Zvyšování životnosti komponent energetických zařízení v elektrárnách 2020

Permanent URI for this collection

http://hdl.handle.net/11025/50718

Browse

Showing 1 - 20 out of 46 results

Energetické okruhy s oxidem uhličitým
(Západočeská univerzita v Plzni, 2020) Berka, Jan; Frýbort, Otakar; Hlinčík, Tomáš; Vagenknechtová, Alice; Purkarová, Eliška; Polach, Pavel; Zuna, Petr; Kronďák, Martin; Šťastný, Radovan
Expertní tým PŘS PG – degradace teplosměnné plochy PG EDU
(Západočeská univerzita v Plzni, 2020) Ertl, Jakub; Polach, Pavel; Zuna, Petr; Kronďák, Martin; Šťastný, Radovan
Parogenerátory (PG) se ukazují jako jedna z hlavních strojních komponent, která může v budoucnu představovat určitá omezení z pohledu dlouhodobého provozu jaderné elektrárny Dukovany (EDU). Důvodem je zvýšený trend zalepování teplosměnných trubiček, který se v posledních letech projevil u některých PG EDU. Za účelem stanovení příčin zvyšujícího se trendu degradace teplosměnné plochy PG EDU byl jmenován expertní tým PŘS (programu řízení stárnutí) PG, jehož některé výsledky získané v roce 2019 ve vazbě na řízení chemického režimu jsou popsané v tomto příspěvku.
Odvod vodíku ze systému kompenzace objemu
(Západočeská univerzita v Plzni, 2020) Pulc, Martin; Slach, Jiří; Kostka, Pavel; Polach, Pavel; Zuna, Petr; Kronďák, Martin; Šťastný, Radovan
V tlakovodních reaktorech jaderných elektráren vzniká radiolýzou vody a také chemickými procesy v primárním médiu nežádoucí vodík, který je nutno z bezpečnostních důvodů z primárního okruhu odvádět řízeným způsobem. Systém odvodu vodíku dle projektu ŠJS slouží k oddělování a odvádění vodíku z paroplynné směsi ze systému kompenzace objemu jaderné elektrárny typu VVER a PWR. 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.
Příprava, vývoj a osvojení technologie opravy nátrubku primárního potrubí
(Západočeská univerzita v Plzni, 2020) Soukup, Tomáš; Polach, Pavel; Zuna, Petr; Kronďák, Martin; Šťastný, Radovan
Hlavní cirkulační potrubí (HCP) JE typu VVER 1000 rozměru DN 850 je vyrobeno z oceli značky 10GN2MFA a opatřené antikorozním návarem vnitřního povrchu. Potrubí má navařená odběrná hrdla malých rozměrů opatřená vnitřní vsuvkou z korozivzdorné oceli přivařené k antikoroznímu návaru uvnitř HCP. Návrh opravy a její příprava a vývoj prováděný specialisty ŠKODA JS a.s. spočívá odříznutí původního hrdla, navaření nového s navařením vnitřního antikorozního návaru uvnitř tohoto hrdla v náročných montážních podmínkách, bez možnosti tepelného zpracování. Celá oprava je tak podmíněna zvládnutím a atestováním technologie svařování metodou popouštěcí housenky.
