Improvement of turbogenerators as a technical basis for ensuring the energy independence of Ukraine

Abstract

The paper defines the directions of improving turbogenerators as the basis for ensuring the energy independence of Ukraine. The analysis of the state, problems and prospects for the development of modern electric power industry. Goal of the work is to identify promising directions for sustainable development of the national electric power industry in order to ensure energy security of Ukraine, to conduct a comparative analysis of electricity sources, to confirm the need to improve the main sources – turbogenerators. Methodology. During the research, an analytical analysis of the electricity sources, which are installed at power plants in Ukraine and the world, was carried out, taking into account the growth of the planet's population and its energy activity. Cyclic theory was chosen as the theoretical basis for forecasting. On the basis of this theory, global development trends, advantages and disadvantages of currently used sources of electricity - thermal (including nuclear) power plants and stations that operate from renewable energy sources - have been established. A review of literary sources on the methods of the energy sector forecasting the development, including the development of the energy sector in Ukraine, has been carried out. Originality. It has been established that due to the active growth of the planet's population, with the increase in its energy activity, obtaining electricity from renewable energy sources is not enough, that for the next 20-30 years nuclear power plants will be the main sources of electricity. The internal and external threats to the energy security of Ukraine, directions of development of turbogenerator construction, ways to improve turbogenerators, to increase their energy efficiency, power per unit of performance, to increase the readiness and maneuverability factors, and overload capacity have been identified. Practical significance. The need to continue the modernization and improvement of the turbogenerators of nuclear power plant units, as the main sources of electricity, has been proved. The directions of their improvement are established: increasing the power in the established sizes, making changes to the design of the turbogenerators inactive elements, replacing the cooling agent to keep Ukrainian turbogenerators at the world level, improving auxiliary systems, improving and increasing the reliability of the excitation system, introduction of automatic systems for monitoring the state turbogenerators. Possible limits of use, advantages, disadvantages and problems of using renewable energy sources for Ukraine have been established.

У статті проведено аналіз стану, проблем та перспектив розвитку сучасної електроенергетики. Визначено напрямки її розвитку з урахуванням вибору техніко-економічного сценарію розвитку, супутніх факторів і їх взаємного впливу. Метою роботи було визначення перспективних напрямків сталого розвитку національної електроенергетики щодо забезпечення енергетичної безпеки України, проведення порівняльного аналізу джерел електроенергії, підтвердження необхідності вдосконалення основних джерел – турбогенераторів. Визначено внутрішні та зовнішні загрози енергетичній безпеці України. Встановлено переваги і недоліки, світові тенденції подальшого використання сучасних джерел електроенергії - теплових (включаючи атомні) електростанцій і станцій від поновлюваних джерел енергії. Встановлено, що в зв'язку з активним ростом населення планети і зі збільшенням його енергетичної активності електроенергії від поновлюваних джерел енергії буде недостатньо, що найближчі 20-30 років основними джерелами електроенергії будуть атомні електростанції і це підтверджує необхідність проведення робіт по вдосконаленню турбогенераторів. Встановлені напрями вдосконалення конструкцій турбогенераторів і систем охолодження. Зазначено, що вдосконалення турбогенераторів вимагає одночасного підвищення ефективності і систем, що забезпечують їх роботу: систем постачання газом, водою і маслом, системи збудження. Показана необхідність повного впровадження автоматичного контролю стану турбогенераторів, використання прийомів сучасної технічної діагностики найбільш напружених вузлів і елементів як в режимі online, так і при проведенні планових і аварійних ремонтів. Підтвердження необхідності проведення робіт по вдосконаленню вітчизняних турбогенераторів викликано появою в загальній енергосистемі України нових типів електроенергетичних джерел, які користуються активною державною підтримкою. Відзначена перспективність використання поновлюваних джерел енергії з точки зору зниження екологічних проблем, але лише для індивідуальних споживачів. Проаналізовані переваги, недоліки і проблеми використання поновлюваних джерел енергії, які найбільш прийнятні для України.