Životnost komponent energetických zařízení 2022
Permanent URI for this collection
Browse
Recent Submissions
Item VaV projekty CVŘ pro oblasti povrchových úprav a nedestruktivních metod v roce 2022(Západočeská univerzita v Plzni, 2022) Brom, Jaroslav; Veselá, Jana; Chocholoušek, Michal; Patera, Jan; Polach, Pavel; Frank Netrvalová, Marie; Chalupská, Martinačlánku jsou uvedeny informace o výsledcích VaV projektů CVŘ řešených v roce 2022 v rámci projektu NCK pro energetiku, dílčího projektu DP28 “Materiály a diagnostika pro pokročilé energetické aplikace“, pracovního balíčku PB28.1 “Povrchové úpravy komponent v JE a KE“ a pracovního balíčku PB28.2 “ Perspektivní diagnostické metody“. Jsou uvedeny hlavní výstupy projektů z ověření vlastností povlaků NiCr a Ni zhotovených technologií Cold Spray po aplikování únavových zkoušek (teplotní a nízko-cyklická) a vlastností povlaků NiCr při použití na opravy těsnících ploch. Dále jsou uvedeny výsledky z vývoje a ověření metodiky pro měření hlavního cirkulačního potrubí a přípojných potrubí až po první uzavírací armaturu JE Temelín metodou NEWS.
Item Poskoky a třepotání segmentů – nežádoucí jevy při provozu kluzných ložisek s naklápěcími segmenty(Západočeská univerzita v Plzni, 2022) Smolík, Luboš; Rendl, Jan; Dyk, Štěpán; Bulín, Radek; Kubín, Zdeněk; Šifalda, Martin; Polach, Pavel; Frank Netrvalová, Marie; Chalupská, MartinaRadiální kluzná ložiska s naklápěcími segmenty jsou využívána pro ukládání strojů s vyso- kou obvodovou rychlostí čepu hřídele. Speciální konstrukce těchto ložisek zabraňuje vzniku nestability olejového filmu, na druhou stranu ale vytváří podmínky pro jevy známé jako poskoky a třepotání segmentů, které mohou poškodit součásti ložiska. Tento článek si klade za cíl rozšířit povědomí o těchto jevech, popsat mechanismus jejich vzniku a způsob diagnostiky.Item Integrovaný odvod vodíku ze systému kompenzace objemu v tělese HPV(Západočeská univerzita v Plzni, 2022) Pulc, Martin; Polach, Pavel; Frank Netrvalová, Marie; Chalupská, MartinaV aktivní zóně jaderného reaktoru vzniká především radiolýzou vody vodík, který se přednostně z primárního média odděluje v kompenzátoru objemu. Jedná se ale o nežádoucí plyn, který je především výborným tepelným izolantem a ve spojení se vzduchem tvoří třaskavou směs. Proto je nutné vodík v množství cca 40 kg/hod řízeně odvádět, a to nejlépe oddělováním z primárního média v kompenzátoru objemu. Tato prezentace volně navazuje na on-line Srní prezentaci v roce 2020, kdy byl představen systém odvodu vodíku aplikovaný na JE Temelín a JE Mochovce, který se sestává z externích zařízení a odběrových míst na přívodních potrubí k Hlavním Pojistným ventilům (HPV), Odlehčovacího ventilu (OV) a impulzních ventilech. Při letošní prezentaci bude představen nový systém odvodu vodíku kompletně integrovaný do tělesa HPV a OV systému kompenzace objemu. Tato nová konstrukce vznikla pro nový typ pojistných ventilů Sempell a ve spolupráci firem ŠJS a Sempell. Velkou výhodou integrovaného provedení je jeho kompaktnost, která vylučuje možnost poškození od vnějších vlivů, a to včetně integrovaného uzavíracího ventilu. Toto provedení je nyní firmou Sempell nabízeno pro všechny nové bloky, včetně elektrárny Paks. V tomto příspěvku je popsána historie vývoje tohoto systému v ČR a ve světě, a především je poprvé oficiálně představen tento systém odborné veřejnosti, a to u příležitosti konference v Srní.Item Výzkumné aktivity v oblasti chemie chladiva pro systémy s oxidem uhličitým s nadkritickými parametry (sCO2)(Západočeská univerzita