняється від більш складного її розрахунку за максимальною річною економією палива, що застосовується для помірного континентального клімату.Визначення проєктної холодильної потужності (теплового навантаження) за максимальним темпом нарощування річної економії палива забезпечує зменшення її величини (потужності ТУОП) на 15…20 % порівняно з величиною, розрахованою за максимальним поточним тепловим навантаженням, як прийнято у практиці проєктування.Розроблена вдосконалена математична модель процесів охолодження повітря на вході ГТУ, що реалізує запропонований метод.Розроблено способи та визначено раціональні параметри процесів охолодження повітря на вході ГТУ, що забезпечують скорочення питомої витрати палива на 6...10 г/(кВт∙год) (2…3 %), зменшення встановленої холодильної потужності понад 10…15 % в кліматичних умовах центрального Китаю порівняно з традиційною практикою проєктування.Розроблена система глибокого (до 10 ºС і нижче) охолодження повітря на вході ГТУ послідовно в АБХМ і ЕХМ, що забезпечує на 15…20 % більшу річну економію палива порівняно з охолодженням повітря до 15 ºС в АБХМ в умовах субтропічного клімату центрального Китаю.Ключові слова: газова турбіна, повітря на вході, теплове навантаження, витрата палива, субтропічний клімат^UABSTRACTZongming Y. Increasing the efficiency of gas turbine unit cyclic air cooling in subtropical conditions of the central China. − Manuscript.The dissertation for the scientific degree of the candidate of technical sciences on speciality 05.05.03 – Engines and power plants.– Admiral Makarov National University of Shipbuilding, Mikolayiv, 2021.The dissertation is devoted to increasing the efficiency of gas turbine units in subtropical climate of central China through rational organization of intake air deep cooling processes.The peculiarities of the character of heat load variation during gas turbine intake air cooling in the subtropical climate of central China at both high temperatures and relative humidity of ambient air, and the character of annual fuel saving increment respectively, that consist in closing in the maximum rate of annual fuel saving increment and the maximum value of annual fuel saving, are reveiled.The approach to determine a design refrigeration capacity of waste heat recovery turbine intake air cooling system (TIACS) according to the maximum rate of annual fuel saving increment based on the peculiarities and differed from more complicated calculation, issued from the maximum annual fuel saving used for a temperate continental climate, has been developed.The method to determine a design refrigeration capacity (heat load) of TIACS at the maximum rate of annual fuel saving increment provides its value (TIACS sizes) reduced by 15…20% compared to the value calculated according to the maximum current heat load, as accepted in the design practice.An improved mathematical model of turbine intake air cooling (TIAC) processes to conduct the proposed method is developed.The TIAC processes are developed and their rational parameters are defined to provide a reduction in specific fuel consumption by 6...10 g/kWh (2…3%) and in installed refrigeration capacity more than 10…15% compared with traditional design practice in the subtropical climatic conditions of central China.The system of deep TIAC (down to 10 ºС and below) in absorption lithium-bromide chiller and refrigerant ejector chiller consecuently are developed that provides 15…20% additional annual fuel saving compared with cooling air to 15 ºС in absorption chiller in the subtropical climate of central China.Key words: gas turbine, intake air, heat load, fuel consumption, subtropical climate.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.05.16 – турбомашини та турбоустановки (14 – електрична інженерія). – Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Харків, 2020. Дисертацію присвячено науковому обґрунтуванню і розробці методологічного підходу енергозберігаючих заходів щодо підвищення ефективності використання паливно-енергетичних ресурсів при виробництві теплової та електричної енергії на базі застосування турбоустановок малої потужності на різних робочих тілах. Обґрунтовано доцільність розв'язання задачі ресурсо- та енергозбереження шляхом реалізації турбінних установок на об'єктах скидної енергії малого потенціалу та при спалюванні відновлювальних паливних ресурсів. Проаналізовано особливості ORC технології, а також властивості робочих тіл, що застосовуються при розв'язанні подібних задач. На основі проведеного аналізу літературних джерел виконано узагальнення підходів щодо формування критеріїв вибору низькокиплячих робочих тіл для замкнених паротурбінних