Czynniki warunkujące adaptacyjną regulację powierzchni wymiany ciepła w odniesieniu do projektowania i eksploatacji skraplacza turbiny parowej

• Autorzy: Łukaszewski Krzysztof Bernard

Warianty tytułu

EN

Factors conditioning adjustment of heat exchange surface in reference to designing and operating of steam turbine condenser

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem artykułu jest wskazanie czynników warunkujących wprowadzenie do eksploatacji technicznego systemu energetycznego (głównie elektrowni, statku morskiego) skraplacza o adaptacyjnej regulacji powierzchni wymiany ciepła. W pracy wykazano wpływ określonych, wyróżnionych, czynników na różnice obliczeniowe powierzchni wymiany ciepła skraplacza turbiny parowej. Stała wartość powierzchni wymiany ciepła, przy założeniu stałej, optymalnej prędkości przepływu wody chłodzącej przez rury skraplacza powoduje wzrost albo spadek ciśnienia skraplania pary wodnej w zmiennych warunkach eksploatacyjnych. Istota adaptacyjnej regulacji powierzchni wymiany ciepła, wynika z konieczności utrzymywania zadanego (zmiennego) ciśnienia skraplania pary wodnej w różnych warunkach eksploatacyjnych skraplacza turbiny parowej. Ostanie stopnie NP turbiny projektowane są na określone wartości ciśnień, optymalne, które są w funkcji zmiany mocy. Zmiany warunków eksploatacyjnych skraplacza wynikają w pierwszej kolejności z funkcjonowania turbiny parowej w technicznym systemie energetycznym. Następnie ze zmian temperatury wody chłodzącej skraplacz z miejsca jej poboru i zmian jej właściwości fizyczno-chemicznych. Dalej z aktualnego stanu technicznego skraplacza, tzn. zmiennego w czasie zanieczyszczenia rur, szczelności skraplacza i liczby pękniętych (zakorkowanych) rur. Ogólnie, adaptacyjna regulacja powierzchni wymiany ciepła skraplacza zmniejsza koszty eksploatacyjne technicznego systemu energetycznego w zmiennych warunkach jego eksploatacji. Prezentowany artykuł podejmuje zagadnienia związane z następującym problemem: jak utrzymywać określoną spraw-ność energetyczną technicznego systemu energetycznego w czasie jego eksploatacji?

EN

The aim of the following article is to indicate the factors conditioning the introduction of adaptive heat exchange surface condenser to the operation of technical power system (mainly the one of electric power station or marine vessel). Several factors influencing the differences in calculating of the heat exchange surface of steam turbine condenser have been indicated in the paper. The increase and fall of the steam pressure in variable operating conditions is caused by the constant value of heat exchange surface assuming the constant optimal velocity of the flow of coolant water in the condenser pipes. The essence of adaptive regulation of heat exchange surface is the result of the necessity to maintain variable pressure of steam condensation in various operating conditions of steam turbine condenser. Final stages of the turbine are designed for certain optimal pressure values within the power alteration function. The alterations of operating conditions of the steam turbine condenser are primarily the result of functioning of the steam turbine in technical energy power system. Secondly, the changes are caused by the temperature alterations of the coolant water and the places of its intake as well as physical and chemical properties. Thirdly, the alterations of operating conditions of the steam turbine condenser steam from the current technical condition of the condenser, e.g. time-variable pipe contamination, tightness of the condenser as well as the number of cracked or capped pipes. Generally, the adaptive adjustment of the heat exchange surface decreases operating costs of technical energy power system in variable conditions of its operation. The article deals with the issue of the following question: how to maintain certain energy efficiency of the technical energy system while its operation?

Słowa kluczowe

PL

wymienniki ciepła; regulacja powierzchni wymiany ciepła; projektowanie skraplacza; eksploatacja skraplacza

EN

heat exchanger; adjustment of heat exchange surface; designing of condenser; operating of condenser

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2019
• Tom: Nr 5
• Strony: 26--33
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., rys.