v Plzni, 2022) Berka, Jan; Frýbort, Otakar; Vagenknechtová, Alice; Hlinčík, Tomáš; Purkarová, Eliška; Ballek, Jakub-Vojtěch; ; Polach, Pavel; Frank Netrvalová, Marie; Chalupská, MartinaEnergetické cykly využívající jako pracovní médium oxid uhličitý v nadkritickém stavu (sCO2) se vyznačují – v porovnání s parními cykly – vyšší účinností přeměny tepelné energie na energii elektrickou. Dalším jejich benefitem jsou kompaktnější rozměry klíčových komponent energetického cyklu, především turbíny. Energetické cykly s sCO2 lze využít v jaderné i nejaderné energetice, např. v sekundárních okruzích pokročilých jaderných reaktorů, v klasických elektrárnách nebo ve výrobnách využívajících odpadní teplo, atd. Vzhledem k uvedeným perspektivám je na tyto energetické cykly zaměřena celá řada výzkumných aktivit. Část těchto aktivit je zaměřena na chemii, čištění a kontrolu čistoty pracovního média na bázi CO2, konstrukční materiály a jejich odolnost atd. V příspěvku budou prezentovány aktuální výsledky a poznatky týkající se zmíněné problematiky.Item Hodnocení degradace betonů v je vlivem H3BO3(Západočeská univerzita v Plzni, 2022) Sedlák, Filip; Joanidisová, Michaela; Polach, Pavel; Frank Netrvalová, Marie; Chalupská, MartinaHlavním cílem projektu je zhodnocení vlivu dlouhodobého kontaktu konstrukčního betonu bazénů skladování vyhořelého paliva (BSVP) s drenážním roztokem BSVP a jeho vliv na mechanické vlastnosti betonu pro JE Dukovany a JE Temelín.Item Hodnotenie hmotnostných úbytkov v rámci korózneho programu monitorovania nádrží pre skladovanie kvapalných rádioaktívnych odpadov(Západočeská univerzita v Plzni, 2022) Hajas, Michal; Slnek, Dávid; Polach, Pavel; Frank Netrvalová, Marie; Chalupská, MartinaItem Monitorovanie koróznych procesov v primárnom okruhu jadrových elektrárňach typu VVER-440 s využitím koróznych slučiek(Západočeská univerzita v Plzni, 2022) Slnek, Dávid; Hajas, Michal; Polach, Pavel; Frank Netrvalová, Marie; Chalupská, MartinaItem Korozní odolnost Eurofer-97 v prostředí tekutých kovů(Západočeská univerzita v Plzni, 2022) Pazderová, Martina; Košek, Lukáš; Hojná, Anna; Hadraba, Hynek; Polach, Pavel; Frank Netrvalová, Marie; Chalupská, MartinaEurofer-97 je jedním z materiálů, u kterých je posuzována vhodnost použití pro reaktory Gen IV. Důležitým krokem je ověření korozního chování v prostředí tekutých kovů. Cílem práce bylo jednak studium korozního chování oceli v tekutém olovu pomocí dlouhodobých zkoušek v proudícím prostředí a následně i ověření odolnosti za extrémních podmínek v prostředí PbLi. Pro následné hodnocení byl použitý rastrovací elektronový mikroskop včetně detektoru pro charakterizaci složení vrstev. Statistické vyhodnocení umožnilo studovat vliv doby expozice a vývoj oxidických vrstev v prostředí Pb a rozpouštění oceli v prostředí PbLi.Item Difrakční analýza korodovaných vzorků potrubí sekundárního okruhu je před a po aplikaci nástřiku metodou cold spray(Západočeská univerzita v Plzni, 2022) Čapek, Jiří; Trojan, Karel; Ganev, Nikolaj; Žďárek, Jiří; Polach, Pavel; Frank Netrvalová, Marie; Chalupská, MartinaCílem depozice nástřiku pomocí vysoce urychleného prášku za studena (tzv. metoda Cold Spray) na vnitřní povrch korodovaných částí potrubí sekundárního okruhu jaderných elektráren (JE) je vytvoření povlaku s vysokou odolností vůči korozi, za účelem prodloužení životnosti především kolen potrubí sekundárního okruhu. Pomocí rentgenografických difrakčních metod byla stanovena jak makroskopická zbytková napětí, tak i fázové složení a parametry reálné struktury (mikrodeformace, velikost