циклів. Вдосконалено та адаптовано математичну модель розрахунку теплових схем та їх складових елементів (теплообмінні апарати і турбіна) для розв'язання поставлених задач з врахуванням властивостей теплоносіїв. За допомогою вдосконаленого програмного комплексу виконано комплексні розрахункові дослідження, що дало можливість запропонувати нові рішення щодо компоновки теплових схем та визначення витратних й геометричних характеристик основних елементів енергогенеруючої установки (теплообмінники і турбіна). При цьому на кожному етапі розв'язувалась задача пошуку найбільш підходящого робочого тіла, раціональної компоновки турбінного циклу та вибору найбільш економічної конструкції турбіни і теплообмінників за умови врахування режимів роботи основного технологічного процесу та енергетичної установки, що реалізується. Отримані результати можуть бути застосовані при розв'язанні задач утилізації ВЕР різних типів (горючих, теплових та надлишкового тиску) у комунальній енергетиці, газотранспортній системі, індивідуальних господарствах та інших сферах економіки держави. Це дозволяє комплексно підходити до розв'язання задачі ефективного використання паливно-енергетичних ресурсів, що є вельми актуальним на сучасному етапі розвитку України. Для запропонованих рішень виконано техніко-економічне обґрунтування доцільності впровадження енергозберігаючих технологій на базі турбоустановок малої потужності при використанні ВЕР.^UDissertation for doctor of technical science degree in specialty 05.05.16 – turbomachines and turbo-installations (14 – electrical engineering). – National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkiv, 2020. The scientific substantiation and development energy-saving measures methodological approach to improve the efficiency of the use of fuel and energy resources in the production of heat and electrical energy based on the use of low-power turbine units on various working fluids the thesis is devoted. The expediency of solving the problem of resource and energy saving through the implementation of turbine units at waste energy facilities of low potential and at burning renewable fuel resources has been substantiated. The features of ORC technology and the properties of working fluids used in solving such problems are analyzed. Based on the analysis of the literature, a generalization of approaches to the formation of criteria for the selection of low boiling working fluids for closed steam-turbine cycles has been performed. The mathematical model for calculating thermal schemes and their constituent elements (heat exchangers and turbine)to solve the set problems, taking into account the properties of heat carriers has been improved and adapted. With using of the improved software package, comprehensive computational researches were carried out, which made it possible to propose new solutions for the layout of thermal schemes and the determination of the consumption and geometric characteristics of the main elements of the power generating unit (heat exchangers and turbine). At each stage, the problem of finding the most suitable working fluid, rational layout of the turbine cycle and the choice of the most economical design of the turbine and heat exchangers was solved, provided that the operating modes of the main technological process and the power plant being implemented were taken into account. The results obtained can be applied in solving problems of various types secondary energy resources utilization (combustible, thermal and overpressure) in municipal energy, gas transmission systems, individual farms and other spheres of the state economy. This allows a comprehensive approach to solving the problem of efficient use of fuel and energy resources, which is very relevant at the present stage of Ukraine's development. A feasibility studies of introducing energy-saving technologies based on low-power turbines at using secondary energy resources was carried out for the proposed solutions.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.05.03 – двигуни та енергетичні установки. – Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова, Міністерство освіти і науки України, Миколаїв, 2021.В дисертації вирішується важна науково-прикладна проблема – підвищення ефективності використання вторинних енергетичних ресурсів та зменшення викидів токсичних компонентів відпрацьованих газів шляхом раціональної організації процесів енергоперетворення в термоакустичних системах утилізації теплових викидів суднових енергетичних установок. Результатом проведених досліджень є науково обґрунтовані принципи створення термоакустичних систем утилізації низькопотенційних теплових викидів суднових енергетичних установок, які забезпечують отримання додаткової механічної роботи та електричної енергії, що сприяє скороченню споживання палив та зменшує емісію шкідливих для довкілля речовин.