- разработан и исследован комплексный подход к оценке эффективности работы НПК теплофикационных паровых турбин. Подход учитывает взаимодействие конденсатора с воздухоудаляющими устройствами, системой технического водоснабжения, системами подогрева основного конденсата и сетевой воды, в условиях реального функционирования систем ввода пароводяных и паровоздушных потоков в конденсатор из этих систем помимо проточной части низкого давления;
- предложены и экспериментально исследованы новые устройства для измерения давления в конденсаторе и новый способ определения плотности регулирующих диафрагм ЧНД;
- получена количественная оценка фактических величин теплового потока, поступающего в конденсаторы помимо ЧНД в реальных условиях эксплуатации. Выявлено влияние режимных и эксплуатационных факторов на величины отдельных составляющих этого потока;
- впервые разработаны методики расчета, позволяющие определять давление в конденсаторе в зависимости от паровых нагрузок (включая минимальные вентиляционные пропуски пара в ЧНД), параметров охлаждающей конденсатор воды, величины дополнительных пароводяных потоков, присосов воздуха в вакуумную систему, реальных характеристик воздухоудаляющих устройств (пароструйных или водоструйных эжекторов) и степени загрязнения внутренних поверхностей трубок. Обоснована возможность использования предложенных методик для создания математических моделей конденсатора (со встроенными пучками и без них), оснащенного пароструйными и водоструйными эжекторами и использования этих моделей для получения расчетных теплотехнических характеристик конденсатора;
- предложена и экспериментально апробирована методика расчета равновесного содержания отдельных растворенных газовых компонентов в конденсате на выходе из конденсатора. Показана пригодность предложенной методики для оценки действительных значений содержания кислорода в конденсате и получения деаэрационных характеристик конденсатора в переменных режимах;
- впервые разработана и обоснована концепция организации ввода пароводяных потоков в конденсатор теплофикационной турбины и сформулированы необходимые условия для обеспечения надежной деаэрации при минимальных тепловых нагрузках. Предложены новые устройства для ввода указанных потоков и экспериментально доказана их эффективность;
- показана возможность и целесообразность снижения давления всасывания воздухоудаляющего устройства при минимальных тепловых нагрузках конденсатора для создания условий, обеспечивающих уменьшение вибрационных напряжений в рабочих лопатках ступеней ЧНД и повышения деаэрирующей способности конденсатора;
- разработаны принципы построения физической модели совместной работы конденсаторов и системы технического водоснабжения ТЭЦ. Полученная модель используется для оперативного решения самых различных задач, связанных с вопросами ограничения мощности, модернизации системы технического водоснабжения и НПК, турбоустановки в целом, а также оптимизации режимов их работы;
- сформулированы условия наиболее рационального подогрева подпиточной воды во встроенных пучках конденсаторов турбоустановок ТЭЦ;
- предложен ряд новых технических решений, обеспечивающих повышение эффективности работы оборудования технологических подсистем турбо-установок, в том числе: разработаны способы снижения потерь теплоты с потоками, поступающими в конденсаторы помимо проточной части низкого давления, предложены новые конструктивные и схемные решения по повышению эффективности работы подогревателей сетевой воды, предложены устройства для повышения эффективности и надежности работы турбинных ступеней ЧНД.
1.Система деаэрации химобессоленной воды в конденсаторах теплофикационных турбин / А. М. Тесис, А.Г Шемпелев, А.Н. Расторгуева, П.П.Окунев, Н.И. Миронова // Электрические станции. 1987. №4. С. 29-32.
2.Новые способы утилизации теплоты пара теплофикационных турбин / Г.А.Шапиро, А.Г. Шемпелев, В.М. Карцев // Электрические станции.1988. №11. С. 20-25.
3. Результаты модернизации и исследования регулирующих диафрагм теплофикационных турбин / Г.А.Шапиро, Е.И. Эфрос, А.Г. Шемпелев // Теплоэнергетика. 1990. №11.С. 56-60.
4.Повышение эффективности эксплуатации современных теплофикационных турбин / Симою Л.Л., Лагун В.П., Эфрос Е.И., А.Г. Шемпелев, // Теплоэнергетика. №8. 1999. С. 62-67.