Twórcy

autor

Łukaszewski Krzysztof Bernard

• Katedra Podstaw Techniki, Wydział Mechaniczny, Uniwersytet Morski w Gdyni

Bibliografia

• [1] Bejan A. Kraus A. D.: Heat transfer handbook. John Wiley & Sons, Inc, 2003.
• [2] Brodov Yu. M., Aronson K. E., Ryabchikov A. Yu., Nirenshteyn M. A.: Current state and trends in the design and operation of water-cooled condensers of steam turbines for thermal and nuclear pow-er stations (review). Thermal Engineering, ISSN 0040-6015, 2019, Vol. 66, No. 1, pp. 16–26.
• [3] Chmielniak T.: Obiegi termodynamiczne turbin cieplnych. WPAN, 1988.
• [4] Data sweet No. F1 Cu Zn20AI2, 1970 Edition.
• [5] Dobosiewicz J.: Niektóre przyczyny uszkodzeń łopatek roboczych turbin parowych. Energetyka, 2003, nr 1, str. 395-400.
• [6] Jankowski Z., Kurpisz Ł.: Obliczenia hydrauliczne wymienników ciepła. Wydawnictwo Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1981.
• [7] Joachimiak M., Krzyślak P.: Analiza zmian udziału powietrza w przepływie przez pęczek rurowy skraplacza. Journal of Mechanical and Transport Engineering, 2013, Vol. 65, no. 1, pp. 35-50.
• [8] Kakac S., Liu H.: Heat exchangers selection, rating and thermal design. Second Edition CRC Press LLC, Florida 2002.
• [9] Kmieć A., Procesy cieplne i aparaty. Wydawnictwo Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2005.
• [10] Łukaszewski K.: Efektywność funkcjonowania skraplacza turbiny parowej – zagadnienia projektowo-eksploatacyjne. Energetyka 2016, nr 4, str. 240-246.
• [11] Łukaszewski K.: Adaptive reliability structures of heat exchange surface in turbine condenser. Eksploatacja i Niezawodnosc – Maintenance and Reliability 2018, nr 20 (1), str. 153–159, http://dx.doi.org/10.17531/ein.2018.1.20.
• [12] Łukaszewski K.: Metoda projektowania wymienników ciepła technicznych systemów energetycznych ze względu na wymaganą niezawodność tych systemów – część 1. Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Gdyni 2014, nr 83, str.149-173.
• [13] Łukaszewski K.: Metoda projektowania wymienników ciepła technicznych systemów energetycznych ze względu na wymaganą niezawodność tych systemów – część 2. Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Gdyni 2014, nr 83, str.174-193.
• [14] Łukaszewski K.: Optimizing the values of the selected scalar quantities in designing a condenser of marine steam turbine according to the adopted criteria in this designing. Journal of KONES Powertrain and Transport, 2014, nr 2, tom 21, str. 193-199, ISSN 1231-4005.
• [15] Miller E.: Heat exchanger design handbook. Published by University Publications, New York, NY 10001, USA, 2018.
• [16] Mohamed M. A. Ibrahim and Mohamed R. Badawy.: A parametric study of the impact of the cooling water site specific conditions on the efficiency of a pressurized water reactor nuclear power plant. International Journal of Nuclear Energy 2014, Vol. 2014, pp.1-6.
• [17] Nitsche M. Gbadamosi R. O.: Heat exchanger design guide. A practical guide for planning, selecting and designing of shell and tube exchangers. Elsevier Inc, 2016.
• [18] Pudlik W.: Wymiana i wymienniki. Wydawnictwo PG, Gdańsk 2008.
• [19] Salij A, Stępień J. C.: Praca skraplaczy turbinowych w układach cieplnych bloków energetycznych. Lublin KAPRINT, 2013.
• [20] Shah R. K., Sekulic D.P.: Fundamentals of heat exchanger design. John Wiley & Sons, Inc, 2003.
• [21] Słupik T.: Zasady optymalnej pracy skraplaczy i wymienników ciepła. Energetyka 2012, nr 9, str. 555-559.
• [22] Staniszewski B.: Wymiana ciepła. PWN, Warszawa 1980.
• [23] Thulukkanam K.: Heat exchanger design handbook. Second edition. Taylor & Francis Group, LLC, 2013.
• [24] Wiśniewski S., Wiśniewski T.S.: Wymiana ciepła. WNT, Warszawa 2000.
• [25] www.rynek-bilansujacy.cire.pl

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).