Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Weryfikacja doboru średnicy rury skraplacza dla bloku 200 MW

Laskowski Rafał, Smyk Adam, Rusowicz Artur, Grzebielec Andrzej, Ruciński Adam

Instal

|

2022

|

nr 2

11--15

PL

W skraplaczach energetycznych bloków parowych dochodzi do odprowadzenia ciepła kondesacji pary do otoczenia. Geometria (powierzchnia wymiany ciepła, średnica rury) i warunki pracy skraplaczy energetycznych wpływają na osiągi bloku (moc i sprawność). Wraz ze zmianą średnicy rury skraplacza następuje zmiana warunków wymiany ciepła i oporów przepływu wody chłodzącej, co przekłada się na ciśnienie kondensującej pary, moc generowaną przez turbinę, moc potrzebną do napędu pompy wody chłodzącej i sprawność bloku. Ze względu na wydłużenie czasu pracy bloków energetycznych klasy 200 MW i ich większą elastyczność pracy w systemie elektroenergetycznym w artykule dokonano weryfikacji doboru średnicy rury skraplacza w celu zbadania możliwości poprawy osiągów. Model bloku 200 MW został stworzony w programie Ebsilon. Kryterium optymalizacyjnym jest maksymalizacja mocy i sprawności netto bloku.

EN

In steam power plants condensers, the condensation heat of the steam is removed to the environment. The geometry (heat transfer surface area, tube diameter) and the operating conditions of the steam condensers influence the power plant performance (power and efficiency). As the diameter of the steam condenser tube changes, the heat transfer conditions and the cooling water flow resistance change, which translates into the pressure of condensing steam, the power generated by the turbine, the power needed to drive the cooling water pump and the power plant efficiency. Due to the extension of the operating time of 200 MW class power units and their greater flexibility of operation in the power system, the article verifies the selection of the diameter of the steam condenser tube in order to investigate the possibilities of improving performance. The 200 MW unit model was created in the Ebsilon program. The optimization criterion is to maximize the power and net efficiency of the unit.

2

Dobór strumienia masy wody chłodzącej przy zmiennym obciążeniu dla bloku 200 MW

Laskowski Rafał, Smyk Adam, Rusowicz Artur, Grzebielec Andrzej

Rynek Energii

|

2020

|

Nr 3

41--46

PL

Bloki węglowe klas 200 MW były projektowane jako podstawowe jednostki wytwórcze, które miały ograniczony zakres regulacji obciążenia. Ze względu na rosnący udział odnawialnych źródeł energii w bilansie energetycznym jednostki klasy 200 MW muszą m.in. charakteryzować się większą elastycznością (w zakresie większych zmian obciążeń). Jest to jednym z istotnych celów programu 200+. Ponadto blok nie powinien znacząco zmniejszać sprawności przy mniejszych obciążeniach, które będą często występować. W artykule dokonano analizy doboru strumienia masy wody chłodzącej przy zmiennym obciążeniu blok w zakresie od 100 % do 40 %, w celu uzyskania mak-symalnej sprawności i mocy. Model matematyczny bloku 200 MW został wykonany w komercyjnym programie Ebsilon i zwalidowany na podstawie danych pomiarowych. Na podstawie przeprowadzonej analizy wydaje się zasadne zmniejszanie strumienia masy wody chłodzącej w blokach pracujących z obciążeniem poniżej 60%.

EN

The 200 MW coal power plants were designed as basic generating units, which had a limited scope of load regulation. Due to the growing share of renewable energy sources in the energy balance, 200 MW class units must have greater flexibility (in the scope of larger load changes). In addition, these power plants should not significantly reduce efficiency at the lower loads that will often occur. The article analyzes the selection of the cooling water mass flow rate at variable load in the range from 100% to 40% in order to obtain maximum efficiency and power. The mathematical model of the 200 MW power plant was made in the commercial Ebsilon program and validated based on measurement data. On the basis of the analysis carried out, it seems reasonable to reduce the cooling water mass stream in this unit working with a load below 60%.

