Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка перспективных технологий получения нового поколения металлических материалов, в том числе для суперсверхкритических параметров пара, и освоение их производства для оборудования ведущих отраслей экономики Российской Федерации.

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Выполнение этапа проекта
Проект
02.467.11.2015
Организация
АО НПО "ЦНИИТМАШ"

Реализация совокупности взаимосвязанных проектов и мероприятий (опытно-конструкторские, технологические и экспериментальные разработки с участием молодых ученых, аспирантов и студентов; мероприятия по развитию приборной базы; развитие центра коллективного пользования) с целью разработки, освоения и внедрение наукоемких прогрессивных технологий и оборудования для получения новых сплавов, в том числе на основе железо-хром со специальными свойствами, обеспечивающих производство изделий для создания энергоблоков на сверхкритических (Т560…600оС) и суперсверхкритических (Т610…630оС) параметрах пара, создание эффективного импортозамещающего оборудования для газоконденсатных месторождений и паропроводов энергоустановок.

Этапы проекта

1
03.04.2006 - 31.05.2006
АННОТАЦИЯ РАБОТЫ
«Разработка перспективных технологий получения нового поколения металлических материалов, в том числе для суперсверхкритических параметров пара, и освоение их производства для оборудования ведущих отраслей экономики Российской Федерации», выполненной по этапу № 1 государственного контракта
от «03» апреля 2006 г. № 02.467.11.2015