5.Реконструкция системы отвода паровоздушной смеси из конденсатора и подогревателей теплофикационной турбины / А.Г. Шемпелев, Е.И. Эфрос С.И. Парфенов, Б.Е. Смирнов, И.В. Верховский // Тяжелое машиностроение. №4. 2002. С. 9-12.
6.Разработка и апробация элементов системы мониторинга состояния и диагностики конденсатора паровой турбины / Ю.М. Бродов, К.Э. Аронсон, А.Г. Шемпелев, С.И. Хает // Теплоэнергетика. 2003. № 2. С. 67-69.
7.Экспериментальное исследование эффективности устройства удаления влаги из входного потока двухпоточных цилиндров низкого давления теплофикационных турбин / Е.И. Эфрос, А.Г. Шемпелев, Л.Л. Симою Л.Л., Б.Б. Калинин // Теплоэнергетика. 2006. № 2. С. 21-27.
По результатам выполненных работ получены авторские свидетельства и патенты
1.А. С. 1129390 СССР, МКИ3 F01 K13/00 Способ восполнения конденсата теплофикационной многоцилиндровой паротурбинной установки / Г.А. Шапи-ро,А.Г. Шемпелев, В.П. Лагун, Л.Л. Симою, Е.И. Эфрос (СССР). № 3564919; за-явл. 04. 02. 83; опубл. 15. 12. 84, Бюл. № 46. С. 112.
2.А. С. 1495448 СССР, МКИ3 F01 K 13/00 17/00. Паротурбинная установка / Г.А. Шапиро, В.Ф. Гуторов, Е.И. Эфрос, А.Г. Шемпелев, Д.М. Горячевский, В.М. Карцев (СССР) № 4218531; заявл. 01.04.87; опубл. 23.07.89, Бюл. № 27.С. 128.
3.А. С. 1539337 СССР, МКИ3 F01 D 25/24. Поворотная регулирующая диафрагма турбины/Г.А. Шапиро, А.Г. Шемпелев, В.М. Карцев, Е.И. Эфрос, С.Н.Иванов (СССР). № 4444375;заявл.18.04.88; опубл.30.01.90, Бюл.№ 4.С. 101.
4.А. С. 1561589 СССР, МКИ3 F01 K 13/00 17/00. Система регенерации низкого давления паровой турбины / Г.А. Шапиро, В.М. Карцев, А.Г. Шемпелев, (СССР). № 4479804; заявл.03.01.90; опубл. 23.07.90, Бюл. № 32. С. 141
5.А. С. 1613797 СССР, МКИ3 F01 D 25/24. Способ работы конденсационной установки паровой турбины / А.Г. Шемпелев, Г.А. Шапиро, Г.И. Ефимочкин, В.М. Карцев (СССР). № 4656133; заявл. 28.02. 90; опубл. 30.01.90, Бюл. № 46. С. 169.
6.А.С.1650925 СССР, МКИ3 F 01 K 13/00. Паротурбинная установка / Г.И. Ефимочкин, Г.А. Шапиро, А.Г. Шемпелев, В.М. Карцев (СССР). № 4672523; за-явл. 28. 02. 89; опубл. 23. 05. 91, Бюл. № 19. С. 134.
7.Патент № 2015351 РФ, МКИ3 F 01 D 25/12. Паротурбинная установка / Г.А. Шапиро, В.Ф. Гуторов, А.Г. Шемпелев, В.М. Карцев (РФ). № 4954770; заявл. 13. 06. 91; опубл. 30. 06. 94, Бюл. № 12. С. 113.
8.Патент на полезную модель 8412 РФ. МКИ3 F 01 K 13/00. Теплосиловая установка / А.Г. Шемпелев, Е.И. Эфрос, Б.Е. Смирнов (Россия). № 98104692, заявл. 18.03.98. Официальный бюллетень «Полезные модели. Промышленные образцы». 1998. №11. С.61.