3

Modernizacja skraplacza bloku energetycznego

Laskowski Rafał, Smyk Adam

Instal

|

2020

|

nr 11

19--23

PL

W artykule przedstawiono efekty modernizacji skraplacza bloku energetycznego, polegającej na wymianie wkładu rurowego z mosiężnego na tytanowy wraz ze zmianą średnicy rur i układu przepływowego. Oszacowano zmianę ciśnienia w skraplaczu, mocy bloku, kosztu skraplacza i zysku jaki przyniesie modernizacja w ciągu 20 lat eksploatacji bloku.

EN

The article presents the effects of modernization of the condenser of the power unit, consisting in the replacement of a brass pipe with a titanium one with a change in the diameter of the pipes and the flow system. The changes in the pressure in the condenser, the power of the unit, the cost of the condenser and the profit that the modernization will bring over 20 years of operation of the unit were estimated.

4

Modernizacja skraplacza energetycznego z wymianą rur na tytanowe

Laskowski Rafał, Smyk Adam, Rusowicz Artur, Grzebielec Andrzej

Rynek Energii

|

2019

|

Nr 6

29--36

PL

W artykule dokonano analizy wymiany w skraplaczu wkładu rurowego z rur mosiężnych na wkład rurowy o rurach gładkich wykonanych z rur mosiężnych lub tytanowych ze zamianą układu przepływowego z dwubiegowego na jednobiegowy. Ze względu na różny materiał rurek i kształt ich powierzchni analiza została przeprowadzona dla różnych wartości oporu osadu i różnej średnicy rurek. Do oceny różnych wariantów wkładu rurowego zastosowano funkcję uwzględniającą zmianę mocy i generowanej w ciągu roku energii elektrycznej netto oraz zysku w okresie N lat z uwzględnieniem zmiany nakładów inwestycyjnych jakie należy ponieść na modernizację skraplacza.

EN

The article analyzes the replacement of brass tubes into smooth tubes made of brass or titanium with the change of the flow system from two-passes to single-pass. Due to the different material of pipes and the shape of their surface, the analysis was carried out for different values of fouling resistance and different diameter of tubes. To evaluate the various variants of the tube diameters, a function was used that takes into account the change in net electricity generated, as well as the profit over the period of N years, taking into account the change in investment expenditure to be incurred for the modernization of the condenser.

5

Uproszczony model skraplacza energetycznego w zmienionych warunkach pracy

Laskowski Rafał, Smyk Adam

Instal

|

2019

|

nr 3

7--11

PL

W artykule przedstawiono charakterystyki skraplacza energetycznego w zmienionych warunkach pracy oraz zaprezentowano pełny i uproszczony model skraplacza przydatnego w analizach układu cieplnego bloków energetycznych.

EN

The article presents the characteristics of an steam condenser in off-design conditions and a full and simplified model of a condenser useful in the analysis of the steam cycle of power units.

6

Wybrane zagadnienia modelowania i optymalizacji skraplaczy energetycznych i wymienników regeneracyjnych