Co prověřit u nových JE z hlediska zvládání těžké havárie
(Západočeská univerzita v Plzni, 2020) Žďárek, Jiří; Wandrol, Jan; Kotouč, Miroslav; Bátěk, David; Gál, Petr; Polach, Pavel; Zuna, Petr; Kronďák, Martin; Šťastný, Radovan
Velká část nově budovaných nebo projektovaných JE ve světě chce využít, pro zvládání hypotetických těžkých havárií, koncepci zadržení roztavené aktivní zóny (tzv. coria) uvnitř tlakové nádoby reaktoru (TNR) odvodem tepla z vnějšího povrchu nádoby přes zaplavenou šachtu reaktoru (tzv. strategie IVMR-ERVC – In-Vessel Melt Retention by External Reactor Vessel Cooling). Tato strategie byla navržena již v 90. letech pro projekt JE AP-600 a byla doposud mimo jiné zpětně implementována na většině jaderných bloků s reaktory VVER-440 (prvním byla finská JE Loviisa). Pro reaktory vyšších výkonů (cca 3000 MWth) je nutné minimalizovat nepřesnosti a potvrdit nové poznatky o chování bazénu coria uvnitř TNR. V roce 2020 budou zahájeny dva významné projekty v rámci IAEA a OECD/NEA s cílem potvrdit realizovatelnost strategie IVMR-ERVC právě pro bloky vyšších výkonů. ÚJV se aktivně zúčastní obou projektů. Jsou shrnuty nejdůležitější poznatky a příspěvky ÚJV do obou projektů, a i zásadní podmínky pro úspěšné zvládnutí těžké havárie (TH) aplikací strategie IVMR-ERVC.
LTOs – mobilní podpora revizních činností pro tlaková zařízení
(Západočeská univerzita v Plzni, 2020) Cvešpr, Pavel; Polach, Pavel; Zuna, Petr; Kronďák, Martin; Šťastný, Radovan
Informační systém LTOs dlouhodobě pokrývá proces sběru, zpracování a vyhodnocení dat z diagnostik, revizí a zkoušek energetických zařízení v ČEZ, a.s. Účelem příspěvku je představit nový modul řešící problematiku revizí závěsů parovodů využitím mobilních zařízení.
Kvalifikace postupů ve vztahu k žárově stříkaným součástem pro oblast jaderné energetiky
(Západočeská univerzita v Plzni, 2020) Palán, Marek; Ducháček, Petr; Čančura, Zdeněk; Polach, Pavel; Zuna, Petr; Kronďák, Martin; Šťastný, Radovan
Žárové stříkání je využíváno jako technologie zajišťující dosažení lokální změny vlastností v oblasti stříkaného povrchu ve vztahu k uvažovanému účelu a použití součásti či stříkaného povrchu. Příspěvek se zabývá kvalifikací postupů žárového stříkání pro oblast jaderné energetiky. Pro kvalifikaci bylo využito normativního schématu skládajícího se z následujících typů dokumentů vycházejících z příslušných norem. Specifikace povlaku (ČSN EN 17001), Specifikace postupu žárového nástřiku (ČSN EN 17002) a Kvalifikace postupů ve vztahu ke stříkaným součástem (ČSN EN 15648). Při kvalifikaci postupů žárového stříkání byl rozsah nedestruktivních kontrol, a zejména rozsah destruktivních zkoušek, volen s ohledem na předpokládaný účel a použití konkrétního žárového nástřiku. Celá kvalifikace byla provedena v souladu s požadavky vyhlášky č. 358/2016 Sb. a NTD A.S.I. Sekce I, verze 2020.
Hodnocení měděného nástřiku naneseného metodou cold spray na ocel pro návrh obalového souboru hlubinného úložiště
(Západočeská univerzita v Plzni, 2020) Veselka, Zbyněk; Tonarová, Dana; Brabec, Petr; Polach, Pavel; Zuna, Petr; Kronďák, Martin; Šťastný, Radovan
Cílem hodnocení vzorku měděného nástřiku bylo prověření jeho materiálových vlastností pro alternativní návrh konstrukce obalového souboru pro hlubinné úložiště. Charakterizace vzorku byla zaměřena na ověření chemického složení podkladové oceli, měření drsnosti povrchu nanesené mědi a na mikroskopické pozorování vzorku, a to z povrchu, v řezu a na lomových plochách. Pro hodnocení mechanických vlastností byly provedeny zkoušky mikrotvrdosti měděné vrstvy v řezu, odtrhové zkoušky a zkoušky ohybové. Při hodnocení byla lokálně zjištěna nedokonalá vazba mezi jednotlivými splaty v měděné vrstvě a neuspokojivé mechanické vlastnosti této vrstvy. Příčinou nedokonalého spojení splatů byla pravděpodobně oxidická vrstva na jejich hranicích. Vzhledem k výsledkům hodnocení nelze posuzovaný nástřik považovat za spolehlivou bariéru vůči okolnímu prostředí. Pro další experimenty byla upravena technologie nástřiku, včetně následného žíhání, tak, aby se zamezilo výskytu oxidické vrstvy mezi splaty.