9.Патент на полезную модель 9016 РФ. МКИ3 F 01 K 13/00. Теплоэнергетическая установка / А.Г. Шемпелев, Е.И. Эфрос, В.Ф. Гуторов (Россия). № 98108960, заявл. 18.05.98. Официальный бюллетень «Полезные модели. Промышленные образцы ». 1999. №1. С. 48.
10.Патент на полезную модель 9259 РФ. МКИ3 F 01 K 13/00. Схема удаления парогазовой смеси турбоустановки / А.Г. Шемпелев, Е.И. Эфрос, Б.Е. Смирнов (Россия). № 98112064, заявл. 22.06.98. Официальный бюллетень «Полезные модели. Промышленные образцы». 1999. №2. С. 45.
11.Патент на полезную модель 9297 РФ. МКИ3 F 28 B 9/00. Конденсатор паровой турбоустановки / А.Г. Шемпелев, Е.И. Эфрос, (Россия). № 98112986, за-явл. 08.07.98. Официальный бюллетень «Полезные модели. Промышленные образцы». 1999. №2. С. 55.
12.Патент на полезную модель 10219 РФ. МКИ3 F 01 K 13/ 00. Регенеративная установка теплофикационной паровой турбины / А.Г. Шемпелев, Е.И. Эфрос (Россия). № 98118707, заявл. 13.10.98. Официальный бюллетень «Полезные модели. Промышленные образцы». 1999. № 6. С. 55.
13.Патент на полезную модель 10220 РФ. МКИ3 F 01 K 13/ 00, F 01 D 25/24. Теплофикационная паротурбинная установка / Е.И. Эфрос ,В.П. Лагун, Л.Л. Симою, В.Ф. Гуторов, А.Г. Шемпелев (Россия). № 98120007, заявл. 5.11.98. Официальный бюллетень «Полезные модели. Промышленные образцы». 1999. № 6. С. 55.
14.Патент на полезную модель 11832 РФ. МКИ3 F 01 D 25/00. Устройство влагоудаления паровой турбины / А.Г. Шемпелев, Е.И. Эфрос, Л.Л. Симою, В.Ф. Гуторов, Г.Д. Баринберг, В.В. Кортенко (Россия). № 99108872, заявл. 26.04.99. Официальный бюллетень «Полезные модели. Промышленные образцы». 1999. № 11. С. 57.
15.Патент на полезную модель 11833 РФ. МКИ3 F 01 K 13/00, F 01 25/24. Теплофикационная паротурбинная установка / А.Г. Шемпелев, Е.И. Эфрос, Л.Л. Симою, В.Ф. Гуторов, Г.Д. Баринберг, В.В. Кортенко, В.Н. Плахтий, В.Б. Новоселов (Россия). № 99109810, заявл. 11.05.99. Официальный бюллетень «Полезные модели. Промышленные образцы».1999.№ 11.С. 58.
16.Патент на полезную модель 13097 РФ. МКИ3 G 01 K 13/00, G 01 L 11/00. Устройство для измерения среды в паровом пространстве теплообменного аппарата / А.Г. Шемпелев, Е.И. Эфрос, Л.Л. Симою (Россия). № 99121801, заявл. 18.10.99. Официальный бюллетень «Изобретения. Полезные модели». 2000. № 8. С. 310.
17.Патент на полезную модель 44819 РФ. МКП7 G 01 L 11/00. Устройство для измерения среды в паровом пространстве теплообменного аппарата / А.Г. Шемпелев, Е.И. Эфрос, И.В. Верховский, Л.Л. Симою (Россия). №2004114141/22 за-явл.11. 05. 2004// Официальный бюллетень «Изобретения. Полезные модели». 2005. № 99.
18. Патент на полезную модель 55427 РФ. МКИ3 F 01 D 25/32. Телофи-кационная паровая турбина с сепаратором для удаления влаги из парового потока перед цилиндром низкого давления / А.Г. Шемпелев, Е.И. Эфрос, Л.Л. Симою, В.Ф. Гуторов, Б.Б. Калинин, В.П. Лагун (Россия). №2006114809/22 заявл.22.03.2005.Официальный бюллетень «Изобретения. Полезные модели». 2006. № 22.
