Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Comparison of simple design of sodium and lead cooled fast reactor cores

Mazgaj P., Darnowski P., Gurgacz S., Lipka M., Dziubanii K.

Journal of Power Technologies

|

2014

|

Vol. 94, nr 5

16--25

EN

This report presents the results of a numerical simulation of thermal hydraulics processes in a liquid metal cooled fast reactor core, combined with simple neutron population computing for an infinite pin cell lattice. Two types of coolant were studied: liquid sodium and liquid lead, with all requirements regarding safety conditions observed. Temperature distributions along the cooling channel and distributions in the radial direction were prepared, then criticality calculations were performed for MOX fuel using MCNP Monte Carlo code.

2

Thermal and stress states in unsteady conditions of operation of the rotors of ultra-supercritical parameter turbines

Rusin A., Lipka M., Łukowicz H.

Archiwum Energetyki

|

2013

|

T. 43, nr 1/2

129--146

EN

The paper presents the results of numerical analyses, including the steam turbine rotor, for a newly designed 900 MW power unit with ultra-supercritical steam parameters (650 oC, 30.0 MPa). With the use of preliminary design calculations and assuming the optimum structural solutions, simulations of the turbine operation in unsteady conditions are carried out. The analyses take account of the turbine start-up from the different thermal states, i.e., the cold, warm and hot states, and with different rates of increment in the steam parameters. The maps of the temperature field and the stress distributions are obtained. Based on them, the areas with the highest level of stress are identified, i.e., the rotor critical areas which have a direct impact on the life of the entire machine. The performed simulations and analyses make it possible, already at the design stage, to determine the ranges of possible values of stress amplitudes occurring in the main components of the turbine. This in turn allows a preliminary assessment of the turbine life.

PL

W pracy przedstawiono wyniki analiz numerycznych, obejmujących wirnik turbiny parowej dla nowoprojektowanego bloku o mocy 900 MW na parametry super-nadkrytyczne (650 oC, 30 MPa). Opierając sie na wcześniej przeprowadzonych obliczeniach projektowych, po przyjęciu optymalnego rozwiązania konstrukcyjnego, przeprowadzono symulację pracy turbiny w warunkach nieustalonych. Analizy uwzględniały rozruchy turbiny zarówno z różnych początkowych stanów cieplnych, tj. zimnego, ciepłego oraz gorącego, jak i realizowanych z różnymi prędkościami przyrostu parametrów pary. Otrzymano mapy rozkładów pól temperatur oraz naprężeń. Na ich podstawie zidentyfikowano obszary o najwyższym poziomie wytężenia, tzn. obszary krytyczne wirnika, które w sposób bezpośredni będą wpływać na żywotność całej maszyny. Przeprowadzone symulacje i analizy pozwalają już na etapie prac projektowych określić zakresy możliwych wartości amplitud naprężeń występujących w głównych elementach turbiny. Pozwala to z kolei na wstępne oszacowanie trwałości turbiny.

3

Selection of the rotor heat-up rate for supercritical parameter turbines

Rusin A., Lipka M., Łukowicz H.

Archives of Thermodynamics

|

2013

|

Vol. 34, no. 3

89--104

EN

The paper presents the results of the numerical analyses for the steam turbine rotor, dedicated for the newly-designed 900 MW steam unit with supercritical steam parameters (650°C, 30.0 MPa). Basing on the design calculations, an optimal design solution was determined. Review of the available literature on materials for turbine rotors with supercritical steam parameters was done. Then the start-ups of the turbine were simulated. Thermal and strength states were analyzed. As a result, an optimal start-up characteristic was obtained.

4

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

Rusin A., Lipka M., Łukowicz H.

Archiwum Energetyki

|

2010

|

nr 1/2

115-129

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.

5

Systems of supporting the supervision of the operational safety of steam turbines

Rusin A., Lipka M.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2007

|

nr 4

36-42

EN

The possibilities of supervising the operation of thermal turbines enabling the tracking and prevention of events that may lead to serious failures are discussed. The algorithms of the monitoring the thermal stress levels of particular components are presented, together with brittle cracking hazards on the grounds of failure diagrams. The algorithms are based on typical quantities measured and recorded by the measurement systems of power units as well as on the material characteristics obtained from non-destructive tests.

6

Ciągły monitoring zagrożenia kruchym pękaniem wirników turbin

Rusin A., Lipka M.

Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Opolska

|

2006

|

Vol. 315, z. 56

585-590

PL

Długotrwała eksploatacja maszyn i urządzeń energetycznych, w tym turbin parowych, powoduje intensyfikację procesów zużycia. Miejscami najbardziej narażonymi na pojawienie się pęknięć jest otwór centralny wirników turbin akcyjnych, a także wręby łopatkowe, bądź rowki cieplne. W artykule przeanalizowano nieustalone fazy pracy wirnika pod kątem możliwości pojawienia się wysokich naprężeń rozciągających w obszarach potencjalnych wad. Sformułowano kryteria pękania wirników. Omówiono również możliwość wykorzystania bloków ograniczeń termicznych do ciągłego monitoringu zagrożenia kruchym pękaniem wirników.

EN

A long-term operation of steam turbines causes the intensification of life consumption processes. The locations which are heavily endangered with cracking are rotor's bore, blade notches and thermal grooves. In this article unsteady-states of rotor's operation towards possibilities of occurrence of high tensile stresses in the potentially defected areas have been analysed. Rotor's cracking criteria have been formulated. Possibilities of thermal limitation block's application for on-line monitoring of rotor's brittle cracking risks have been considered.

