Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 17

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  steam condenser
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
1
Content available Erosion of Tubular Heat Exchangers
EN
This paper presents the results of an erosion study of a tubular heat exchanger operating on a railroad sleeper saturation processing line. The object of the study is a DN 800 oil condenser cooling the creosote oil vapors flowing through the condenser tubes, fixed in the sieve plates located in top head and bottom head of the condenser. Subject to the erosion are the upper part of the tubes and the weld connecting the tubes to the upper sieve plate. This resulted in unsealing of the connection, which led to the contamination of the cooling medium. The key problem, therefore, is to protect the entire top head of the condenser from erosion. Since only the central part of the surface of the top sieve plate was eroded, the conclusion is that the velocity of the vapor stream over the inlet to the condenser tubes in the central part and beyond is varied. This thesis was confirmed by the correspondence of the actual eroded area with the cavitation area resulting from a simulated flow in Autodesk CFD 2019 Ultimate software after increasing the height of top head of the condenser, placing a stream dispersing element between the liquid vapor inlet to the condenser and the upper sieve plate, and after applying a protective sieve plate. Flow simulation studies for each of these variants, or a combination of them, made it possible to evaluate the tested solutions in terms of protection against erosion, including cavitation erosion, of the upper sieve plate of the condenser.
PL
W pracy przeprowadzono analizę erozji kawitacyjnej rurowego wymiennika ciepła pracującego na linii technologicznej nasycania drewna. Obiektem badań jest kondensator oleju DN 800 schładzający pary oleju kreozotowego przepływające przez rurki kondensatora zamocowane w płycie sitowej dennicy górnej i dolnej. Intensywną erozją kawitacyjną była objęta powierzchnia górnej płyty sitowej znajdującej się bezpośrednio nad wlotem par cieczy do kondensatora. Erozji ulega górna część rurek oraz spaw łączący rurki z górną płytą sitową. W efekcie powstawało rozszczelnienie połączenia, którego następstwem było skażenia czynnika schładzającego. Kluczowym problemem jest więc ochrona przed kawitacją całej dennicy kondensatora. Ponieważ erozji podlegała tylko część centralna powierzchni górnej płyty sitowej, stąd wniosek, że prędkość strumienia pary nad wlotem do rurek kondensatora w części centralnej i poza nią jest zróżnicowana. Potwierdzeniem tej tezy była zgodność rzeczywistego obszaru objętego erozją z miejscem kawitacji wynikającym z symulacyjnego przepływu w programie Autodesk CFD 2019 Ultimate. W tym programie zbadano również, jak zmienia się ciśnienie i prędkość przepływu par cieczy w dennicy górnej po modernizacji dennicy górnej w kilku wariantach, polegających na: podwyższeniu wysokości dennicy górnej, umieszczeniu elementu rozpraszającego strugę między wlotem par cieczy do kondensatora i górną płytą sitową, zastosowanie ochronnej płyty sitowej. Badania symulacyjne przepływu dla każdego z tych wariantów lub ich połączenie pozwalają ocenić badane rozwiązania pod kątem ochrony przed erozją kawitacyjną górnej płyty sitowej kondensatora.
2
Content available remote Weryfikacja doboru średnicy rury skraplacza dla bloku 200 MW
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.
EN
The paper analyses how cooling water temperature affects the performance of an EPR nuclear power plant. At higher cooling water temperatures, the power output and efficiency of the system are lower. One of the factors that influence the performance of a nuclear power plant is its geographical location, since mean water temperatures are lower in the northern part of Europe than in its southern part. Although the nature of changes and the trend related to the effect of cooling water temperatures are known, the quantitative effect has to be determined on a case-by-case basis. A power plant with most likely pressurized water reactors (PWR) is to be built in Poland, which is why a state-of-the-art EPR pressurized water reactor design was selected as a subject of the present analysis. Depending on the location of this power plant, various cooling water temperatures to cool down its condensers, and therefore various operating conditions of the cooling system can be achieved. It is important to note that due to the smaller available enthalpy drop in the turbine of an EPR unit compared to the turbines of conventional units, steam cooling conditions play a vital role in this case. To analyze how the temperature affects the performance of the power unit, a model of an EPR power plant was developed using the Ebsilon software.