19. . Патент на полезную модель 104240 (19)RU(11) 104 240(13) U1. Теплофикационная паровая турбина с устройством для удаления влаги из парового потока перед цилиндром низкого давления / , Е.И. Эфрос, Л.Л. Симою, / А.Г. Шем-пелев, Б.Б. Калинин (Россия). №,201015004/06.заявл. 06.12. 2010. Официальный бюллетень «Изобретения. Полезные модели». 2011. № 13.
Статьи и труды конференций:
1. Шемпелев А.Г. Разработка способов снижения потерь теплоты в теплофи кационных паровых турбинах и улучшения деаэрирующей способности их кон денсаторов./ Г.А.Шапиро, А.Г Шемпелев.// Повышение эффективности и на дежности турбоустановок тепловых электростанций: тезисы докладов научно- технической конференции. Киев. 1985. С. 62.
2.Шемпелев А.Г. Модернизация концевых уплотнений цилиндров турбины / А.Г Шемпелев, Г.А.Шапиро, Е.И. Эфрос // Повышение эффективности работы энергосистем: тезисы докладов научно-технической конференции. Киров, 1987. С. 42.
3.Шемпелев А.Г. Использование комбинированного подогревателя для утилизации теплоты и деаэрации воды / А.Г Шемпелев // Экономия теплоэнергетических ресурсов: тезисы докладов научно-технической конференции. Киров, 1987. С. 27.
4.Шемпелев А.Г. Исследование влияния начальных параметров жидкости на характеристики центробежных форсунок / А.Г Шемпелев, В.М. Сущих// Повышение эффективности работы энергосистем // тезисы докладов научно-технической конференции. Киров, 1987. С. 28..
5.Шемпелев А.Г. Экспериментальные исследования теплообмена при конденсации пара из движущейся парогазовой смеси / Е.И. Эфрос, А.Г Шемпелев // Сборник научных трудов: Киров. ВятГТУ. 1997. №2. С. 115-116.
6.Шемпелев А.Г. Расчет и диагностика вакуумного конденсатора пара с учетом характеристик его воздухоудаляющего устройства /А.Г Шемпелев, Сущих В.М.//Сборник научных трудов: Киров. ВятГТУ.1997. №2. С. 116-118.
7.Шемпелев А.Г. О минимально возможном среднем кислородосодержании конденсата на трубном пучке конденсатора паровой турбины / А.Г Шемпелев// Сборник научных трудов: Киров. ВятГТУ. 1997. №2. С. 118-120.
8.Снижение теплопотерь в конденсаторах ТЭЦ посредством подачи в них значительного количества химически обессоленной воды / А.Г. Шемпелев, Е.И. Эфрос, В.В. Скопин // Москва. 1997. 16 с. Деп. в ВИНИТИ. №3123-В97.
9.Шемпелев А.Г. Некоторые способы снижения теплопотерь в конденсаторах теплофикационных турбин на базе самоуплотнения цилиндров / Е.И. Эфрос, А.Г Шемпелев // Сборник материалов. Киров.1998. т.2.: Региональная научно-техническая конференция С.152-154.
10.Шемпелев А.Г. Экспериментальная оценка составляющих величин суммарного теплового потока в конденсаторы теплофикационных турбин/ А.Г. Шемпелев, Е.И. Эфрос, Б.Е. Смирнов // Сборник материалов. Киров.1998. т.2.: Региональная научно-техническая конференция С.157-158.
11.Шемпелев А.Г. Разработка способов снижения теплопотерь в конденсаторах с использованием выносных расширителей дренажей / А.Г. Шемпелев, Е.И. Эфрос, Б.Е. Смирнов // Сборник материалов. Киров: ВятГУ. 1998. т.2.: Региональная научно-техническая конференция С.158-159
13. Шемпелев А.Г. Реконструкция встроенных пучков конденсаторов и схем пароводяных потоков теплофикационных турбин / А.Г. Шемпелев, Е.И. Эфрос// Диагностика и ремонт турбинного оборудования. Материалы семинара: Москва. ВТИ. 1999. С. 67-69.