Analýza aplikace sonických metalických nástřiků na bázi Ni-Cr
(Západočeská univerzita v Plzni, 2020) Pilsová, Lucie; Horváth, Jakub; Janovec, Jiří; Horváth, Ladislav; Junek, Michal; Smola, Vojtěch; Polach, Pavel; Zuna, Petr; Kronďák, Martin; Šťastný, Radovan
Ve spolupráci s IGS Europe jsou vyvíjeny nástřikové systémy určené k prodlužování životnosti teplosměnných ploch a varných stěn kotlů energetických zařízení a spaloven. Článek se zabývá analýzou aplikovaných metalických nástřiků na bázi Ni-Cr nanášených metodou sonického obloukového stříkání. Analýzy vlastností a následná porovnání byla provedena na laboratorně exponovaných vzorcích a na vzorcích provozně degradovaných. Pro účel degradace byly vzorky umístěny ve spalovně komunálního odpadu a spalovně biomasy.
Ochranné povlaky teplosměnných ploch v kotlů
(Západočeská univerzita v Plzni, 2020) Braha, David; Polach, Pavel; Zuna, Petr; Kronďák, Martin; Šťastný, Radovan
V příspěvku je uvedeno: (i) proč je potřeba používat povlaky v kotlích, před čím chrání, identifikace opotřebení, (ii) vliv paliva a procesu spalování, (iii) druhy povlaků, technologie nanášení, životnost a (iv) praktické zkušenosti.
Povrchové úpravy komponent v JE a KE
(Západočeská univerzita v Plzni, 2020) Houdková, Šárka; Česánek, Zdeněk; Šulcová, Petra; Polach, Pavel; Zuna, Petr; Kronďák, Martin; Šťastný, Radovan
Technologie žárového nástřiku zajišťují ochranu povrchu součástí proti působení okolního prostředí i umožňují renovovat povrchy již opotřebené. jejich využití v oblasti jaderných a klasických elektráren, a to v rámci řešení projektu Národní centrum pro energetiku. Výzkum byl zaměřen na vývoj a testování funkčních vlastností vhodných materiálů povlaků a technologií nástřiku pro konkrétní aplikace. Pozornost byla zaměřena zejména na vývoj ochrany a renovaci povrchu kotlových těles a na preventivní nástřik kořenové oblasti heterogenních svarů. Pro nástřik nedemontovatelných částí kotlových těles byla zvolena mobilní technologie nástřiku elektrickým obloukem, pro nástřik vnitřního průměru kořene heterogenního svaru moderní technologie nástřiku za studena. Vyvinutý a optimalizovaný postup žárového nástřiku a různé materiálové kombinace byly ověřeny nástřikem reálných komponent.