PL
W artykule dokonano analizy wpływu temperatury wody chłodzącej na osiągi elektrowni jądrowej z reaktorem typu EPR. Wraz ze wzrostem temperatury wody chłodzącej następuje spadek mocy i sprawności układu. Osiągi elektrowni jądrowej zależą m.in. od położenia geograficznego, ponieważ na północy Europy średnie temperatury wody są niższe niż na południu Europy. Charakter zmian i tendencja wpływu temperatury wody chłodzącej są znane natomiast ilościowy wpływ należy określać indywidualnie dla każdej elektrowni. W Polsce ma zostać wybudowana elektrownia najprawdopodobniej z reaktorami PWR, dlatego do analizy wybrano jedną z najnowszych technologii z reaktorami typu wodno-ciśnieniowego typu EPR. W zależności od lokalizacji tej elektrowni możliwe do osiągnięcia są różne wartości temperatury wody chłodzącej skraplacze EJ a więc i różne warunki pracy układu chłodzenia. Warto podkreślić, iż ze względu na mniejszy rozporządzalny spadek entalpii w turbinie bloku jądrowego EPR, w stosunku do turbin bloków konwencjonalnych, warunki chłodzenia pary odgrywają tutaj istotną rolę. W celu przeprowadzenia analizy wpływu tej temperatury na osiągi bloku został stworzony model elektrowni z reaktorem EPR w programie Ebsilon [1].
EN
The paper presents formulas which can be used to determine steam condensation pressure in a power plant condenser in off-design conditions. The mathematical model provided in the paper makes it possible to calculate the performance of the condenser in terms of condensing steam pressure, cooling water temperature at the condenser outlet, and condenser effectiveness under variable load conditions as a function of three input properties: the temperature and the mass flow rate of cooling water at the condenser inlet and the mass flow rate of steam. The mathematical model takes into account values of properties occurring in reference conditions but it contains no constant coefficients which would have to be established based on data from technical specifications of a condenser or measurement data. Since there are no such constant coefficients, the model of the steam condenser proposed in the paper is universally applicable. The proposed equations were checked against warranty measurements made in the condenser and measurement data gathered during the operation of a 200 MW steam power unit. Based on the analysis, a conclusion may be drawn that the proposed means of determining pressure in a condenser in off-design conditions reflects the condenser performance with sufficient accuracy. This model can be used in optimization and diagnostic analyses of the performance of a power generation unit.
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%.
6
Content available remote Modernizacja skraplacza bloku energetycznego
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.
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.
8
Content available remote Uproszczony model skraplacza energetycznego w zmienionych warunkach pracy
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.
PL
Przeprowadzono analizę energetyczną równoległego (R) i szeregowego (S) połączenia skraplaczy w układzie cieplnym bloku energetycznego dużej mocy o parametrach nadkrytycznych, dla różnych wartości strumienia wody chłodzącej. Jako kryterium porównawcze przyjęto moc brutto bloku pomniejszoną o moc pomp wody chłodzącej. Dla określenia mocy brutto bloku stworzono jego model w programie Gate Cycle. Moc pomp wody chłodzącej określono z uwzględnieniem oporów przepływu w skraplaczach, rurociągach wody chłodzącej i różnicy poziomów wynikającej z doprowadzenia wody do chłodni kominowej. Wyniki szczegółowe zawierają tabele 3A i 3B. Zestawienie osiągów bloku dla dwóch konfiguracji skraplaczy przy różnych strumieniach wody chłodzącej zawiera tabela 4.
EN
Energy analysis of parallel (R) and serial (S) steam condensers connection in the supercritical power plants, for different values of cooling water mass flow rate, was performed. As a comparative criterion, the gross power of the power plant minus the power of the cooling water pumps was assumed. To determine the gross power of the power plant, its model was created in the GateCycle program. The power of the cooling water pumps is determined by taking into account the flow resistance in the steam condensers, the cooling water pipes and the difference in the level resulting from the supply of water to the cooling tower. Detailed results include tables 3A and 3B. The performance of the power plant for the two steam condensers configurations for different cooling water mass flow rates is shown in Table 4.
PL
W artykule przeprowadzono analizę energetyczną równoległego (R) i szeregowo-równoległego (S-R) połączenia skraplaczy w układzie cieplnym bloku energetycznego dużej mocy o parametrach nadkrytycznych. Rozpatrzono wpływ strumienia wody chłodzącej i zmiany powierzchni wymiany ciepła skraplaczy na moc bloku. Jako kryterium porównawcze przyjęto moc brutto bloku pomniejszoną o moc pomp wody chłodzącej. Dla określenia mocy brutto bloku stworzono jego model w programie Gate Cycle. Moc pomp wody chłodzącej określono z uwzględnieniem oporów przepływu w skraplaczach, rurociągach wody chłodzącej i różnicy poziomów wynikającej z doprowadzenia wody do chłodni kominowej. Wyniki szczegółowe przeprowadzonej analizy zawierają tabele 3A i 3B. Zestawienie osiągów bloku dla dwóch konfiguracji skraplaczy przy różnych strumieniach wody chłodzącej zawiera tabela 4.