Laskowski Rafał

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika

|

2018

|

z. 269

3--138

PL

Celem badań zawartych w pracy jest próba poprawy sprawności bloków energetycznych. W pracy skupiono się na możliwości jej poprawy od strony układu chłodzenia (skraplacze) i od strony wymienników regeneracyjnych. Poprawę sprawności bloku można uzyskać na etapie projektowania poprzez dobór odpowiedniej geometrii i konfiguracji wymienników lub podczas eksploatacji poprzez dobór parametrów cieplno-przepływowych. W pracy przedstawiono możliwości zastosowania metod entropowych i egzegetycznych do optymalizacji osiągów powierzchniowych wymienników ciepła (skraplaczy, wymienników regeneracyjnych) z uwzględnieniem ich wpływu na układ cieplny bloku. Dokonano również analizy różnych konfiguracji połączenia skraplaczy bloku energetycznego dużej mocy. Zbadano wpływ temperatury i strumienia masy wody chłodzącej na moc i sprawność bloku. Opracowane modele zostały sprawdzone na podstawie danych uzyskanych z zerowymiarowych symulatorów skraplacza, wymiennika regeneracyjnego, wymiennika przeciwprądowego opracowanych na podstawie literatury a walidowanych z uwzględnieniem danych pomiarowych. Analizę połączenia różnych konfiguracji skraplaczy i wpływu temperatury wody chłodzącej przeprowadzono na podstawie danych uzyskanych z modeli opracowanych w programie GateCycle. W pracy dokonano analizy szeregu praktycznych przypadków: doboru średnicy rurek skraplaczy, oceny konstrukcji skraplaczy, określenie optymalizacji konfiguracji skraplaczy w układzie z kilkoma wylotami z turbin i kilkoma skraplaczami, rozkładu podgrzewu wody zasilającej pomiędzy szeregowo zainstalowane wymienniki regeneracyjne, określenia optymalnego strumienia wody chłodzącej skraplacz przy pracy bloku z obciążeniem różnym od znamionowego, oceny wpływu temperatury wody chłodzącej na osiągi bloku energetycznego, oceny efektywności skraplacza i wymiennika regeneracyjnego. Praca stanowi próbę uogólnienia dotychczasowych wyników badań Autora w zakresie modelowania matematycznego powierzchniowych wymienników ciepła i układów chłodzenia prowadzonych w Instytucie Techniki Cieplnej Politechniki Warszawskiej.

EN

The aim of the research included in the paper is to improve the efficiency of power units. The paper focuses on the possibility of improving the efficiency from the side of the cooling system (steam condensers) and from the side of regenerative beat exchangers. Power plant efficiency can be improved at the design stage by selecting the appropriate geometry and configuration of heat exchangers or during operation by selecting thermo-flow parameters. The paper presents the possibilities of using entropy and exergy methods to optimize the performance of surface heat exchangers (steam condensers, regenerative heat exchangers) taking into account their influence on the thermal system of the power plant. Various configurations of the connection of steam condensers of a high-capacity power plant were also analyzed. The influence of inlet cooling water temperature and cooling water mass flow rate on the power and efficiency of the power plant was investigated. The models developed were tested on the basis of data obtained from zero-dimensional simulators of a steam condenser, regenerative heat exchanger, and counter-flow heat exchanger developed on the basis of literature and validated taking in to account measurement data. The analysis of the combination of different configurations of steam condensers and the effect of cooling water temperature was based on data obtained from models developed in the GateCycle program. The paper analyzes a number of practical cases: selection of the diameter of steam condenser tubes, assessment of the condenser design, determination of the optimal configuration of steam condensers in systems with several turbine outlets and several condensers, distribution of water heating between regeneration exchangers installed in series, determination of an optimal cooling water mass flow rate for off-design load conditions of the power unit, evaluation of the effect of cooling water temperature on power plant performance, and assessment of steam condenser and regenerative heat exchanger effectiveness. The paper is an attempt to generalize the author's current research results in the field of mathematical modelling of surface beat exchangers and cooling systems carried out at the Institute of Heat Engineering, Warsaw University of Technology.

7

Steam condensation analysis in a power plant condenser

Drożyński Z.

Archives of Thermodynamics

|

2018

|

Vol. 39, no 4

3--32

EN

Proposed is the analysis of steam condensation in the presence of inert gases in a power plant condenser. The presence of inert, noncondensable gases in a condenser is highly undesirable due to its negative effect on the efficiency of the entire cycle. In general, thermodynamics has not provided an explicit criterion for assessing the irreversible heat transfer process. The method presented here enables to evaluate precisely processes occurring in power plant condensers. This real process is of particular interest as it involves a number of thermal layers through which heat transfer is observed. The analysis was performed using a simple, known in the literature and well verified Berman’s model of steam condensation in the presence of non-condensable gases. Adapted to the geometry of the condenser, the model enables, for instance, to recognise places where non-condensable gases are concentrated. By describing with sufficient precision thermodynamic processes taking place in the vicinity of the heat transfer area segment, it is possible to determine the distributions of thermodynamic parameters on the boundaries between successive layers. The obtained results allow for the recognition of processes which contribute in varying degrees to irreversible energy degradation during steam condensation in various parts of the examined device.

