Presented is a two-dimensional model of steam condensation on a non-inundated horizontal tube. The model takes into account heat transfer through a thermal boundary layer consisting of the film of condensate flowing down the heat transfer surface, and the gas part of the layer being the steam-air mixture. Results are presented of calculations of the condensation process as a function of tube length. The analysis was performed for different variants of free and forced convection. The obtained results of calculations were compared with the cases of real condenser tubes in operation in the installation of 200 MW power units.
Główną przyczyną otrzymywania ewentualnych zwrotów gwarancyjnych wymienników ciepła wykonanych ze stopów aluminium jest powstała nieszczelność i stopniowy ubytek czynnika chłodzącego. W pracy wskazano źródła powstałych nieszczelności na podstawie przeprowadzonych badań skraplaczy samochodów osobowych, w których stwierdzono korozyjny charakter ubytku materiału. We wcześniejszych pracach wskazywano głównie na zewnętrzne agresywne środowisko chlorkowe powodujące występowanie korozji wżerowej. W tej pracy zwrócono jeszcze uwagę na inne możliwe przyczyny pojawienia się korozji, takie jak parametry lutowania, zastosowane zestawy materiałów oraz lokalna zmiana składu chemicznego powierzchni rurki z czynnikiem chłodzącym, powodująca zmianę jej potencjału elektrochemicznego. W pracy przedstawiono również wyniki badań najnowszych rozwiązań materiałowych zwiększających odporność na korozję elementów układu klimatyzacji.
EN
The major reason of guarantee claims concerning heat exchangers made of aluminium alloys is leakage and gradual loss of the coolant. The work indicates the reasons of the leakages basing on the examination of motor car condensers in which corrosive character of material loss has been determined. Former works have indicated mainly external aggressive chloride environment resulting in pitting corrosion. The present work draws attention also to other possible reasons of corrosion, such as soldering parameters, the material sets applied and local change of the surface chemical composition of the coolant pipe resulting in a change of the electrochemical potential. The work also presents the investigation results of the latest material solutions increasing the corrosion resistance of the air conditioning system.
Analiza niszczenia korozyjnego wymienników ciepła stosowanych w wymiennikach ciepła samochodów osobowych wykazała, że główną przyczyną powstawania przecieków w układzie klimatyzacji i chłodzenia silnika jest zewnętrzne agresywne środowisko chlorkowe. Najczęściej występuje korozja wżerowa, związana z miejscowym zniszczeniem warstwy tlenku aluminium. Producenci wymienników ciepła starają się zwiększyć odporność na korozję wżerową poprzez odpowiedni dobór elementów o różnym potencjale elektrochemicznym. W pracy przedstawiono wyniki badań nad optymalizacją procesu dyfuzyjnego wzbogacania warstwy wierzchniej rurki czynnika chłodzącego cynkiem. Warstwa wzbogacona cynkiem uzyskuje niższy potencjał elektrochemiczny, dzięki czemu zapobiega to rozszerzaniu się korozji w głąb materiału. Badaniom poddano siedem kondensorów. Analizowano wpływ ilości natryskiwanego cynku na rurki wymiennika czynnika chłodzącego i wpływ technologii lutowania w piecu konwekcyjno-radiacyjnym na grubość i równomierność warstwy dyfuzyjnej. Trzy kondensory poddane testowi korozyjnemu 25-, 40- i 50-dniowemu przebadano w celu sprawdzenia wielkości ubytków korozyjnych oraz występowania korozji międzykrystalicznej. Wykazano, że optymalna (taka aby uzyskać warstwę dyfuzyjną na poziomie 100 microm) ilość nałożonego cynku powinna zawierać się w zakresie 8-10 g/m2. Bardzo istotny jest sam proces technologiczny lutowania, którego optymalizacja, polegająca na wydłużeniu czasu w zakresie 420-577 stopni Celsjusza, znacznie poprawia dyfuzję cynku. Zawartość procentowa Zn w filecie (2-3 %) skutecznie zmienia potencjał elektrochemiczny i redukuje zjawisko występowania rozwarstwiania się taśmy od rurki. Warstwa dyfuzyjna powinna być jednorodna i równomierna, dzięki czemu uzyskamy mniejszą głębokość wżerów korozyjnych uzyskanych w testach korozyjnych oraz ryzyko przecieku w trakcie użytkowania kondensora. Uzyskuje również się pewność, że nie nastąpi gwałtowna korozja w głąb rurki.