Наукове значення отриманих результатів полягає в отриманні нових знань відносно раціональних методів підвищення ефективності послідовних процесів перетворення низькопотенційної скидної теплоти в акустичну енергію і далі в механічну роботу термоакустичними способами. Практична цінність досліджень полягає в розробці рекомендації для створення. термоакустичних систем енергозбереження для судновій енергетики, промисловості та кліматичних систем.Ключові слова: суднова енергетична установка; теплові викиди; термоакустичні технології; енергозбереження; імпульсна двонаправлена турбіна.^UDissertation for the scientific degree of the Doctor of Technical Sciences, Specialty 05.05.03 - Engines and Power Plants (Technical sciences). - Admiral Makarov National University of Shipbuilding, Ministry of Education and Science of Ukraine, Mykolaiv, 2021.The dissertation solves an important scientific and technical problem - increasing the efficiency of secondary energy resources and reducing emissions of toxic components of exhaust gases by rational organization of energy conversion processes in thermoacoustic systems for utilization of low-potential heat of ship power plants. For today, the task of decarbonisation of marine power plants and reduction of greenhouse gas emissions is becoming a priority. On modern ships, the use of liquefied cryogenic fuels leads to a decrease in the temperature of heat emissions and causes the emergence of new cryogenic sources of heat emissions, which requires new technologies for their utilization.In the dissertation work the universal scheme of power plant with thermoacoustic energy saving system was developed. Such a thermoacoustic system is able to use external low-temperature thermal resources, including cryogenic. A multilevel mathematical model of such installation was synthesized. The mathematical model allowed to investigate the influence of various factors on the efficiency of a ship power plant with a thermoacoustic heat recovery circuit. A generalized mathematical model of a power plant with an energy-generating thermoacoustic system for the use of low-temperature waste heat resources capable of using energy sources with temperatures of 111 to 500 K, with a temperature potential of 55 K and producing mechanical work by means of pulsed bidirectional impulse is synthesized. The research results showed that the uneven temperature distribution on the surface of heat exchangers and the matrix of thermoacoustic motors reduces their efficiency. The feasibility of using heat exchangers with a phase transition was shown. It has been experimentally proven that the presence of a longitudinal temperature gradient in the matrix is only a sufficient condition for the occurrence of thermoacoustic oscillations, and an additional excitation is a necessary one. The possibility of utilization of low-temperature thermal resources by thermoacoustic technologies due to the use of two-component working media was experimentally shown.Physical experiments and CFD modeling have shown that during the operation of bidirectional turbines in the resonator of a thermoacoustic motor, the secondary circulating currents occurs. This leads to significant losses of acoustic energy. Reduction of these losses by profiling the stator blades of the turbine is possible. The result of scientific research are scientifically proven principles of creating thermoacoustic systems for utilization of low-potential heat emissions from marine power plants. They can provide additional mechanical work and electricity, which reduces fuel consumption and emissions of harmful substances. Various thermoacoustic installations suitable for use in marine energy, industry, renewable energy have been proposed. The effectiveness of these solutions is confirmed experimentally and by calculations, using models of thermoacoustic devices and their components.The scientific significance of the obtained results is in the new obtained knowledge about rational methods for increasing the efficiency of sequential processes of conversion of low-potential waste heat into acoustic energy and further into mechanical work by thermoacoustic methods. The practical value of research is developed recommendations thermoacoustic energy saving systems design for marine renewable energy, industry and climate systems.Keywords: ship power plants; thermal emissions; thermoacoustic technologies; energy saving; impulse bidirectional turbine.