8

Zwiększenie intensywności wymiany ciepła w skraplaczach przemysłowych w wyniku zastosowania powłok hydrofobowych : analiza krytyczna

Alabrudziński S.

Przemysł Chemiczny

|

2017

|

T. 96, nr 4

794--797

PL

Podjęto dyskusję na temat możliwości zastosowania powłok hydrofobowych, jako promotorów kondensacji kroplowej w skraplaczach energetycznych. Warunki cieplno-przepływowe, które występują w tych aparatach umożliwiają zastosowanie materiałów wymagających stosunkowo niskiej temperatury pracy. Przedyskutowano istotne parametry wpływające na intensywność wnikania ciepła po stronie pary. Oszacowano wpływ zwiększenia współczynnika wnikania ciepła. Dokonano przeglądu i podano przykłady powłok hydrofobowych, odznaczających się dużą trwałością i niskimi oporami cieplnymi rzędu 10⁻⁷ m²•K/W, czyli o dwa rzędy wielkości mniejszymi niż typowe wartości oporu osadów wewnątrz rur wymiennika i o trzy rzędy wielkości mniejszymi niż te, które mogą występować w długo eksploatowanych aparatach. Przedstawione zostały wyniki własnych badań z użyciem modelu CFD (computational fluid dynamics) skraplacza energetycznego1). Sformułowano konstruktywne wnioski i podsumowano zagadnienia otwarte do dalszych badań.

EN

The sp. thermal-hydraulic conditions on the heat transfer surface as well as on the shell-side of power plant condenser were improved by the use of low heat-performance materials (hydrophobic coatings) with a long lifetime and lower thermal resistance (10⁻⁷ m²•K/W). The computational fluid dynamics model of a power-plant condenser was developed and used to assess heat transfer intensification and increase in power generated by the condensing turbine unit. Lifetime of hydrophobic layers and effective range of thermal resistance were also estd.

9

Weryfikacja średnicy rurek skraplacza na podstawie minimalizacji generacji entropii

Laskowski R., Rusowicz A., Smyk A.

Rynek Energii

|

2015

|

Nr 1

71--75

PL

Na podstawie minimalizacji generacji entropii wyznaczono optymalną wartość liczby Reynoldsa i średnicę rurki skraplacza bloku 200 MW. W modelu uwzględniono generację entropii w wyniku przepływu ciepła i oporów przepływu od strony wody chłodzącej. Na podstawie przeprowadzonej analizy otrzymano mniejszą średnicę wewnętrzną rurki średnio od 2 do 4 mm od aktualnej wartości równej 28 mm. Zmniejszanie średnicy rurki powoduje wzrost średniej prędkości wody chłodzącej, co skutkuje poprawą współczynników przejmowania i przenikania ciepła, zmniejszeniem powierzchni wymiany ciepła i wzrostem oporów przepływu.

EN

On the basis of entropy generation minimization determined the optimal value of the Reynolds number and tube diameter of power plant condenser 200 MW. The model includes the generation of entropy as a result of heat transfer and pressure drop from the cooling water. The analysis gave the smaller inside diameter of the tube of approximately average from 2 to 4 mm from the current value equal to 28 mm. Reducing the diameter of the tube increases the average speed of the cooling water, thereby improving the transfer coefficients and heat transfer reduction in the heat transfer surface area and increased flow resistance.

10

Zastosowanie minimalizacji generacji entropii do określenia optymalnej średnicy wewnętrznej rurki skraplacza jednobiegowego typu „church window”

Laskowski R., Smyk A., Rusowicz A., Grzebielec A.

Instal

|

2015

|

nr 7/8

20--23

PL

W celu wyznaczenia optymalnej wartości średnicy wewnętrznej rurki skraplacza bloku energetycznego typu „church window” zastosowano minimalizację generacji entropii. W przyjętym modelu uwzględniono generację entropii w wyniku przepływu ciepła i oporów przepływu od strony wody chłodzącej. Obliczenia przeprowadzono dla dwóch zależności na współczynnik oporów przepływu z uwzględnieniem różnych wartości chropowatości rurki skraplacza. Wartość optymalnej średnicy zależy od przyjętej wartości chropowatości i wraz ze wzrostem chropowatości rośnie. Z przeprowadzonej analizy otrzymano dla analizowanego skraplacza optymalną wartość wewnętrznej średnicy rurki równą 20 mm. Podana wartość dotyczy górnego przedziału chropowatości, który można uznać za „bezpieczny” dla przeciętnych warunków eksploatacyjnych, uwzględniających średnie zanieczyszczenie rurek skraplacza.