Работа выполнена на высоком научно-техническом уровне с учетом передового отечественного и зарубежного опыта.
В рамках мероприятий 1.9, 1.10 и 2.2:
- определена система легирования стали на основе Fe-Cr;
- разработаны рекомендации по использованию применяемых видов основного технологического оборудования, необходимого при создании новых хромистых сталей с повышенной жаропрочностью, в том числе металлургического, прокатно-ковочного и термического;
- разработана технологическая документация на производство толстостенных труб и заготовок ротора энергоустановок нового поколения;
- проведены исследования микроструктуры и основных служебных свойств новых материалов.
Проведены исследования структуры и свойств высокопрочной коррозионной стали мартенситно-аустенитного класса типа 07Х16Н4Б.
Проведенные исследования подтвердили перспективность разработки и дальнейших исследований в части оптимизации выбранных составов жаропрочных хромистых сталей для основных элементов тепловых блоков ССКП.
В выполнении работ приняли участие молодые ученые и аспиранты, по результатам работ которых подготовлены к печати две научные статьи.
На конкурсной основе отобраны работы, выполняемые студентами старших курсов ВУЗов.
В рамках мероприятия 1.7 оформлены договора на закупку необходимого научного оборудования.
В рамках мероприятия 2.3 разработан проект бизнес-плана коммерциализируемых изделий (роторы паровых турбин на сверхкритические параметры пара, паропроводы острого пара, арматура для освоения газоконденсатных месторождений).
В рамках мероприятия 2.10 проведены патентные исследования.
Развернуть
2
01.06.2006 - 31.08.2006
В результате выполнения работы разработаны новые материалы и технологии их производства для изготовления заготовок роторов паровых турбин на сверхкритические параметры пара; заготовок элементов паропроводов острого пара новых энергоустановок; заготовок корпусных элементов арматуры.
Получены опытные заготовки, проведены предварительные исследования структуры и свойств, разработана технологическая документация.
В рамках мероприятий 1.9 и 1.10 проведены научные исследования молодыми учеными, аспирантами и студентами. Результаты этих работ использованы при решении задач, предусмотренных в мероприятии 2.2 комплексного проекта, и оформлены в виде научных статей.
Разработан бизнес-план коммерциализации новых металлических материалов.
Развернуть
3
01.09.2006 - 30.09.2006
1 Проведено изготовление опытно-промышленных полуфабрикатов (заготовок ротора и труб для трубопроводов острого пара) из нового поколения мартенситных жаропрочных сталей, эффективного и экономичного класса материалов для изготовления высокотемпературных и высоконагруженных элементов блоков со сверхкритическими параметрами пара.
2 Определены пределы композиции, проведены патентные исследования и поданы заявки на изобретение по 3-м составам жаропрочных хромистых сталей нового поколения:
- стали 10Х9В2МФБ (заявка на изобретение № 2006131400 от 01.09.2006 г.) 10Х11К4ВМФБР (заявка на изобретение № 2006134054 от 26.09.2006 г.) для трубопроводных систем котлов и паропроводов;
- стали 12Х10ВМФБР (заявка на изобретение № 2006134056 от 26.09.2006 г.) для роторов паровых турбин.
3 Характеристики длительной прочности для разработанных сталей оцениваются на уровне 88-110 (Н/мм2) для стали 12Х10ВМФБР при температурах 6100С – 6300С, что обеспечивает работоспособность трубных и турбинных элементов тепловых энергоблоков в условиях сухого перегретого пара с расчетным сроком не менее 2-105 часов в заданном температурном интервале.
Коррозионная стойкость удовлетворяет требованиям поставленным в техническом задании, то есть коррозионная стойкость разработанных сплавов в средах с повышенным содержанием H2S и СО2 до 25-30 % для газоконденсатных месторождений и повышение в 2-3 раза коррозионной стойкости материалов для газоконденсатных месторождений.
4 Полученные для разработанных композиций характеристики длительной прочности в критическом интервале температур (выше 5800С) в 2-2,5 раза превышают характеристики сталей типа 12Х1МФ, 15Х1М1Ф (15Х1М1Ф), традиционно применяемых для изготовления высотемпературных элементов тепловых энергоблоков и обеспечивают в такой же кратности снижение материалоемкости основных элементов.
5 Создание блоков на суперсверхкритических параметрах пара с применением разработанных жаропрочных сталей позволит перейти от КПД на уровне не более 40 % (величина КПД для пылеугольных блоков российских ТЭЦ составляет 36 %) на КПД на уровне не менее 48%, что определяет относительное увеличение этой характеристики не менее чем на 20 %.
6 Более высокие температуры теплообмена по существующим зарубежным данным позволяют значительно снизить (в 2-2,5 раза) количество вредных выбросов типа СО и NОх за счет организации их эффективного сжигания в топочном пространстве и парогенерирующем узле.
7 Разработаны сплавы, рекомендуемые для гребных валов, у которых стойкость к питтинговой коррозии выше, чем у традиционно применяющихся сегодня сталей марок 09Х17Н7Ю, 08Х17Н6Т и 20Х13 (ГОСТ 5632).
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники" на 2002-2006 годы

Программное мероприятие

1.7 Развитие приборной базы научных организаций и вузов в целях опережающего развития материальной базы научных исследований
Тема
Разработка перспективных технологий получения нового поколения металлических материалов, в том числе для суперсверхкритических параметров пара, и освоение их производства для оборудования ведущих отраслей экономики Российской Федерации
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
55 млн
Количество заявок
3
Тема
Разработка технологий получения новых функциональных градиентных материалов, в том числе алмазосодержащих и дисперсно-упрочненных наночастицами, и освоение их производства
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
80 млн
Количество заявок
2
Тема
Создание метрологической и технологической платформы для нанодиагностики и наноманипулирования на базе специализированного источника синхротронного излучения с целью обеспечения разработок в области индустрии наносистем и наноматериалов.
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
160 млн
Количество заявок
5
Тема
Развитие центра коллективного пользования научным оборудованием для обеспечения комплексных исследований в области изучения свойств наноструктурированных материалов естественного и искуственного происхождения.
Продолжительность работ
2008 - 2009, 9 мес.
Бюджетные средства
70 млн
Количество заявок
5
Тема
Развитие Центра коллективного пользования научным оборудованием для обеспечения диагностической, метрологической, информационной и методологической поддержки энергоэффективных проектов.
Продолжительность работ
2009 - 2010, 15 мес.
Бюджетные средства
37 млн
Количество заявок
5