krystalitů) povrchových vrstev korodovaných vzorků potrubí sekundárního okruhu JE před a po aplikaci nástřiku metodou Cold Spray. Z výsledků lze soudit, že metoda Cold Spray je progresivní technologie, která by dokázala výrazně zlevnit opravy a zkrátit neplánované prodloužení odstávek bloků JE.Item Kontroly závitových hnízd nátrubků HRK JE Dukovany(Západočeská univerzita v Plzni, 2022) Zahrádka, Pavel; Fulín, Zdeněk; Polach, Pavel; Frank Netrvalová, Marie; Chalupská, MartinaPřírubové spoje nátrubků havarijní regulační kazety (HRK) jsou možným zdrojem porušení těsnosti u jaderného reaktoru. Závitová hnízda a svorníky přírub mohou vykazovat za dobu provozu mechanické i korozní poškození, které je nutné sledovat a detailně vyhodnocovat. Pracovníky CVŘ byla realizována nová technika inspekcí povrchu závitových hnízd a svorníků HRK na JE Dukovany. Klasická metoda kontroly závitových hnízd používá nepřímou vizuální kontrolu pomocí videoskopu. Nově se využívá metoda odběru replik, která dokáže nedestruktivně detekovat a následně i změřit poškození závitových částí jmenovaných komponent v řádu mikronů, a to po celé ploše závitu. Výhodou replik oproti stávající nepřímé vizuální kontrole je možnost následně provést jejich přesné 3D skenování, čímž významně narůstá přesnost vyhodnocení nalezených vad a poškození s přesným určením jejich velikosti, tvaru a polohy. Současně lze repliky uchovávat pro pozdější srovnání z pohledu rozvoje provozního poškození.Item Porovnání austenitických přehřívákových ocelí po šestileté expozici v prostředí spalin(Západočeská univerzita v Plzni, 2022) Ohanková, Marie; Andršová, Irena; Král, Petr; Pilsová, Lucie; Bouček, Václav; Horváth, Ladislav; Chmela, Tomáš; Čmakal, Josef; Polach, Pavel; Frank Netrvalová, Marie; Chalupská, MartinaSvarové spoje tří austenitických přehřívákových ocelí (SUPER 304H, HR3C a TP347H FG) byly vystaveny šestileté expozici v reálném přehříváku uhelného kotle s kontinuálním záznamem teploty. Po vyjmutí z přehříváku byly svarové spoje podrobeny materiálovému rozboru zahrnujícímu mechanické zkoušky (zkouška tahem, zkouška rázem v ohybu, měření tvrdosti) a metalografické analýzy pomocí světelné a elektronové mikroskopie. Získané výsledky byly hodnoceny především z hlediska působení proměnné teploty v intervalu mezi 500 °C až 650 °C a korozního prostředí spalin. Zároveň bylo provedeno vzájemné porovnání teplotní a korozní odolnosti zvolených tří přehřívákových ocelí.Item Ověření odhadu dlouhodobých creepových vlastností 9-12 %Cr ocelí v kratším časovém intervalu(Západočeská univerzita v Plzni, 2022) Vlasák, Tomáš; Neumannová, Šárka; Čech, Jan; Polach, Pavel; Frank Netrvalová, Marie; Chalupská, MartinaNa žárupevných 9-12 %Cr ocelích byla ověřována závislosti doby do lomu na teplotě, přičemž napětí bylo shodné při všech zkouškách. Zvolené oceli se v současné době stále více používají, a to především v energetice, kde jsou využity jejich dobré mechanické vlastnosti při vysokých teplotách. Na základě takto získaných dat lze z krátkých creepových zkoušek spolehlivěji odhadnout doby do lomu u řádově delších zkoušek, které jsou požadovány při přejímacích podmínkách. Výsledky byly získány při spolupráci společností SVÚM a.s. a ŽĎAS a.s. za podpory TA ČR.Item Perspektiva malého modulárního reaktoru chlazeného superkritickou vodou(Západočeská univerzita v Plzni, 2022) Šípová, Monika; Marušáková, Daniela; Polach, Pavel; Frank Netrvalová, Marie; Chalupská, MartinaPoptávka po energii neustále roste, proto se hledají zdroje, které by ji pokryly i s přihlédnutím