EN

In order to determine the optimum value of the inner diameter of the condenser tube type of “church window” entropy generation minimization was used. In this model the entropy generation by heat transfer and pressure drop from the cooling water side were taken into account. Calculations were performed for the two relations of flow resistance and for the different values of roughness of the condenser tube. The value of the optimal diameter depends on the value of roughness and with the increase of roughness the value of the optimal diameter increases. From the performed analysis the optimal value of the inner tube diameter of 20 mm was obtained. The specified value is for the upper range of roughness, which can be considered as “safer” for average operating conditions, taking into account the average fouling of the condenser tubes.

11

Optymalizacja średnicy rurki kraplacza na podstawie minimalizacji generacji entropii

Laskowski R., Rusowicz A.

Chłodnictwo : organ Naczelnej Organizacji Technicznej

|

2015

|

R. 50, nr 4-5

26--29

PL

Na podstawie minimalizacji generacji entropii wyznaczono optymalną wartość liczby Reynoldsa i średnicę rurki skraplacza bloku 200 MW, W modelu uwzględniono generację entropii w wyniku przepływu ciepła i oporów przepływu od strony wody chłodzącej. Na podstawie przeprowadzonej analizy otrzymano mniejszą średnicą wewnętrzną rurki o około 6 mm od aktualnej wartości równej 28 mm. Zmniejszanie średnicy rurki powoduje wzrost średniej prędkości wody chłodzącej, co skutkuje poprawą współczynników przejmowania i przenikania ciepła, zmniejszeniem powierzchni wymiany ciepła i wzrostem oporów przepływu.

EN

On the basis of entropy generation minimization determined the optimal value of the Reynolds number and tube diameter of power plant condenser 200 MW. The model includes the generation of entropy as a result of heat transfer and pressure drop from the cooling water. The analysis gave the smaller inside diameter of the tube of approximately 6 mm from the current value equal to 28 mm. Reducing the diameter of the tubę increases the average speed of the cooling water, thereby improving the transfer coefficients and heat transfer reduction in the heat transfer surface area and increased flow resistance.

12

Estimation of a tube diameter in a ‘church window’ condenser based on entropy generation minimization

Laskowski R., Rusowicz A., Grzebielec A.

Archives of Thermodynamics

|

2015

|

Vol. 36, no. 3

49--59

EN

The internal diameter of a tube in a ‘church window’ condenser was estimated using an entropy generation minimization approach. The adopted model took into account the entropy generation due to heat transfer and flow resistance from the cooling-water side. Calculations were performed considering two equations for the flow resistance coefficient for four different roughness values of a condenser tube. Following the analysis, the internal diameter of the tube was obtained in the range of 17.5 mm to 20 mm (the current internal diameter of the condenser tube is 22 mm). The calculated diameter depends on and is positively related to the roughness assumed in the model.

13

Analiza warunków pracy skraplacza energetycznego z wykorzystaniem pomiarów i modelu aproksymacyjnego

Laskowski R., Smyk A.

