Передовая инженерная школа «Цифровой инжиниринг»: Экспериментальные и численные исследования аэродинамики вариантов конструкции системы «Ступень-Диффузор» ГТЭ-65 (этап 2022 г.).

Энергетическое машиностроение, как одна из базовых отраслей промышленности, обеспечивающая технический и технологический уровень энергетической безопасности страны, остро нуждается в квалифицированных инженерных кадрах, которые способны решать масштабные комплексные междисциплинарные задачи с использованием передовых производственных технологий и актуальных научных достижений. Подготовка инженеров такого уровня не может быть осуществлена без тесного взаимодействия университетов и научно-исследовательских центров с промышленными предприятиями, которые являются основным потребителем инженерных кадров и обеспечивают внедрение инновационных научных разработок и технологий, полученных в результате совместной работы по системе «Фундаментальная наука – Прикладная наука (НИР) – Опытно-конструкторские работы (ОКР) – Производство – Внедрение». Глубокая интеграция и интенсификация усилий по взаимодействию Политехнического университета и АО «Силовые машины» по каждому из перечисленных направлений применительно к области разработки и изготовления высокотехнологичного и энергоэффективного энергетического оборудования, по всем параметрам превосходящего лучшие мировые образцы, позволит обеспечить устойчивое и опережающее развитие электроэнергетической отрасли, являющейся основой экономического развития России. Научно-исследовательская политика данного проекта направлена на решение одной из системных проблем энергетического машиностроения: разомкнутости цикла внедрения инновационных технологий, который состоит из поисковых научных исследований и разработок, опытно-конструкторских работ, внедрение результатов данных работ в промышленную эксплуатацию. Логичным шагом в сторону улучшения сложившейся ситуации видится согласование тематик и направлений перспективных разработок, инициатором которых являются промышленные предприятия, заказывающие исследовательские работы в необходимых для опережающего развития областях. Задача в обеспечении возможности проведения наукоёмких исследований и подготовка инженерных кадров лежит на университетах. Только согласованная и слаженная работа в этом направлении позволит достичь целей устойчивого развития. Данный проект является частью программы «Создание отечественных газовых турбин большой мощности», в рамках которой запланировано: • создание энергетического оборудования (паротурбинных «ПТУ» и газотурбинных «ГТУ» установок) для семейства парогазовых энергетических установок «ПГУ» при единичной мощности блока ПГУ более 200 Мвт. • отработка технологий изготовления, сборки, пуско-наладки и эксплуатации газовых турбин: в том числе, отработка технологических процессов изготовления наиболее напряженных узлов ГТУ – жаровых труб камер сгорания, лопаток и дисков турбины; • разработка и изготовление специальных комплексов по измерению вибраций и теплового состояния деталей ротора в процессе проведения испытаний ГТУ в натурных условиях. • проведение на специализированных стендах отработки ряда резервных мероприятий по обеспечению низких выбросов окислов азота, возможности восприятия повышенных осевых нагрузок и динамических возмущений для снижения в дальнейшем технических рисков при доводке ГТУ. • проектирование котлов утилизаторов и паротурбинных установок на определенные (оптимизированные для каждой тепловой схемы) параметры с выполнением необходимого объема автономных экспериментальных исследований, • отработка на специализированных стендах модельных отсеков паровой турбины с перспективными профилями лопаток. В рамках выполнения данного проекта будут достигнуты следующие результаты: 1. Разработано ТЗ (всего 6 этапов), проведена ревизия газодинамических, тепловых и прочностных расчетов базовой версии 65.0 (этап 1) 2. Выполнятся экспериментально-расчетные исследования аэродинамики вариантов системы «ступень-диффузор» ГТЭ мощность 65 МВт по 5 этапу договору с ФГАОУ ВО "СПбПУ" (этап 7) 3. Выполнено проектирование проточной части турбины ГТЭ-65.1 по 2 этапу договора с ОКБ им. А. Люльки (этап 3) 4. Выполнятся экспериментально-расчетные исследования направляющих и рабочих лопаток 1 ступени турбины ГТЭ-65.1 на «горячем» стенде с температурой газа 1100 °С по 2 этапу договора ОАО «НПО ЦКТИ». Изготовлены экспериментальные направляющие лопатки 1 ступени турбины ГТЭ-65.1 (этап 4) Конечным совокупным результатом работ должно явиться освоение производства семейства двух типов газовых турбин: ГТУ-65 и ГТУ-170.