Комарова Я. О. Енергоефективні технології генерації синтез-газу для вирівнювання навантажень енергоустановок АЕС. – На правах рукопису.Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.14.14 – теплові та ядерні енергоустановки. – Одеський національний політехнічний університет МОН України, Одеса, 2021.Дисертація присвячена вирішенню актуальної проблеми нерівномірності навантаження в енергосистемі. Ідея роботи полягає в теоретичному та експериментальному обґрунтуванні нового способу покриття пікових навантажень. Запропонований новий спосіб покриття пікових навантажень в енергосистемі через концептуальну модель оцінювання технічної системи за комплексом чинників: енергетичного, екологічного, економічного.Розвинена науково-технічна ідея «синтез-газ технологія», яка дозволить виробляти синтез-газ з надлишкової електроенергії та в подальшому спалювати його на газотурбінних установках, котлах ТЕС і вирівнювати нерівномірності в енергосистемі. Досліджено екологічний аспект використання синтез-газ технології. В результаті експериментів були отримані дані які показали, що використання запропонованого способу являється екологічно безпечним порівняно з продуктами згорання вугілля та природного газу. Розроблені рекомендації щодо вибору синтез-газ установки для виготовлення газу в промислових об'ємах. Ключові слова: безпека АЕС, маневрені режими АЕС, пошкодження оболонки ТВЕЛ, турбіна, вібрація, пікові навантаження, синтез-газ, водо-вугільна суспензія, магнегаз, надлишкова електроенергія.^UKomarova Ya. O. Energy efficient technologies for synthesis gas generation for load balancing of NPP power plants - On the rights of the manuscript.Thesis for scientific degree of candidate of technical sciences, Specialty 05.14.14 - Thermal and Nuclear Power Plants. - Odessa National Polytechnic University, MES of Ukraine, Odessa, 2021.The dissertation is devoted to solving the current problem of irregularity in the power grid.The idea behind this work is to theoretically and experimentally justify a new method of covering peak loads. A new way of covering peak loads in the power grid is proposed through a conceptual model of evaluation of the technical system by a set of factors: energy, environmental, economic.Developed scientific and technical idea "synthesis gas technology", which will allow producing synthesis gas at night and then burning it at gas turbine plants, boilers of thermal power plants and equalize irregularities in the power system.The ecological aspect of the use of synthesis gas technology has been investigated. Were obtained, experimentally, the results. They confirmed that the use of this method is environmentally friendly.Recommendations have been developed for the selection of a synthesis gas installation for the production of gas in industrial volumes.Key words: safety of NPP, shunting modes of nuclear power plants, damage to the fuel rod shell, turbine, vibration, peak loads, synthesis gas, water-coal suspension, magnegas, excess electricity.

Робота присвячена науково-прикладній задачі – розробці припою для жароміцних нікелевих сплавів (ЖНС) нового покоління. Для суднового газотурбобудування завжди стояла проблема підвищення робочої температури та ресурсу роботи турбін, яка ускладнюється умовами роботи суднових газотурбінних двигунів (ГТД). Суднові ГТД працюють на важкому паливі із домішками сірки та в умовах високотемпературної сольової корозії (ВСК), швидкість якої в сотні разів більше, ніж швидкість корозії в авіаційних турбінах. Для суднових турбін нового покоління ДП НВКГ «Зоря»-«Машпроект» і Фізико-технологічним інститутом металів і сплавів НАН України розроблено сплави СМ93-ВІ і СМ96-ВІ, що дозволяють підняти робочу температуру на 40-60 °С. Основним та універсальним способом з'єднання ливарних ЖНС є паяння, при якому виникає проблема підвищення жаростійкості і довготривалої високотемпературної міцності спаяних з'єднань. Тому, для розвитку суднового газотурбобудування актуальна розробка припою, який забезпечить необхідні фізико-хімічні характеристики спаяного з'єднання для нових сплавів.Метою дисертаційного дослідження є розробка припою і технології паяння жароміцних нікелевих сплавів СМ93-ВІ і СМ96-ВІ для виробництва суднових газових турбін нового покоління з підвищенням високотемпературної міцності спаяних з'єднань не нижче 80 % міцності основного металу.