Rynek Energii

|

2014

|

Nr 1

110--115

PL

W trakcie eksploatacji skraplaczy może dochodzić do zmiany warunków ich pracy, co zwykle prowadzi do obniżenia mocy bloków energetycznych. Pogorszenie się warunków wymiany ciepła może wynikać z odkładania się zanie-czyszczeń zawartych w wodzie chłodzącej na powierzchni wymiany ciepła lub ze zwiększonej ilości gazów inertnych (powietrza). Oba wspomniane zjawiska prowadzą do podwyższenia ciśnienia i temperatury pary w skraplaczu. Do oceny wpływu tych dwóch niekorzystnych zjawisk można wykorzystać różnicę pomiędzy mierzonym i referencyjnym ciśnieniem lub odpowiadającą zmianie ph różnicę temperatury kondensacji pary. W celu otrzymania zależności na temperaturę referencyjną w zmienionych warunkach pracy stworzono symulator skraplacza bloku energetycznego. Na podstawie danych otrzymanych z symulatora skraplacza zaproponowano prostą zależność do opisu temperatury nasycenia (ciśnienia pary) jako funkcji trzech niezależnych parametrów mających największy wpływ na pracę skraplacza: temperatury i strumienia masy wody chłodzącej na wlocie do skraplacza oraz strumienia masy pary. Proponowaną zależność zastosowano do oceny stanu technicznego skraplacza 200 MW pracującego w jednej z krajowych elektrowni. W przykładowej analizie, zamieszczonej w artykule, na podstawie danych pomiarowych z początku roku dokonano walidacji modelu dla analizowanego skraplacza. Następnie zbadano różnice między mierzonym i wyznaczonym z proponowanej zależności ciśnieniem (temperaturą) dla rzeczywistych danych z końca roku. Ponieważ różnice wartości temperatury na początku i pod koniec roku mieściły się w tym samym przedziale ± 0,8 oC można stwierdzić, iż nie doszło do pogorszenia się warunków pracy skraplacza.

EN

During operation of steam condensers a change in their working conditions may occur, which usually leads to a decreased performance of a power plant. The degradation of the heat transfer conditions may be due to deposition of impurities contained in the cooling water on the heat transfer surface or to increased amounts of inert gases (air). Both of these phenomena lead to an increase in steam pressure and temperature in the steam condenser. To assess the impact of these two negative phenomena, the difference between the measured and the reference pressure, or the difference in steam condensation temperatures as corresponding to a change in ph, can be used. In order to obtain the relation for the reference temperature in the off-design conditions, a simulator of the steam condenser for a power plant was created. On the basis of data obtained from a steam condenser simulator, a simple relation to describe the saturation temperature (steam pressure) was proposed as a function of three independent parameters that have the greatest impact on the performance of the steam condenser: the temperature and mass flow rate of cooling water at the inlet to the steam condenser and the mass flow rate of steam. The proposed relation was used to evaluate the technical condition of a 200-MW steam condenser operating in one of domestic power plants. In the sample analysis, published in the article, the model for the analyzed steam condenser was validated against measurement data from the beginning of a year. Next, the differences were calculated between the pressures (temperatures) as measured and obtained from the proposed relation using the actual data from the end of the year. As the differences between the temperatures at the beginning and at the end of the year are in the same range of ±0.8°C, it can be concluded that the working conditions of the steam condenser did not degrade.

14

The numerical modeling of a church window power plant condenser

Rusowicz A., Grzebielec A.

Rynek Energii

|

2013

|

Nr 6

137--141

EN

The paper deals with a comparison between numerical predictions, using the porous media concept and measurements of the two-dimensional model of power plant condenser. The real ribbon tube bundle of plant condenser „church window” is analyzed. The equations governing the conservation of mass, momentum, and air mass fraction are solved. The results of numerical simulation of velocity, pressure and air concentration fields are presented. The measurements included determination of difference between inlet and outlet water cooling temperature in tube. The results of simulation presents the conclusions relating usefulness of numeric calculations for diagnostics of working condenser.

PL

W pracy przedstawiono dwuwymiarowy model obliczeniowy dla skraplaczy energetycznych. Analizie poddano pęk rur o budowie typu „church window”. Rozwiązano układ równań zachowania ciągłości, pędu oraz bilansu składnika. Następnie porównano obliczone przyrosty temperatury wody chłodzącej w rurach z pomiarami przeprowadzonymi na działającym urządzeniu. Na podstawie wyników symulacji zaprezentowano wnioski dotyczące przydatności obliczeń numerycznych dla diagnostyki pracującego skraplacza.