7

Wpływ zastosowania bloków ograniczeń termicznych na poprawę jakości eksploatacji turbin

Lipka M., Rusin A.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika

|

2005

|

z. 211

195--206

PL

W artykule przeanalizowano możliwość poprawy jakości eksploatacji turbin parowych, a w szczególności poprawy wskaźników bezpieczeństwa i efektywności, poprzez zastosowanie Bloków Ograniczeń Termicznych (BOT). Sformułowano model optymalizacji parametrów rozruchowych oraz podano sposób jego realizacji w trybie on-line. Podano przykłady zastosowania BOT w obniżaniu ryzyka pękania wirników, obniżania strat rozruchowych oraz wydłużania czasu eksploatacji.

EN

In the paper the possibilities of improvement of quality of steam turbines operation, particularly safety and efficiency indices, by means of Thermal Limitation Block was discussed. Optimization model of start-up parameters and the method of its realization in the on-line mode was formulated. The examples of application of the Thermal Limitation Block in the decrease of risk of rotor cracking, decrease start-up losses and the extension of operation time were given.

8

Modyfikacje algorytmów obliczania naprężeń w elementach turbin w trybie on-line

Rusin A., Lipka M., Łukowicz H.

Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Opolska

|

2004

|

Vol. 295, z. 53

513-518

PL

W artykule opisano nową koncepcję algorytmów obliczania naprężeń w elementach turbin parowych w trybie on-line. W algorytmach opartych o wykorzystanie całki Duhamela zmodyfikowano postać funkcji wpływu uzależniając ją od wartości współczynników wnikania ciepła. Podano przykłady obliczania naprężeń w najbardziej obciążonych obszarach wirnika zmodyfikowanymi algorytmami.

EN

In the article there is characterized a new conception of stress calculation algorithms with reference to steam turbine elements in on-line mode. In algorithms based on the Duhamel integral an effect function has been modified and made conditional on the value of surface film conductances. There are presented examples of stress calculations concerning the most loaded rotor areas modified by algorithms.

9

Ograniczanie strat rozruchowych bloku energetycznego poprzez optymalizację rozruchu turbiny.

Rusin A., Lipka M.

Zagadnienia Eksploatacji Maszyn

|

2004

|

Vol. 39, nr 1

145-158

PL

Rynek energii elektrycznej oraz duża konkurencja wśród jej wytwórców skłaniają do poszukiwania nowych możliwości poprawy efektywności eksploatacji. Oprócz poprawy sprawności konwersji energii w ustalonych stanach pracy bloku energetycznego coraz większe znaczenie ma ograniczenie strat rozruchowych. Straty rozruchowe mogą być generowane zarówno w kotle, jak w turbinie. Skracanie czasu rozruchu turbiny pociąga za sobą szybsze osiągnięcie przez blok energetyczny pełnej mocy, zwiększa się zatem energia użyteczna, a tym samym obniżają się straty rozruchowe. W niniejszym artykule omówiono możliwości optymalizacji rozruchu turbin z uwagi na kryterium ograniczenia strat rozruchowych. Omówiono warunki zastosowania opracowanej metody optymalizacji w trybie on-line oraz podano przykład optymalizacji rzeczywistego rozruchu turbiny dużej mocy.

EN

The liberation of the electric energy market and intense competition among its producers compel a search for new possibilities of improving operational efficiency. Apart from the improvement of the efficiency of energy conversion in steady states of the operation of power units, reduction of start-up losses receives more and attention. This fact is especially important when shutdowns and start-ups of power units are more frequent, as is the case with cyclical nature of the operation of power plants nawadays and in the future. As far as the duration of power losses at start-ups is concerned, they are a sum of the losses sustained at shut-down and start-up phases in the operation of power units. The start-up losses also include the fatigue wear of boiler and turbine elements caused by cyclical heating up and cooling down, which, accordingly, leads to the loss of power unit life. The start-up losses may be generated both in a boiler as well as in a turbine. If the turbine start-up time is reduced, the power unit reaches its full capacity in a shorter time, thus effective energy increases and, likewise, start-up losses decrease. The scope of the paper is the discussion on the possibilities of optimizing turbine start-ups in view of start-up losses reduction criterion. A mathematical model of such optimization is presented and optimization criteria, decision variables, limitations and objective function defined. Calculation algorithms of stresses in turbine components are based on Green's functions and Duhamel's integral. The conditions of applying the optimization method on-line are discussed and example of optimizing a real start-up of a turbine shown. The results of the optimization of real start-ups enable the formulation of a conclusion about the possibility of start-up losses reduction by either reducing the start-up time or reducing the fatigue wear of turbine components.

10

Optymalizacja parametrów rozruchowych turbin parowych

Rusin A., Łukowicz H., Malec A., Banaszkiewicz M., Lipka M.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika

|

2003

|

z. 202

179--188

PL

W referacie omówiono możliwości ciągłej optymalizacji parametrów rozruchowych turbin parowych. Przedstawiono algorytmy obliczania naprężeń termicznych w elementach bazujących na całce Duhamela oraz algorytmy optymalizacyjne umożliwiające minimalizację zapasu naprężeń. Zaproponowane algorytmy pozwalaja na optymilizację zużycia głównych elementów turbin i zapewniają minimalizację czasu rozruchu z jednoczesnym spełnieniem kryterium wytężeniowego. Jako przykład realizacji algorytmów przedstawiono optymilizator rozruchu turbin 18K360.

EN

The paper discusses possibilities of on-line optimization of steam turbine start-up parameters. Algorithms have been presented for calculating minimization of stress margins. The procedures proposed enable optimization of steam turbines components wear ane ensure minimization of start-up times with simultaneous fulfillment of material effort criterion. As an example of practical realization of the algorithms developed a start-up optimizer for an 18K360 steam turbine has been presented.