Водно-химические режимы и надежность металла энергоблоков 500 и 800 МВт - Конструкционная прочность сварных газоплотных панелей поверхностей нагрева энергоблоков 800 МВт

В настоящее время в СССР котлы энергоблоков 800 МВт выполняются в основном с газоплотными экранами. Экраны сваривают из плавниковых труб диаметром 32X Хб мм из стали 12Х1МФ.
Экраны котлов ТГМП-204 представляют собой массивную цельносварную конструкцию с двухходовым подъемным движением рабочей среды. Поэтому в них неизбежно возникает разность температур между соприкасающимися панелями (ходами), вызывающая температурные напряжения од<> возникают также температурные напряжения от теплового потока од и напряжения от неравномерности теплового потока и различных защемлений недопустимые температурные напряжения в настоящее время определяются в основном экспериментально, путем испытания образцов или натурных элементов на термоусталость. Испытывать натурные элементы более трудоемко, однако полученные результаты представляют большой практический интерес, так как они учитывают масштабный фактор, чистоту поверхности, условия нагружения, влияние рабочей среды. Для получения зависимости между допустимыми температурными напряжениями и расчетным числом циклов, а также для отработки наиболее оптимальной конструкции панелей во ВТИ были проведены специальные стендовые испытания на термоусталость натурных элементов цельносварных панелей из плавниковых труб диаметром 32x6 мм из стали 12Х1МФ.
Температурные напряжения в опытных цельносварных панелях создавались путем подачи двух параллельных потоков пара разной температуры:            постоянной и переменной. Колебание температуры потока с переменной температурой создавалось путем периодического впрыска питательной воды в этот поток. Давление пара поддерживалось равным 240 кгс/см2. Интервал изменения температуры 400—590°С. Испытывались различные схемы подключения пара: соприкасающиеся панели (пять труб с переменной и пять с постоянной температурой); в четные трубы панели подавался пар с постоянной температурой, в нечетные — с переменной (схема «перчатка»); в двух крайних трубах.— температура переменная, в восьми средних — постоянная; в средней 11-трубной панели — переменная, в остальных постоянная (разверка в отдельной трубе).
В зависимости от уровня термических напряжений база испытаний составляла 2—18 тыс. циклов изменения температуры и 1000—7400 ч работы. Все панели доводились до сквозного разрушения. Результаты испытаний показали, что схемы с соприкасающимися панелями (ходами) и «перчатка» равнопрочны, однако компоновка котла по схеме с соприкасающимися ходами экономически выгоднее, чем «перчатка».