15

Zagadnienia modelowania matematycznego skraplaczy energetycznych

Rusowicz A. W.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika

|

2013

|

z. 249

3--103

PL

W pracy przedstawiono próbę własnego ujęcia zagadnień modelowania matematycznego skraplaczy energetycznych turbin parowych. Praca stanowi próbę uogólnienia dotychczasowych wyników badań autora w zakresie modelowania matematycznego skraplaczy energetycznych, prowadzonych w ITC PW. Dokonano przeglądu konstrukcji skraplaczy energetycznych wraz z krótkim omówieniem zalet lub wad poszczególnych rozwiązań. Zaproponowano model obliczeniowy dwuwymiarowy, który w ramach badań uzupełniano. Wykonano również szereg badań uzupełniających, polegających na określeniu grubości i wartości oporów cieplnych osadów w określonych rurach skraplacza. Wytypowano charakterystyczne miejsca w pęku skraplacza i określono rozkład grubości osadów wzdłuż rur i po obwodzie. Zbudowano stanowisko eksperymentalne pozwalające określić wartość oporu cieplnego osadu w rurach. Dla tego samego typu skraplacza analizowano miejsca w pęku, w których zachodzi uszkodzenie rur lub znaczna zmiana grubości ścian rur. Zaproponowano metodę określenia wartości lepkości efektywnej w obliczeniach numerycznych. Dla dwóch typów skraplaczy energetycznych zaproponowano model matematyczny umożliwiający uzyskanie rozwiązania w postaci pól prędkości, ciśnień, stężeń gazów inertnych, które wiążą ze sobą główne parametry konstrukcyjne i eksploatacyjne tego typu wymienników. Przedstawione rozwiązania poddano weryfikacji eksperymentalnej potwierdzającej ich poprawność. Porównywano zmierzone przyrosty temperatury wody chłodzącej, określone w rurach podczas pracy skraplacza w warunkach eksploatacyjnych, z wynikami z obliczeń numerycznych. Możliwości praktycznego wykorzystania modelu matematycznego zilustrowano wynikami obliczeń i ich analizą. Przedstawiono aplikacyjne zastosowanie modelowania matematycznego w postaci projektów cieplno-przepływowych skraplaczy energetycznych.

EN

The paper provides an individual insight into some issues conceming mathematical modelling of steam turbine power condensers. The paper is an attempt to generalize the results which the author obtained so far in mathematical modelling research of power condensers, carried out in the Institute of Heat Engineering, Warsaw University of Technology. Power condenser designs were reviewed with a short description of their advantages and disadvantages. A two-dimensional calculation model, supplemented during the research, was proposed. A number of supplementary examinations were also perfonned to determine the thickness and thermal resistance of deposits in selected condenser tubes. Speciﬁc points in a tube bundle of a condenser were chosen, and the distribution of deposit thickness along and around the tubes was determined. An. experimental cell was constructed to determine the thermal resistance of deposits in the tubes. For the same type of condenser, the points in the tube bundle were analyzed where the tubes become damaged or their wall thickness changes signiﬁcantly. A method of determining effective viscosity in numerical calculations was proposed. For two types of power condenser, a mathematical model was proposed by which a solution can be obtained in the form of Velocity, pressure, and inert gas concentration ﬁelds, providing a common basis for key design and operation parameters of this type of exchangers. These solutions were veriﬁed experimentally and found to be correct. The increase in the temperature of cooling water in selected tubes with the condenser rurming under operation conditions was compared with the results of numerical calculations. The results of the calculations and their analysis served to show the practical usability of the mathematical model. The application of mathematical modelling was presented in the form of thermal and ﬁow designs, of power condensers.

16

Rola ukształtowania kanału dolotowego na rozpływ pary w skraplaczu energetycznym

Rusowicz A.

Rynek Energii

|

2012

|

Nr 5

87--91

PL

W pracy zaprezentowano wpływ kanału dolotowego pary do skraplacza energetycznego. Analizę oparto na wynikach z symulacji numerycznej przeprowadzonej dla skraplacza SF-11420-R. Wykorzystano model dwuwymiarowy oparty na założeniu pojedynczego kontinuum w ustalonych warunkach procesu. Wewnątrz skraplacza przepływa mieszanina idealna pary wodnej nasyconej i gazów niekondensujących. Pęk rur traktowany jest jako złoże porowate. Przeanalizowano wyniki rozpływu pary w skraplaczach dla dwóch konfiguracji przekrojów obliczeniowych skraplacza.