Наукова новизна полягає в тому, що:1. Вперше обґрунтовано двоетапний метод розробки припою, суть якого полягає в тому, що на першому етапі, з використанням комп'ютерних програм, розрахована основа припою з включенням найбільш ефективних легуючих елементів, які забезпечують твердорозчинне і дисперсійне зміцнення, та границі легування припою тугоплавкими металами для запобігання утворення ТЩУ фаз, зокрема σ-фази, а на другому етапі експериментально визначається необхідна концентрація депресантів.2. Вперше встановлено, що багатокомпонентні припої з Re і Та системи Ni-Cr-Co-Al-Ta-Re-W-Mo-Ti-Nb-B-Hf-Zr-C забезпечують крайові кути змочування сплавів СМ93-ВІ і СМ96-ВІ до 6°, питому площу розтікання 1,4-1,5 мм2/мг при температурі 1200-1230 °С паяння і виправлення поверхневих дефектів відливок.3. Удосконалено систему легування припою, яка забезпечує довготривалу міцність спаяних з'єднань сплавів СМ93-ВІ і СМ96-ВІ при 900 °С на рівні 0,9 від міцності основного металу.4. Дістало подальший розвиток уявлення про напружений стан спаяних з'єднаннях з прошарком припою з його відносною товщиною (s/d від 0,0025...0,01), що має відмінні від основного металу фізико-механічні властивості, яка полягає в тому, що на більшій частині вузла в основному металі напруження практично відсутні при термічному навантаженні та лінійно розподілені при силовому навантаженні. Біля зовнішньої поверхні з'єднання та в самому прошарку утворюється об'ємний напружено-деформований стан, який призводить до зміцнення або знеміцнення основного металу та прошарку.Практичне значення роботи містить:Запропонований і реалізований двоетапний метод розробки припою із використанням комп'ютерних програм для розробки припою. Із використанням нового методу розроблено припій SBM-4 та технологію паяння і виправлення поверхневих дефектів лиття промислових відливок для жароміцних нікелевих сплавів СМ93-ВІ і СМ96-ВІ. Припій має температуру паяння 1200…1230 °С, довготривалу міцність для спаяних з'єднань при 900 °С на рівні 0,9 від рівня основного металу і стійкість проти високотемпературної сольової корозії на рівні сплаву СМ88У-ВІ та пройшов етапи впровадження, що підтверджується відповідними актами. Розроблений припій може використовуватися для інших ЖНС та був застосований для відновлення паянням у вакуумі пошкоджених високотемпературних елементів обладнання з жароміцного сплаву ЧС88-ВІ для отримання відцентровим плазмовим розпиленням сферичних порошків.^UThe work is devoted to a scientific and applied problem - the development of brazing filler metal for heat-resistant nickel alloys of the new generation (HNA). For marine gas turbine construction there has always been a problem of increasing the operating temperature and service life of turbines, which is complicated by the operating conditions of marine gas turbine engines (GTE). Marine GTE operate on heavy fuel with sulfur impurities and in conditions of high-temperature salt corrosion (HSC), the speed of which is hundreds of times higher than the corrosion rate in aircraft turbines. Alloys CM93-VI and CM96-VI were developed for the new generation turbines of Gas Turbine Research and Production Complex Zorya-Mashproekt and the Physics-technological institute of metals and alloys of the National Academy of Sciences of Ukraine, which allow to increase the operating temperature of the gas by 40… 60 ° С. The base and universal way of joining foundry HNA is brazing, which has the problem of increasing the heat resistance and longevity of high-temperature strength of brazed joints. Therefore, for the development of marine gas turbine construction, it is important to develop a brazing filler that will provide the necessary physical and chemical characteristics of the welded joint for new alloys.The aim of the dissertation research is to develop brazing filler and brazing technology of heat-resistant nickel alloys CM93-VI and CM96-VI for the production of new generation vascular gas turbines with increasing gas operating temperature and high temperature strength of brazed joints not less than 80% strength of the base metal.The scientific novelty may be that:1. For the first time a two-stage method of brazing filler metal development is substantiated, the essence of which is that at the first stage, using computer programs, the brazing filler metal base is calculated with the inclusion of the most effective alloying elements providing solid-soluble and dispersion hardening. to prevent the formation of TDP phases, in particular the σ-phase, and in the second stage the required concentration of depressants is experimentally determined.2. It was first established that multicomponent brazing filler metal from Re and Ta systems Ni-Cr-Co-Al-Ta-Re-W-Mo-Ti-Nb-B-Hf-Zr-C provide edge wetting angles of alloys CM93-VI and CM96-VI up to 6°, specific spreading area 1.4-1.5 mm2/mg at the temperature of soldering and correction of surface defects of castings 1200-1230 ° C.3. The brazing filler metal alloying system has been improved, which provides long-term strength of CM93-VI and CM96-VI alloys at 900 °C at the level of 0.9 of the strength of the base metal.4. Received a further development of the idea of the stress state of brazed joints with a interlayer of solder with its relative thickness (s/d from 0,0025 ... 