Vznik kapalné fáze v podmínkách proudění ve vysokotlakém dílu jaderných parních turbín

Anotace

V parních turbínách fosilních a jaderných elektráren dochází při expanzi páry ke kondenzaci. Přitom vzniká struktura kapek negativně ovlivňující spolehlivost a účinnost turbín. Známé je erozní poškození lopatek a významné jsou i přídavné energetické ztráty vlhkostí páry. Proto byly na řadě pracovišť provedeny rozsáhlé teoretické i experimentální práce pro podmínky dvoufázového proudění v nízkotlakých dílech turbín. Stále však chybí podklady pro podmínky vysokotlakých (VT) dílů parních turbín na sytou vstupní páru, které by umožnily určit vlhkost páry, strukturu kapalné fáze a přídavné energetické ztráty turbíny. Cílem projektu je rozšíření znalostí o vzniku a růstu kapalné fáze v podmínkách VT dílů jaderných parních turbín. Využijí se stávající dýzové experimenty a budou provedeny 2D výpočty fázového přechodu v lopatkování VT dílu s cílem stanovit rozměrovou strukturu kapek a vlhkost páry. Získané informace umožní kvantifikaci přídavných ztrát vlhkostí páry a provedení návrhu měřicí techniky pro budoucí výzkum reálné struktury kapek na výstupu z VT dílu jaderných parních turbín.

Základní informace k projektu:

• Typ projektu: tuzemský
• Program: Grantová agentura České republiky
• Hlavní řešitel: ČVUT / FS / ústav energetiky
• Web projektu: Rada pro výzkum, vývoj a inovace
• Číslo projektu: GA16-20123S
• Období řešení projektu: 1.1. 2016 – 31. 12. 2018

Annotation

Droplet nucleation and condensation of expanding steam occurring in the steam turbines for fossil and nuclear power plants produce droplets structure negatively affecting the efficiency and reliability of the turbines. The blade damage by the erosion is widely known as well as the additional wet steam energy losses. The relevant information on the condensation process in the high pressure (HP) parts of the nuclear steam turbines concerning prediction of the steam wetness, droplets size distribution and energy losses, is still failing. The main objective of the project is to extend the knowledge on the nucleation and growth of the droplets in the high pressure part of the nuclear steam turbine. The current converging-diverging nozzle experiment together with 2D numerical simulation of the phase transition in the high pressure blade rows will be used to determine the droplets size distribution function and steam wetness. It will give possibility to design optical extinction probe for measurement of the real liquid phase structure at the HP part of the steam turbine.

Basic info:

• Type of project: internal
• Programme: The Czech Science Foundation
• Main manager: CTU / FME / Department of Energy Engineering
• Partners: –
• Web: CZ web
• ID number: GA16-20123S
• Duration: 1.1. 2016 – 31. 12. 2018