EN

In this paper the effect of the steam distribution inlet passage in power condensers is presented. The analysis is based on the results of a numerical simulation performed for the condenser type SF-11420-R. A two-dimensional single-continuum-based model under given process conditions was used. An ideal mixture of saturated steam and non-condensing gases flows inside the condenser. The tube bundle is considered as a porous deposit. The results of the steam distribution in condensers were analysed for two calculation cross-sectional area configurations of the condenser.

17

Numerical modeling and measurements for a power plant condenser

Rusowicz A.

Archiwum Energetyki

|

2010

|

nr 1/2

131-139

EN

This paper presents a comparison between numerical predictions of the two-dimensional model of a power plant condenser and measurements. The real ribbon tubes bundle of 50 MW plant condenser is analyzed. The equations governing the conservation of mass, momentum, and air mass fraction are solved. The results of numerical simulation present velocity, pressure and air concentration fields. The measurements program includes the determination of difference between inlet and outlet water cooling temperature in tubes.

PL

W pracy przedstawiono porównanie obliczeń numerycznych opartych na dwuwymiarowym modelu i pomiarów skraplacza energetycznego. Analizie poddano rzeczywisty pęk rur o budowie wstęgowej ze skraplacza bloku o mocy 50 MW. Rozwiązano równania zachowania masy, pędu oraz bilansu składnika w modelu. Wyniki symulacji numerycznych prezentują pola prędkości, ciśnień i stężenia powietrza. Następnie porównano obliczone przyrosty temperatur wody chłodzącej w rurach z pomiarami przeprowadzonymi na pracującym skraplaczu.

18

Determination of interaction between thermal cycle and cooling water system of a supercritical power plant

Wróblewski W., Dykas S., Rulik S.

Archiwum Energetyki

|

2010

|

nr 1/2

189-206

EN

In this paper the analysis of operating conditions of a modern supercritical power plant is presented. The 600 MW reference cycle was chosen for this study. The conjugate model of a thermal cycle and a cooling water cycle was implemented to predict operation conditions of power plant. The main assumptions and features of this algorithm are described. The simulation of cooling water includes natural draft cooling tower model and condenser model. The basic design parameters of cooling water system components were estimated. The influence of ambient conditions on the power plant efficiency and main cycle parameters was investigated. Also the possibility of cooling water mass flow control was examined and the profits obtained from cooling mass flow control were presented. The considered algorithm is useful to determine optimal cooling water conditions due to the various ambient air temperature and partial load of the thermal cycle which may be a useful information for the design and operation process.

PL

Prezentowany artykuł dotyczy analizy nowoczesnego bloku nadkrytycznego przy zmiennych warunkach pracy. Jako obieg referencyjny wybrano blok o mocy 600 MW. Sprzężony model obliczeniowy obiegu cieplnego oraz układu chłodzenia został stworzony w celu określenia wpływu zmiennych warunków pracy. Główne cechy oraz założenia omawianego algorytmu zostały przedstawione oraz wyjaśnione w tym artykule. Model obliczeniowy układu wody chłodzącej składa się z chłodni kominowej o ciągu naturalnym oraz skraplacza. W celu analizy główne wielkości projektowe omawianych komponentów zostały oszacowane. Celem badań było określenie wpływu warunków zewnętrznych na sprawność i na podstawowe wskaźniki pracy siłowni cieplnej. Dodatkowe badania dotyczące możliwości regulacji strumienia wody chłodzącej oraz określenia zysków z jej stosowania zostały przedstawione w ramach omawianej analizy. Prezentowany algorytm pozwala na określenie optymalnego strumienia wody chłodzącej w zależności od temperatury powietrza atmosferycznego oraz obciążenia cieplnego bloku. Taka informacja może być przydatna zarówno na etapie projektowania, jak i eksploatacji bloku cieplnego.