14. Шемпелев А.Г. К вопросу о диагностике конденсаторов теплофикационных турбин / А.Г. Шемпелев// Наука – производство – технология – экология: сборник материалов ежегодной региональной научно- технической конференции. Киров: Вятгу. 2000. С.14-15.
15.Шемпелев А.Г. К вопросу о диагностике сетевых подогревателей / А.Г. Шемпелев, Е.И. Эфрос, И.В. Верховский // Наука – производство – технология – экология: сборник материалов ежегодной региональной научно- технической конференции. Киров: ВятГУ. 2000. С.16-17.
16.Шемпелев А.Г. Методика расчета равновесных газосодержаний конденсата на выходе из конденсатора паровой турбины / Е.И. Эфрос, А.Г. Шемпелев, // Совершение турбин и турбинного оборудования: региональный сборник научных статей. Екатеринбург: УГТУ. 2000. С. 302-310.
17.Шемпелев А.Г. Реконструкция системы отвода паровоздушной смеси теплофикационных турбин / А.Г. Шемпелев, Е.И. Эфрос, С.И. Парфенов, Б.Е. Смирнов // Диагностика и ремонт турбинного оборудования: материалы семинара. Москва: ВТИ. 2000. С. 59-63.
18.Шемпелев А.Г. Разработка технических мероприятий по повышению деаэрирующей способности конденсаторов турбин / А.Г. Шемпелев, Б.Е. Смирнов // Совершение турбин и турбинного оборудования: региональный сборник научных статей. Екатеринбург: УГТУ. 2000. С. 317-326.
19.Шемпелев А.Г. Повышение эффективности систем воздухоудаления и конденсационных установок теплофикационных турбин/А.Г. Шемпелев, Е.И. Эфрос//Совершенствование теплотехнического оборудования ТЭС, введение сервисного обслуживания, диагностирования и ремонта: сборник материалов третьей международной научно-практической конференции: Екатеринбург.2001. С. 46-50.
20.Реконструкция системы отвода паровоздушной смеси из конденсатора и подогревателей теплофикационной турбины / А.Г. Шемпелев, Е.И. С.И. Парфенов, Б.Е. Смирнов, И.В. Верховский // Энергетик. №1. 2002. С. 24-26.
21.Шемпелев А.Г. Методика оценки эффективности сетевого подогревателя, основанная на использовании экспериментальных данных/ А.Г. Шемпелев, Е.И. Эфрос [и др.] // Наука-производство-технологии-экология: сборник материалов Всероссийской ежегодной научно-технической конференции. Киров. ВятГУ. 2002. С.50-51.
22.Шемпелев А.Г. Разработка конструктивных и схемных предположений по повышению эффективности работы подогревателей сетевой воды / А.Г. Шемпе-лев, Е.И. Эфрос [и др.] // Наука-производство-технологии-экология: сборник материалов Всероссийской ежегодной научно-технической конференции. Киров. ВятГУ. 2002. С.52-53.
23.Шемпелев А.Г. Повышение экономичности ТЭЦ в режимах работы по тепловому графику / Е.И. Эфрос, А.Г. Шемпелев [и др] // Наука-Производство-Технологии-Экология: сборник материалов Всероссийской научно-технической конференции том 3. Киров. ВятГУ. 2003. С. 79-80.
24.Шемпелев А.Г. Разработка новой системы удаления влаги из пароперепускных труб ЦНД теплофикационных турбин / Е.И. Эфрос, А.Г. Шемпелев [и др] // Наука-Производство-Технологии-Экология: сборник материалов Всероссийской научно-технической конференции том 3. Киров. ВятГУ. 2003. С. 82-83.
25.Шемпелев А.Г. Разработка методики поверочного расчета конденсаторов паровых турбин на переменных режимах работы / А.Г. Шемпелев, И.В. Верховский //Наука-Производство-Технологии-Экология: сборник материалов Всероссийской научно-технической конференции том 3.Киров.ВятГУ. 2003.С.85-86.
26.Шемпелев А.Г. Повышение эффективности работы ТЭЦ ОАО "Киров-энерго" / Е.И. Эфрос, А.Г. Шемпелев [и др.] // Энергетика сегодня и завтра: сборник статей Международной научно-практической конференции. Киров. ВятГУ. 2004. С.35-36.