0,01), which has different from the base metal physical and mechanical properties, which consists in because on most of the node in the main metal stresses are virtually absent under thermal load and linearly distributed under force load. In the outer surface of the joint and in the interlayer itself, a three-dimensional stress-strain state is formed, which leads to the strengthening or weakening of the base metal and the interlayer.The practical significance of the work includes:A two-stage theoretical and experimental method of brazing filler metal development using computer programs is proposed and implemented. Using the new method, SBM-4 brazing filler metal and brazing and correction technology for surface defects of industrial castings for heat-resistant nickel alloys CM93-VI and CM96-VI were developed. The brazing filler metal passed the Gas Turbine Research and Production Complex Zorya-Mashproekt, which showed the brazing temperature of 1215…1230 °С, long-term strength for brazed joints at 900 ° С at the level of 0.9 of the base metal level and resistance against high-temperature salt corrosion at the level of the alloy CM88U-VI. The brazing filler metal can be used for other HNA and was used to restore by brazing in vacuum damaged high-temperature elements of the equipment of heat-resistant alloy ChS88-VI to obtain centrifugal plasma spraying of spherical powders.

Дисертаційна робота виконувалася впродовж 2018-2023 рр. на кафедрі автоматизації, метрології та енергоефективних технологій Української інженерно-педагогічної академії в рамках держбюджетних науково-дослідних робіт ФН-19-1 «Розробка прецизійних систем автоматичного регулювання турбінних установок електричних станцій та промислових підприємств» та ФН-21-05 «Розробка алгоритмів та структур енергозберігаючих автоматизованих систем керування нагнітальними установками нафто- та газоперекачувальних станцій».В дисертаційній роботі отримано подальшого розвитку розв’язання важливої науково-технічної задачі, яка полягає в підвищенні показників якості низькопотенційних комплексів теплових і атомних електростанцій шляхом забезпечення ефективних режимів роботи їх елементів в усіх нормальних режимах експлуатації. Вирішення цієї задачі дозволяє суттєво підвищити такі показники якості систем керування як економічність та енергоефективність шляхом зниження втрат енергії в системах низькопотенційних комплексів та підвищити рівень енерго- та ресурсозбереження на електростанціях.Основним напрямком досліджень є удосконалення методів підвищення показників якості систем низькопотенційних комплексів електиростанцій шляхом енергозберігаючого керування, а саме розробка наукових методів та технічних рішень, які можуть скласти основу створення енергоефективних алгоритмів керування, спрямованних на суттєве підвищення енергоефективності елементів систем низькопотенційних комплексів.Об’єктом дослідження в роботі виступають процеси підвищення показників якості низькопотенційних комплексів теплових і атомних електростанцій шляхом забезпечення енергоефективності їх роботи.Предметом дослідження є наукові методи і технічні засоби забезпечення мінімальних втрат енергії в елементах систем низькопотенційних комплексів.Мета досліджень полягає в оцінці та підвищенні показників якості систем низькопотенційних комплексів теплових і атомних електростанцій шляхом синтезу та оптимізації автоматизованих систем керування, які забезпечують мінімальні втрати енергії во всьому діапазону нормальних режимів роботи. Методи дослідження засновані на теоретичних та експериментальних методах досліджень. Теоретичні методи ґрунтуються на фундаментальних положеннях системного аналізу, стандартизації, гідрогазодинаміки, тепломасообміну, сучасної теорії автоматичного керування, методах оптимізації. Експериментальні дослідження базуються на використанні сучасних методів планування експерименту, інформаційно-вимірювальних комплексів (вимірювання електричних, гідравлічних і механічних величин), статистичного опрацювання даних та методиках побудови емпіричних залежностей. Наукова новизна. У результаті проведених досліджень отримано такі наукові результати:1. Вперше розроблено науковий метод підвищення якості НПК електростанцій, заснований на мінімізації енергетичних втрат з комплексним використанням технічної діагностики та енергозберігаючого керування;2. Отримали подальший розвиток математичні моделі механічних, гідрогазодинамічних і тепломасообмінних процесів і елементів низькопотенційних комплексів, які включають інтегральну функцію енергетичних втрат, з метою оцінки і аналізу можливих діапазонів підвищення показників якості низькопотенційних комплексів;3. Вперше виконано структурно-параметричний синтез енергозберігаючих автоматизованих систем керування низькопотенційними косплексами, які дозволяють оцінювати і мінімізувати комплексні енергетичні втрати і підвищувати ККД енергоблоків, що є овновними показниками якості.