EN
Analysis of corrosive damages in heat exchangers used in cars showed that the occurrence of leaks in the systems of air conditioning and motor cooling is caused mainly by an external aggressive chloride environment. The most frequently encountered kind of corrosion is pitting, related with local damages of aluminium oxide layer. The producers of heat exchangers try to increase pitting corrosion resistance by suitable selection of the components differing in electrochemical potential. In this work results from the investigation into optimisation of the process of diffusive enrichment with zinc of an outer layer of a tube with cooling medium have been presented. The zinc-enriched layer has lower electrochemical potential, which prevents the corrosion from spreading deep into the material. The corrosion tests were made with seven condensers, and an effect of the amount of zinc sprayed onto the tubes with a cooling medium and of the soldering technology applied in the convection-radiation furnace on the thickness and uniformity of a diffusive layer was studied. Three condensers were subjected to the corrosion tests conducted for 25, 40 and 50 days in order to determine corrosion-related losses and to make checks for inter-crystalline corrosion. It was found that an optimal amount of deposited zinc, necessary to obtain a diffusive layer of an order of 100 microm, should be within a range of 8-10 g/m2. The technological process of soldering is also of great importance, and its optimization based on the extension of the process duration at the temperature within a range of 420-577 degrees of Celsius considerably improves zinc diffusion. The presence of Zn (2-3 %) effectively changes the electrochemical potential and reduces the occurrence of strip delamination from the tube. The diffusive layer should be homogeneous and uniformly distributed in order to ensure that depth of corrosion pittings will be reduced, similarly as a risk of leakage during condenser operation. This layer also ensures that rapid corrosion deep into the tube will not take place.
It is well known that certain transformations decrease the capacity of a condenser. We prove equality statements for the condenser capacity inequalities under symmetrization and polarization without connectivity restrictions on the condenser and without regularity assumptions on the boundary of the condenser.
Liczne nieudane próby kompensacji mocy biernej z użyciem baterii kondensatorów wynikają z wysokiego poziomu wyższych harmonicznych w napięciu i prądzie. Zastosowanie filtra aktywnego skutecznie zmniejszającego poziom odkształceń prądu, prowadzące w konsekwencji do obniżenia wartości napięcia odkształconego, pozwoliło na bezpieczną i bezawaryjną pracę baterii kondensatorowej sterowanej łącznikami tyrystorowymi.
W pracy przedstawiono metodykę określenia zmiany warunków pracy istniejących turbozespołów po zainstalowaniu nowego bloku, wykorzystującego istniejący układ chłodzenia. Spowoduje to podniesienie temperatury wody chłodzącej skraplacze turbin. Następstwem tego będzie: wzrost ciśnienia w skraplaczu, spadek mocy turbozespołów, zmiana warunków pracy chłodni kominowych. W celu utrzymania tej samej mocy turbozespołu należy doprowadzić do turbiny dodatkową ilość pary, co wpływa na podniesienie jednostkowego zużycia ciepła.
EN
The paper presents a method of thermal analysis for existing turboset when operating conditions of cooling system after putting in a new turbine unit to the power plant are changed. Inserting of this turbine unit to the existing system causes an increase of cooling water temperature and further increase of condenser pressure. Consequence of this is decrease of power output of turbosets and change in operating conditions of cooling towers. An additional amount of live steam is required to keep the power output on the same level. This causes increase of the heat rate. In the paper two variants of new turbine condenser connection to the cooling system: with or without using of new cooling water pump, are analysed.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
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.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.