27.Шемпелев А.Г. Некоторые результаты исследования новой системы удаления влаги из пароперепускных труб ЦНД теплофикационных турбин / / Е.И. Эфрос, А.Г. Шемпелев, Л.Л. Симою [и др.] // Энергетика сегодня и завтра: сборник статей Международной научно-практической конференции. Киров. ВятГУ. 2004. С.47-50.
28.Шемпелев А.Г. Повышение эффективности использования пара производственных и теплофикационных отборов турбин Кировской ТЭЦ-4 / Е.И. Эфрос, А.Г. Шемпелев [и др.] // Энергетика сегодня и завтра: сборник статей Международной научно-практической конференции. Киров. ВятГУ. 2004. С.51-52.
29.Эффективность совместной работы основных и встроенных пучков конденсаторов теплофикационных турбин / А.Г. Шемпелев, И.В. Верховский // Энергетика сегодня и завтра: сборник статей Международной научно-практической конференции. Киров. ВятГУ. 2004. С. 53-54.
30.Шемпелев А.Г. Повышение экономичности работы действующих ТЭЦ / / Е.И. Эфрос, В.Ф. Гуторов, Л.Л. Симою, А.Г. Шемпелев // Совершенствование технологий регулирования хозяйственной деятельности в области теплофикации для повышения ее экономической эффективности при переходе к рыночным отношениям: сборник докладов. Международный семинар и курсы повышения квалификации по теме. ОАО ВТИ. Москва. 2004. С.17-26.
31.Шемпелев А.Г. Система отвода пленочной влаги из пароперепускных труб ЦНД теплофикационных турбин / /Е.И. Эфрос, А.Г. Шемпелев [и др.] // Совершенствование технологий регулирования хозяйственной деятельности в области теплофикации для повышения ее экономической эффективности при переходе к рыночным отношениям: сборник докладов. Международный семинари курсы повышения квалификации. ОАО ВТИ. Москва.2004.С. 27-31.
32.Шемпелев А.Г. Устройство для измерения давления среды в паровом пространстве теплообменного аппарата/ Е.И. Эфрос, А.Г. Шемпелев, Б.Б. Калинин // Энергетика сегодня и завтра: сборник статей Международной научно-практической конференции. Киров. ВятГУ. 2004. С.82-86.
33. Шемпелев А.Г. Новая тепловая схема подготовки подпиточной воды на ТЭЦ / Е.И. Эфрос, А.Г. Шемпелев // Энергетика сегодня и завтра: сборник статей международной научно-практической конференции. Киров. ВятГУ. 2004.С.90-92.
34. Шемпелев А.Г. Основные причины повышенного эрозионного износа лопаточного аппарата ступеней низкого давления теплофикационных турбин / Е.И. Эфрос, А.Г. Шемпелев, Л.Л. Симою Л.Л., Б.Б. Калинин // Наука-производство-технологии-экология: сборник материалов Всероссийской научно-технической конференции в 6 т.. Киров. ВятГУ. Т. 4 2006. С. 82-83.
35. Шемпелев А.Г. К вопросу о выборе типа градирни для кировской ТЭЦ-5 / А.Г. Шемпелев, Б.Е. Смирнов, Ю.А. Чирков // Наука-производство-технологии- экология: сборник материалов Всероссийской научно-технической конференции в 8 т. Киров. ВятГУ. 2008. Т. 3. С. 182-183.
36. Шемпелев А.Г. Разработка математических моделей рекуперативных теплообменных аппаратов / А.Г. Шемпелев, М.А. Лукин // Наука-производство-технологии-экология: сборник материалов Всероссийской научно-технической конференции в 8 т. Киров. ВятГУ. 2008. Т. 3. С.180-181.
37. Шемпелев А.Г. Программа определения обеспеченности электрической мощности ТЭЦ. / А.Г. Шемпелев, М.А. Лукин, А.М. Лукин // Наука- производство-технологии-экология: сборник материалов Всероссийской научно- технической конференции в 8 т. Киров. ВятГУ. 2008. Т. 3. С. 184.