Ключові слова: показники якості, економічність, автоматизовані системи керування, низькопотенційний комплекс, енергозбереження, конденсатор, парова турбіна, циркуляційний насос.^UDissertacion was executed on length 2018-2023 yy. on pulpit of the automations, the metrologies and energy-saved technology Ukrainian engineering-pedagogical academy within the framework of department of the research work FN-19-1 "Development precizion systems of the automatic regulation of the turbine installation electric station and industrial enterprise", FN-21-05 "Development algorithm and structures energy-saved automated managerial system pump installation oil- and gazissue station".In the dissertation work, further development of the solution of an important scientific and technical problem was obtained, which consists in increasing the quality indicators of low-potential complexes of thermal and nuclear power plants by ensuring effective modes of operation of their elements in all normal modes of operation. Solving this problem makes it possible to significantly increase such indicators of the quality of control systems as economy and energy efficiency by reducing energy losses in the systems of low-potential complexes and increasing the level of energy and resource conservation at power plants.The main direction of research is the improvement of methods of increasing the quality indicators of systems of low-potential complexes of power plants through energy-saving control, namely the development of scientific methods and technical solutions that can form the basis of creating energy-efficient control algorithms aimed at significantly increasing the energy efficiency of elements of systems of low-potential complexes.The process of improving the quality indicators of low-potential complexes of thermal and nuclear power plants by ensuring the energy efficiency of their operation is the object of research in the work.The subject of research is scientific methods and technical means of ensuring minimal energy losses in elements of low-potential complex systems.The purpose of research is to improve the quality of automated control systems for low-potential complexes of thermal and nuclear power plants by improving scientific methods and technical solutions that ensure minimal energy losses in the entire range of normal operating modes.Research methods are based on theoretical and experimental research methods. Theoretical methods are based on fundamental provisions of system analysis, standardization, hydrogas dynamics, modern theory of automatic control, mathematical methods of optimization. Experimental research is based on the use of modern methods of experiment planning, information and measurement complexes (measurement of electrical, hydraulic and mechanical quantities), statistical processing of data and methods of constructing empirical dependencies.Scientific novelty. As a result of the conducted research, the following scientific results were obtained:1. For the first time, a scientific method was developed for improving the quality of the low-potential complexes of power plants, based on the minimization of energy losses with the complex use of technical diagnostics and energy-saving control2. Mathematical models of mechanical, hydro-gas-dynamic and heat-mass exchange processes and elements of low-potential complexes, which include the integral function of energy losses, were further developed in order to evaluate and analyze possible ranges of improvement of quality indicators of low-potential complexes;3. For the first time, a structural-parametric synthesis of energy-saving automated power plant control systems was performed, which allows to evaluate and minimize complex energy losses and increase the efficiency of power units, which are new quality indicators.Keywords: quality indicators, economy, automated control systems, low-potential complex, energy saving, condenser, steam turbine, circulation pump.