na minimální stopu pro životní prostředí. Jednou z možností jsou malé modulární reaktory s maximálním výkonem do 300 MWe. Nastavení požadavků na malý modulární reaktor chlazený superkritickou vodou (SCW-SMR) je hlavním cílem mezinárodního projektu ECC-SMART, na jehož řešení se podílí nejen země Evropské unie, ale také zástupci z Kanady a Číny. Jedním z klíčových úkolů je najít vhodný materiál pro pokrytí paliva, které je v rámci navrhovaného konceptu vystaveno nejnáročnějším provozním podmínkám superkritické vody. Příspěvek bude prezentovat první výsledky a představí výhody a otevřené otázky spojené s budoucností SCW-SMR.Item Analýza textury materiálů s využitím konfokální laserové mikroskopie(Západočeská univerzita v Plzni, 2022) Jiřikovský, Karel; Polach, Pavel; Frank Netrvalová, Marie; Chalupská, MartinaV současné době rostou stále více nároky na nestandardní způsoby měření velmi jemných součástek, povlaků, spojů, sledování struktur rozličných materiálů a na kontrolu textury, či drsností povrchů s vysokou přesností měření. K těmto účelům se s výhodou využívají optická zařízení – konfokální laserové rastrovací mikroskopy, umožňující až submikronové zobrazení povrchů materiálů s nestandardní rozlišovací schopností zobrazení a s možností přesného troj- rozměrného měření.Item Vývoj náhradního materiálového atestu pro kovové konstrukční materiály je s využitím umělé inteligence(Západočeská univerzita v Plzni, 2022) Polcar, Petr; Kander, Ladislav; Liška, Karel; Bělohoubek, Marek; Polach, Pavel; Frank Netrvalová, Marie; Chalupská, MartinaPříspěvek informuje o vývoji technologie hodnocení materiálových vlastností kovových konstrukčních materiálů používaných na JE využívajících výsledků small punch testů SPT a predikce pomocí neuronových sítí pro případy, kdy není možné hodnocení standardními ani miniaturizovanými technikami zkoušení.Item Komplexní posouzení zbytkové životnosti turbínového tělesa na základě aktuálních materiálových dat získaných metodou malých vzorků(Západočeská univerzita v Plzni, 2022) Chvostová, Eva; Koc, Jaroslav; Konopík, Pavel; Vokáč, Jindřich; Polach, Pavel; Frank Netrvalová, Marie; Chalupská, MartinaV průběhu provozování dochází vlivem dlouhodobého působení provozních podmínek (namáhání, teplota, tlak, prostředí) k degradaci vlastností materiálů stěžejních komponent energetických zařízení, což může vést ke snížení až ztrátě spolehlivosti a bezpečnosti při jejich dalším provozu. Znalost aktuálních materiálových vlastností je pro predikci zbytkové životnosti daného zařízení klíčová. Semidestruktivní odběr polotovaru na výrobu miniaturizovaných zkušebních těles a jejich zkoušení širokým portfoliem zkušebních metod je cestou, jak tyto aktuální vlastnosti zjistit a změřit. V článku je popsána použitelnost těchto zkušebních metod pro konkrétní případ turbínového tělesa.Item Vysokoteplotní ultrazvukové zkoušení homogenních svarových spojů(Západočeská univerzita v Plzni, 2022) Veselá, Jana; Mareš, Pavel; Polach, Pavel; Frank Netrvalová, Marie; Chalupská, MartinaLaboratorní ultrazvukové zkoušení svarového spoje bylo realizováno na trubkových tělesech o rozměru 89 x 6 mm. Zkoušení bylo realizováno k ověření zkušebního systému z pohledu detekce zvoleného typu vad při zvolené teplotě. Zkušební systém zahrnuje ultrazvukový, chla- dící a manipulační podsystémy. Zkoušení bylo v první etapě realizováno v rozsahu teplot od 50 °C do 350 °C v kroku po 50 °C na trubkových tělesech. Cílem bylo ověřit vysokoteplotní klíny, systém chlazení, vysokoteplotní vazební prostředek i manipulátor