Výpočet creepového poškození svorníků tělesa parní turbíny
(Západočeská univerzita v Plzni, 2020) Lazar, Jan; Polcar, Petr; Liška, Karel; Polach, Pavel; Zuna, Petr; Kronďák, Martin; Šťastný, Radovan
Svorníky, které k sobě tisknou horní a spodní díl tělesa parní turbíny, jsou vystaveny značnému mechanickému a teplotnímu zatížení, což může vést k takovému prodloužení v důsledku vysokoteplotního tečení (creepu), které již ohrožuje těsnost turbíny. V tomto příspěvku jsou prezentovány výsledky výpočtů creepu svorníků 840 mm dlouhých, s dříkem o průměru 125 mm, vyrobených z martenzitické oceli 1.4913+QT nebo z niklové slitiny Inconel 718, vše s použitím 1D modelu sestavy svorník–turbína. Cílem práce bylo navrhnout bezpečný režim provozu svorníků s ohledem na těsnost turbíny a na celkové prodloužení svorníků při jejich vícenásobném použití. Svorníky byly při výpočtech (i) spojeny s tělesem turbíny z oceli P91, (ii) deformačně předepnuty až na 70 % meze kluzu, (iii) vystaveny teplotám dosahujícím 480 až 490 °C, a (iv) zatíženy vnější silou, např. od tlaku páry. Tato síla působí na svorník spolu se silou vyvolanou odporem turbíny proti sevření. Vzhledem k (i) nelineární závislosti rychlosti creepu na teplotním a mechanickém zatížení, (ii) nejistotám v modelu popisujícím creep a (iii) nejistotám v zatížení svorníků bylo nutné provést více výpočtů s různými variantami zatížení svorníku a nastavení modelů materiálů svorníku a turbíny. Výsledky výpočtů jsou následující: deformace svorníku z niklové slitiny je zanedbatelná, svorník z martenzitické oceli by měl udržet dělící rovinu těsnou po dobu provozu přinejmenším 40 tisíc provozních hodin a měl by být použitelný přinejmenším na 3 provozní kampaně.
Stanovení únavové degradace a životnosti energetických zařízení
(Západočeská univerzita v Plzni, 2020) Holický, Milan; Polach, Pavel; Zuna, Petr; Kronďák, Martin; Šťastný, Radovan
Cyklická únava materiálů významně ovlivňuje degradaci a celkovou životnost energetických zařízení v elektrárnách. Současné postupy hodnocení únavových jevů uváděné v nových mezinárodních předpisech ISO a CEN vycházejí z koncepce S-N křivek únavových vlastností materiálů a Palmgren-Minerova pravidla kumulace poškozování. Nejistoty únavových vlastností energetických zařízení a účinků zatížení se podchycují dílčími součiniteli, které je nutno stanovit individuálně s ohledem na skutečné podmínky zařízení.
Metodiky pro optimalizaci diagnostiky a údržby zařízení výrobních bloků
(Západočeská univerzita v Plzni, 2020) Marková, Jana; Mlčoch, Jan; Prešl, Kamil; Sýkora, Miroslav; Šťastná, Klára; Polach, Pavel; Zuna, Petr; Kronďák, Martin; Šťastný, Radovan
Příspěvek popisuje čtyři metodiky připravované v rámci Národního centra pro energetiku. Metodiky reagují na aktuální potřebu optimalizovat a zacílit náklady do diagnostiky a údržby pro disponibilitu na stanovené úrovni provozovatele. Hlavním cílem je poskytnout nástroje pro podporu dosažení dlouhodobé disponibility výrobních bloků klasických elektráren. Dílčí cíle zahrnují 1) klasifikaci zařízení výrobních bloků z hlediska kritičnosti, 2) identifikaci kritických zařízení, 3) stanovení kritických degradačních mechanismů vedoucích k poruchám s velkým dopadem na provoz bloků s využitím analýzy možného výskytu a vlivu vad FMEA (Failure Mode and Effects Analysis) a 4) úpravu nastavení systémů diagnostiky a údržby. Metodiky se opírají o analytické postupy pro řízení spolehlivosti, rizik a životnosti s využitím provozních dat.
