Influence of material properties on the stress state and life time of rotors in supercritical steam turbines

• Autorzy: Rusin A. , Lipka M. , Łukowicz H.

Warianty tytułu

PL

Wpływ własności materiałowych na stan wytężenia i trwałość wirników turbin na parametry nadkrytyczne

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Supercritical power units in which the working medium parameters of both temperature and pressure reach high values call for the use of appropriate materials. With the temperature range of 600-620 °C it is possible to use steel with the 9-12% content of chromium. In this group of chromium steels there are some sorts which, with a slightly different chemical composition, show significantly different thermal and mechanical properties. The paper presents an analysis of the stress state in a turbine rotor which operates with the working medium of the temperature range of 600-620 °C, and is made of various sorts of the 9-12% Cr steel. Material properties are discussed in the context of their influence on the stress amplitude in the unsteady state of operation, and on the stress in the rotors in steady state conditions.

PL

Bloki nadkrytyczne, w których czynnik roboczy osiąga wysokie wartości parametrów, zarówno temperatury jak i ciśnienia, wymagają zastosowania odpowiednich materiałów. W zakresie temperatur 600-620 °C możliwe jest stosowanie stali o zawartości 9-12% chromu. W tej grupie stali można wyodrębnić kilka gatunków, które różnią się nieco składem chemicznym i dość jstotnie własnościami cieplnymi i mechanicznymi. Przeanalizowano stan wytężenia elementów wirników turbin pracujących z czynnikiem roboczym o temperaturze 600-620 °C, wykonanych z różnych gatunków stali z grupy 9-12% Cr. Omówiono wpływ własności materiałowych na amplitudę naprężeń w nieustalonych stanach pracy oraz na naprężenia w wirnikach w warunkach ustalonych.

Słowa kluczowe

EN

steam turbines; stress state; material properties; lifetime; supercritical parameters

PL

turbiny parowe; wytężenie; własności materiałowe; trwałość; parametry nadkrytyczne

• Wydawca: Wydawnictwo Instytutu Maszyn Przepływowych PAN ; Komitet Problemów Energetyki Polskiej Akademii Nauk
• Czasopismo: Archiwum Energetyki
• Rocznik: 2010
• Tom: nr 1/2
• Strony: 115--129
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz.

Twórcy

autor

Rusin A.

autor

Lipka M.

autor

Łukowicz H.

• Silesian University of Technology Institute of Power Engineering and Turbomachinery Gliwice,

Bibliografia

• [1] Research Project: Supercritical Coal Units. Institute of Power Engineering and Turbomachinery. Gliwice 2007-2010 (in Polish).
• [2] Rusin A., Lipka M., Łukowicz H.: Selected aspects of design turbine's rotors on supercritical parameters. Proc. 9th International Scientific-Technical Conference on Thermal Power Plant. Exploitation - Upgrades - Repairs, Słok near Bełchatów, 1-3 June 2009, 323-332 (in Polish).
• [3] Łukowicz H.: Analysis of steam parameters calculation methods in turbine in thermal and strength diagnostic problems. VI Conference PBEC, Prace naukowe - Konferencje, z. 23, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warsaw 2003, 215-222 (in Polish).
• [4] Ha J., Tabuchi M., Hongo H., Yokobori A.T., Fuji A.: Creep crack growth properties for 12CrWCoB rotor steel using circular notched specimens. International Journal of Pressure Vessels and Piping, Vol. 81, 2004, 401-407.
• [5] Hald J.: Microstructure and long-term creep properties of 9-12%Cr steels. International Journal of Pressure Vessels and Piping, Vol. 85, 2008, 30-37.
• [6] Wang Y., Mayer K.H., Scholz A., Berger C, Chilukuru H., Durst K., Blum W.: Development of new 11%Cr heat resistant ferritic steels with enhanced Creep resistance for steam power plants with operating steam temperatures up to 650 °C. Materials Science and Engineering A, 2009.