Preliminary design of the last stage of supercritical steam turbine and proposition of anti-erosion coating for blades surface

• Autorzy: Grzymkowska A. , Głuch S. , Zykova A. , Safonov V.

Identyfikatory

DOI

10.15199/148.2017.9.2

Warianty tytułu

PL

Wstępny projekt ostatniego stopnia turbiny parowej na parametry nadkrytyczne oraz propozycja antyerozyjnej powłoki ochronnej dla powierzchni łopatek

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this article a preliminary design of the last stage of supercritical steam turbine has been presented. A computational model of supercritical thermal cycle has been created in order to determine steam parameters at the stage inlet and outlet. The model was based on the structure of German coal-fired power plant Datteln 4. Further steam-flow parameters and dimensions of stator and rotor blades have been calculated analytically. Stage geometry has been created and steam flow through designed stage upper-part has been simulated. Operating conditions of steam turbine last stages have been discussed and protective anti-erosion coating of blades surfaces have been proposed.

PL

W niniejszym artykule przedstawiono wstępny projekt ostatniego stopnia turbiny parowej na parametry nadkrytyczne. W celu określenia parametrów pary na wlocie oraz wylocie z analizowanego stopnia, utworzono obliczeniowy model obiegu cieplnego siłowni na parametry nadkrytyczne, wzorując się na strukturze niemieckiej elektrowni węglowej Datteln 4. Pozostałe parametry przepływu pary oraz wymiary łopatek kierowniczej i wirnikowej wyznaczono analitycznie. Utworzono geometrię projektowanego stopnia oraz przeprowadzono symulację przepływu pary przez górny fragment kanału przepływowego. Omówiono warunki pracy ostatnich stopni turbin parowych oraz zaproponowano antyerozyjną powłokę ochronną dla powierzchni łopatek.

Słowa kluczowe

EN

turbomachine; steam turbine; turbine blade; anti-erosion coating

PL

maszyna wirnikowa; turbina parowa; łopatka turbinowa; powłoka antyerozyjna

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT ; Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Mechanizacji Budownictwa i Górnictwa Skalnego
• Czasopismo: Przegląd Mechaniczny
• Rocznik: 2017
• Tom: nr 9
• Strony: 19--21
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Grzymkowska A.

• Gdansk University of Technology, Faculty of Ocean Engineering and Ship Technology, Dept. of Energy and Control Engineering

autor

Głuch S.

• Gdansk University of Technology, Faculty of Ocean Engineering and Ship Technology, Dept. of Energy and Control Engineering

autor

Zykova A.

• National Science Center Kharkov Institute of Physics and Technology

autor

Safonov V.

• National Science Center Kharkov Institute of Physics and Technology

Bibliografia

• [1] Xie D., Y. Shi, W. Li, Y. Hou, X., Q H. 2011. "Numerical simulation of wet steam two-phase flow in th Yu e last-stage stationary blade of super-critical steam turbine". 4th International Conference on Electric Utility Deregulation and Restructuring and Power Technologies.
• [2] Wang S., H. Wang, J. Yang. 2012. "The numerical simulation of steam wetness in variable working conditions for the last stage of LP-steam turbine". In World Automation Congress (WAC), (pp. 1-4). IEEE.
• [3] Abadi S.M.A.N.R., A. Ahmadpour, S.M.N., R. Abadi., J.P. Meyer. 2017. "CFDbased shape optimization of steam turbine blade cascade in transonic two phase flows". Applied Thermal Engineering (112): 1575 1589.
• [4] Xie R., H. Jie, X. Wang, Z. Wang. 2010."Fractural damage analysis and optimized improvement for last stage moving blade in ECTS". In Power and Energy Engineering Conference (APPEEC), 2010 Asia-Pacific (pp. 1-6). IEEE.
• [5] Bhagi L.K., V. Rastogi, P. Gupta. 2017."Study of corrosive fatigue and life enhancement of low pressure steam turbine blade using friction dampers". Journal of Mechanical Science and Technology (31): 17 - 27.
• [6] Rosic B., J.D. Denton, E.M. Curtis. 2008. “The influence of shroud and cavity geometry on turbine performance, an experimental and computational study - Part I: Shroud geometry". ASME Journal of Turbomachinery.
• [7] Chen B., X. Yuan. 2009. “Advanced aerodynamic optimization system for turbomachinery". ASME Journal of Turbomachinery.
• [8] Qin X., L. Chen, F. Sun, C. Wu. 2003. "Optimization for a steam turbine stage efficiency using a genetic algorithm". Applied Thermal Engineering (23): 2307 - 2316.
• [9] Yuan X., Q. Pu, X. Zhu., Z. Lin, Y. Niizeki, N. Shibukawa, T. Tanuma. 2012. "Fluid dynamic efficiency optimization of steam turbine stages considering leakage influences and inter-stage reciprocal interferences". International Journal of Gas Turbine, Propulsion and Power Systems (4) 1: 1 11.
• [10] Feng W., X. Yu. 2012. "The research of the new advanced high efficient ultra- -supercritical power generation technology". COAL-GEN Europe 2012, Warsaw, Poland.
• [11] Klotz H.,C. Brandt. 2008. "Alstoms target and most advanced steam turbine generator set E. ON ’S power plant Datteln 4". Power Generation Europe Conference, Milano.
• [12] Perycz S. 1988. Turbiny parowe I gazowe. Gdańsk: Wyd. PG.
• [13] Sakuma A., T. Takahashi, T. Fujiwara, M. Fukuda.2002. "Upgrading and life extension technologies for existing steam turbines". JSME International Journal Ser. B Fluids and Thermal Engineering 45(3): 492-498.
• [14] Safonov V., A. Zykova, A. Krella, J. Steller, G. Gajowiec ,M. Szkodo, H. Ghaemi. 2016. "Cavitation erosion resistance of thick CrC coating deposition by the Arc- PVD method". Polish Hydropower Conference RENEXPO, Warsaw, Poland

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).