SKOOT HT s ohledem na teplotu, dobu expozice i prostorové požadavky celého systému. Součástí ultrazvukového systému je software určený k simulaci ultrazvukového zkoušení do teploty 350 °C. Na základě výsledků jsou v druhé etapě zkoušeny desková tělesa o tloušťce 10 a 25 mm do teploty 200 °C. Současně je plánováno realizovat měření na jaderné elektrárně za provozní teploty, která u uvažovaných svarových spojů nepřesahuje 200 °C. V rámci zkoušení vznikají inspekční postupy a bezpečný pracovní postup, nezbytný k provádění zkoušení za vysokých teplot nejen z pohledu bezpečnosti práce, ale i návaznosti a konání jednotlivých kroků zkoušení pro zachování opakovatelnosti měření.Item Únavové hodnocení kritického místa TNR – přivaření košilky nátrubku HRK – pomocí elasto-plastického přístupu(Západočeská univerzita v Plzni, 2022) Gál, Petr; Pištora, Vladislav; Polach, Pavel; Frank Netrvalová, Marie; Chalupská, MartinaNa technických zařízeních se vyskytuje určité množství svarových spojů s neúplným průvarem. Kořen svaru je potom výrazný koncentrátor napětí, který je při únavovém hodnocení založeném na lineárně elastické analýze silně nevyhovující. Jedná se totiž o singulární místo. Jednou z možností odstranění singularity je provedení elasto-plastického výpočtu a následně také únavového hodnocení založeného na tomto přístupu. Na víku TNR je takové reprezentativní místo např. přivaření stínění (košilky) k přírubě nátrubku havarijní regulační kazety (HRK). Pomocí metody konečných prvků je provedena analýza s elasto-plastickým chováním materiálu. Únavové hodnocení je provedeno z výsledků rozložení deformací v oblasti svaru.Item Modifikace heterogenního svarového spoje potrubí napájecí vody v PG VVER 440 - JE EBO3,4(Západočeská univerzita v Plzni, 2022) Novotný, Václav; Polach, Pavel; Frank Netrvalová, Marie; Chalupská, MartinaProjekt řeší záměnu heterogenního svarového spoje na potrubí napájecí vody uvnitř PG na JE V2 Jaslovské Bohunice blok 3,4. Heterogenní svarový spoj se nachází na sekundární straně PG a jedná se o potrubí dimenze DN250, o tloušťce stěny 16 mm z jedné strany z feritického materiálu St20 a tloušťky stěny 10 mm z druhé strany z austenitického materiálu 08CH18N10T. V průběhu dlouhodobého provozu dochází k postupné degradaci heterogenního svaru v tepelně ovlivněné oblasti feritické oceli. Vzhledem ke snaze prodlužování životnosti JE EBO3,4 je nutné nevyhovující heterogenní svar zaměnit za nové řešení – pomocí heterogenního mezipřírubového spoje.Item Korozně únavové charakteristiky svarových spojů oceli COR 13/4(Západočeská univerzita v Plzni, 2022) Strejcius, Josef; Špirit, Zdeněk; Bricín, David; Fulín, Zdeněk; Polach, Pavel; Frank Netrvalová, Marie; Chalupská, MartinaPříspěvek shrnuje výsledky materiálových testů nutných pro definování podmínek iniciace a rychlosti šíření korozně únavových trhlin v opravných svarech lité oceli COR 13/4. Byly hodnoceny svarové spoje provedené s přídavným materiálem Avesta 248 SV a duplexní slitinou ER 2209 metodami 141 a 135. Pro obě varianty svarového spoje byly stanoveny časované meze únavy ve vodě při asymetrii zátěžného cyklu R=-1 a středním předpětí σm = 330 MPa. Pro oba studované svarové spoje byla provedena měření rychlosti šíření korozně-únavových trhlin ve svarových kovech a tepelně ovlivněné zóně oceli COR 13/4 na kompaktních vzorcích zatěžovaných v tahu (CT) při frekvenci 30 Hz a asymetrii cyklu R=0,1. Byla provedena fraktografická analýza lomových ploch. Experimentální práce byly realizovány v roce 2021 v rámci projektu NCK DP6 podpořeného TA ČR.