EN
In the paper, parallel (R) and series-parallel (S-R) connection of steam condenser for the supercritical power plant was performed.. The influence of the cooling water mass flow rate and the change of the heat exchanger surface of the steam condensers on the performance of the power plant was considered. As a comparative criterion, the gross power of the unit minus the power of the cooling water pumps was assumed. To determine the gross power of the unit, its model was created in the Gate Cycle program. The power of the cooling water pumps is determined by taking into account the flow resistance in the steam condensers, the cooling water pipes and the difference in the level resulting from the supply of water to the cooling tower. Detailed results are provided in Tables 3A and 3B. The performance of the power plant for the two condenser configurations for different cooling water mass flow rate is shown in Table 4.
EN
The aim of the paper is to investigate the effectiveness of the 18K380 steam turbine condenser air extraction system using hydro ejectors. Motivation for the analysis was a need of improvement of the energy conversion ratio of the power plant. To achieve this goal it was necessary to establish efficiency of each subsystem of the energy cycle. The air extraction system is not a highly power consuming system but it has great impact on the steam cycle efficiency by influence on the condensation temperature. The air extraction system effectiveness depends on a weather conditions, exactly on the ambient temperature, which raises the question whether it is worth to modernize the hydro ejectors or replace them by a centrifugal vacuum pumps. To establish the vacuum system effectiveness a new innovative mass flow measuring system has been implemented to measure an air-steam mixture flow and the fraction of the air mass in the mixture. The measuring system is based on a Venturi nozzle supplemented with a temperature drop during the mixture expansion.
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.
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.
EN
The paper presents an analysis of relations describing entropy generation in a condenser of a steam unit. Connections between entropy generation, condenser ratio, and heat exchanger effectiveness, as well as relations implied by them are shown. Theoretical considerations allowed to determine limits of individual parameters which describe the condenser operation. Various relations for average temperature of the cold fluid were compared. All the proposed relations were verified against data obtained using a simulator and actual measurement data from a 200 MW unit condenser. Based on data from a simulator it was examined how the sum of entropy rates, steam condenser effectiveness, terminal temperature difference and condenser ratio vary with the change in the inlet cooling water temperature, mass flow rate of steam and the cooling water mass flow rate.
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.
EN
This paper presents two simplified and approximated relations of heat transfer effectivneness for steam condenser. The proposed relations of heat transfer effectivneness are a function of the measured and reference parameters. Correctness of relations were verified on the basis of data from the characteristics and measured data for the 200 MW steam condenser. A comparison of the outlet cooling water temperature calculated from the proposed relations and Beckman formula were performed. Formula proposed by Beckman for steam condenser of heat transfer effectivneness, in simplified form, is a function of saturation temperature, mass flow rate of cooling water and the reference parameter. It contains two constant exponents, which must be determined on the basis of the measured data. To assess the accuracy of the correlations the average value and standard deviation were used. The proposed correlations have simpler forms, but are slightly less accurate compared to the Beckman correlation.
PL
W pracy przeanalizowano wpływ osadów na wymianę ciepła w skraplaczu. Wprowadzono miarę, która określa ilościowy wpływ osadów i gazów inertnych na wymianę ciepła. Przewidziano, że miara ta miałaby być wykorzystania do diagnozowania stanu technicznego skraplacza. Poprawność proponowanej metody sprawdzono przy wykorzystaniu specjalnie opracowanego do tego celu symulatora skraplacza. Uzyskano pozytywne wyniki dające podstawę do podjęcia badań na rzeczywistym obiekcie.
EN
Influence of sediment upon intensity of condensation in a steam condenser bas been presented in this article. Authors propose a formula (22) as a measure of condenser technical condition. To describe intensity of heat exchange Beckman's formuła and heat exchanger effectiveness coefficient bas been used. Correctness of proposed formula has been check with a simulator. Obtained results encourage to the furtber investigations.
first rewind previous Strona / 1 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.