doi: 10.52899/24141437_2025_04_469
UDK: 621.438.165-125

Evaluation Model for Early Design Stages of Steam Turbines for Marine Gas and Steam Plants

Погодин Ю. М., Безухов А. П., Лучкин Д. А.
Article language:
Citation Link: Погодин Ю.М., Безухов А.П., Лучкин Д.А. Модель оценки параметров паровых турбин для морских газопаротурбинных установок на ранних стадиях проектирования // Труды Санкт-Петербургского государственного морского технического университета. 2025. Т. 4, № 4. С. 469–478. DOI: 10.52899/24141437_2025_04_469 EDN: ZLQXBA

Annotation

Актуальность. При оптимизации параметров морских комбинированных газопаротурбинных установок важно правильно оценивать основные показатели главного оборудования, в том числе паровых турбин. Необходимо иметь простые, но достаточно надежные модели для оценки экономических и массовых показателей оборудования энергетической установки без его детального проектирования. Цель — анализ характерных параметров реализованных и нереализованных проектов морских комбинированных газопаротурбинных установок. Результаты. Обоснован диапазон изменения основных параметров цикла и оборудования таких установок. Выполнено концептуальное проектирование 144 вариантов паровых турбин с частичной оптимизацией ряда внутренних параметров. Построена статистическая модель для оценки экономичности и массы однокорпусной паровой турбины активного типа в зависимости от параметров цикла паротурбинной части комбинированной газопаротурбинной установки в характерном диапазоне мощностей морских агрегатов. Неопределенность оценки параметров паровой турбины по разработанной модели соответствует уровню концептуального проектирования энергетической установки. Заключение. Приведенные примеры расчета параметров энергетической установки демонстрируют необходимость применения достоверных моделей оборудования для обоснованного выбора параметров термодинамического цикла на ранних стадиях проектирования. Использование разработанной модели паровой турбины позволяет уточнять оптимальные значения параметров цикла комбинированной установки. Keywords: комбинированные газопаротурбинные энергетические установки; паровая турбина; показатель эффективности; масса; статистические зависимости; влияние мощности и параметров цикла.

Bibliography

1. Shcheglyaev AV. Steam Turbines. Moscow: Energiia; 1976. (In Russ.)
2. Zaitsev YI. Fundamentals of Marine Steam Turbine Unit Design.
Leningrad: Sudostroenie; 1974. (In Russ.)
3. Mokhov AV. A system of subroutine-functions for ES series computers.
In: Collection of Scientific Works of the Krylov Scientific and Technical Society.
1982;366:25–40. (In Russ.)
4. Kurzon AG, Yudovin BS. Marine Combined Power Plants. Leningrad:
Sudostroenie; 1981. (In Russ.)
5. Kurzon AG, Maslov LA. Marine Turbine Plants. Leningrad: Sudostroenie;
1991. (In Russ.)
6. Pogodin YM, Pshenichnaia KV. Mathematical foundations for Conceptual
Design of a Marine Steam Turbine Unit. Leningrad: LKI; 1985. (In Russ.)
7. Pogodin YM, Tikhomirov BA. Model and software package for
a combined gas turbine plant. In: Proceedings of the XLII Scientific and
Technical Session on Gas Turbine Problems of the Russian Academy
of Sciences. Moscow: Russian Academy of Sciences; 1995: 73–74.
(In Russ.)
8. Demidovich BP, Maron IA, Shuvalova EZ. Numerical Methods of Analysis.
Moscow: Nauka; 1967. (In Russ.)
9. Pogodina MY. Mathematical description of the external characteristics
of a gas turbine engine. In: The Third All-Russian Scientific and
Technical Conference “Current Problems of Marine Power Engineering”.
February 13–14, 2014; St. Petersburg, Russia. St. Petersburg: SPbSMTU;
2014:107–108. (In Russ.)