Stress analysis for the start-up operation on the example of OP-210 boiler drum

• Autorzy: Węglowski B. , Ocłoń P. , Pilarczyk M. , Majcher A.

Warianty tytułu

PL

Analiza pola naprężeń w walczaku kotła OP-210 podczas rozruchu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The calculations of stresses acting on the wall of a boiler drum during the start-up process are presented in this paper. Based on the temperature measurements, which were carried out to determine the temperature distribution along the circumference of the outer wall of boiler drum, the temperature at the inner wall surface is determined using the inverse methods. The computations are carried out for the whole operation cycle of the power plant. Therefore, the pressure and temperatures are updated at consecutive time steps. These parameters allow determining the maximum values of circumferential, axial and Von Misses stresses during the operation cycle of steam boiler.

PL

W pracy przedstawiono obliczenia naprężeń w przekroju poprzecznym walczaka kotła OP-210 podczas jego rozruchu. Na podstawie pomiarów uzyskano wartości temperatury powierzchni zewnętrznej ścianki walczaka oraz poziom panującego w nim ciśnienia. Na podstawie znanych temperatur na powierzchni zewnętrznej ścianki walczaka rozwiązano zagadnienie odwrotne przewodzenia ciepła i wyznaczono pole temperatury w przekroju poprzecznym. Dla znanych obciążeń termicznych i ciśnieniem wyznaczono stan naprężenia w przekroju poprzecznym walczaka: maksymalne naprężenie zredukowane liczone według hipotezy HMH oraz maksymalne wartości składowych naprężenia: obwodowej, osiowej i promieniowej.

Słowa kluczowe

EN

boiler start-up; stress state; finite element method

PL

faza rozruchowa kotła; stan naprężeń; metoda elementów skończonych

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Instytutu Technologii Eksploatacji - Państwowego Instytutu Badawczego
• Czasopismo: Problemy Eksploatacji
• Rocznik: 2013
• Tom: nr 2
• Strony: 19--28
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Węglowski B.

• Politechnika Krakowska, Kraków, Poland

autor

Ocłoń P.

• Politechnika Krakowska, Kraków, Poland

autor

Pilarczyk M.

• Politechnika Krakowska, Kraków, Poland

autor

Majcher A.

• Institute for Sustainable Technologies – National Research Institute, Radom

Bibliografia

• [1] Taler J.: Theory and practice of identification of heat transfer processes in Polish, Ossolineum, Wrocław 1995.
• [2] Rop P.: Drum Plus: a drum type HRSG with Benson benefits. Modern Power Systems Vol. 30, 2010, pp. 35–40.
• [3] TRD: Technische Regeln für Dampfkessel. Carl Heymans Verlag, Köln und Beuth-Verlag, Berlin 2002.
• [4] Węglowski B.: Analysis of boilers operation under transient conditions. In: Taler J. (ed.): Thermal and flow processes in large steam boilers. Modeling and monitoring. PWN, Warsaw 2011, pp. 385–404.
• [5] Taler J.: Analytical solution of the over-determined inverse heat conduction problem with an application to monitoring thermal stresses. Heat and Mass Transfer, Vol. 33, 1997, pp. 209–218.
• [6] Taler J.: A semi-numerical method for solving inverse heat conduction problems. Heat and Mass Transfer, Vol. 31, 1996, pp. 105–111.
• [7] Taler J.: A new space marching method for solving inverse heat conduction problems. Forschung im Ingenieurwesen, Vol. 64, 1999, pp. 296–306.
• [8] Duda P., Taler J.: Experimental verification of space marching methods for solving inverse heat conduction problems. Heat and Mass Transfer, Vol. 36, 2000, pp. 325–331.
• [9] Taler J.: A numerical method for the solution of the transient nonlinear inverse heat conduction, XVI Polish Conference on Thermodynamics in Kołobrzeg – Koszalin, Poland Vol. II, 1996, pp: 413–424 (in Polish).
• [10] Taler J., Węglowski B., Sobota T., Jaremkiewicz M., Taler D.: Inverse space marching method for determining temperature and stress distributions in pressure components. In: Marco Aurélio dos Santos Bernardes (ed.): Developments in heat transfer. Intech, Rijeka, Croatia, 2011, pp. 273–292.
• [11] Taler J., Węglowski B., Zima W., Grądziel S., Zborowski M.: Analysis of thermal stresses in boiler drum during start-up. Transactions of the ASME, Journal of Pressure Vessel Technology Vol. 121,1999, pp. 84–93.
• [12] Węglowski B., Ocłoń P.: Analysis of operating conditions for pressure components of steam boilers. Rynek Energii 6(103), Kaprint, 2012.