Vývoj realistických vad pro zkušební tělesa
(Západočeská univerzita v Plzni, 2020) Hodač, Jiří; Veselá, Jana; Polach, Pavel; Zuna, Petr; Kronďák, Martin; Šťastný, Radovan
Pro potřeby kvalifikace nových i stávajících metod nedestruktivního zkoušení je nezbytná schopnost vyrábět zkušební tělesa s realistickými vadami odpovídající vadám detekovaným v provozu energetických zařízení. Centrum výzkumu Řež, proto vyvíjí vhodné efektivní postupy výroby realistických vad realizovatelných v různých materiálech, dílech, nebo konstrukcích s homogenními i heterogenními svary. V článku jsou popsány oblasti, kde byly vyvinuty funkční postupy pro výrobu vad s vysokou mírou shody s vadami z provozu. Pro zjištění charakteru a rozsahu vytvořených vad jsou využívány nedestruktivní i destruktivní metody zkoušení. Popsány jsou zkušební tělesa s korozními, únavovými a výrobními svarovými vadami. Na základě zjištění z praxe jsou též vyvíjeny vady s kombinovaným charakterem.
Inovativní zařízení pro měření hloubky trhlin střídavou potenciálovou metodou
(Západočeská univerzita v Plzni, 2020) Minařík, Jakub; Kec, Jan; Chuchvalec, Petr; Polach, Pavel; Zuna, Petr; Kronďák, Martin; Šťastný, Radovan
Střídavá potenciálová metoda je vhodným nástrojem pro měření hloubky trhlin kovových materiálů. Pro její dostatečně spolehlivé použití je třeba vhodně navrhnout uspořádání měřící části a zejména její připojení ke vzorku. Ve firmě SVÚM byl vytvořen miniaturní měřící modul, který umožňuje citlivé měření v bezprostřední blízkosti u trhliny. Měřicí modul je možné použít pro jednorázovou příruční aplikaci i pro dlouhodobé měření velkých konstrukcí. Je možné najednou sledovat i velké množství trhlin, neboť měřící moduly je možné vzájemně propojit do sítě pomocí průmyslové sběrnice.
Porovnání výsledků lomové houževnatosti získaných pomocí standardních a miniaturizovaných zkušebních těles
(Západočeská univerzita v Plzni, 2020) Chvostová, Eva; Džugan, Ján; Konopík, Pavel; Rund, Martin; Polach, Pavel; Zuna, Petr; Kronďák, Martin; Šťastný, Radovan
Hodnocení aktuálních mechanických vlastností materiálu je důležité zejména pro správný odhad zbytkové životnosti dané komponenty. V mnoha případech však standardní vzorky není možné použít kvůli požadavkům na velikost dostupného experimentálního materiálu nebo velikosti komponenty. Jednou z metod, kterou lze použít, je metoda, která se zaměřuje na použití miniaturizovaných zkušebních vzorků. V tomto článku jsou popsány a porovnány výsledky lomové houževnatosti získané pomocí standardních a miniaturizovaných zkušebních těles pro materiály 15CH2NMFA a AISI 304. Použití miniaturizovaného zkušebního vzorku přináší mnoho výhod, jako je snížení nákladů, možnost semidestruktivního odběru materiálu, úspora času.
Vliv heterogenity mikrostruktury na vlastnosti a creepovou odolnost tlustostěnné parovodní trubky z oceli P92
(Západočeská univerzita v Plzni, 2020) Kuboň, Zdeněk; Kander, Ladislav; Polach, Pavel; Zuna, Petr; Kronďák, Martin; Šťastný, Radovan
V minulém roce zde byl uveden příspěvek, který se zabýval mikrostrukturou a vlastnostmi trubky o tloušťce stěny 90 mm z oceli P92, u kterého byly zjištěny četné řediny, zejména v blízkosti vnitřního povrchu trubky. Řediny vznikly zřejmě v důsledku nedostatečného protváření během válcování trubky. Analýzy lokálních materiálových vlastností u obou povrchů trubek provedené tehdy jsou zde doplněny o výsledky creepových zkoušek malých vzorků (SPC testy), které doplnily creepové zkoušky do lomu prováděné na konvenčních zkušebních tyčích. Výsledky SPC testů jsou porovnány s materiálovými požadavky na ocel P92 a je proveden pokus o vyhodnocení možného vlivu nehomogenity mikrostruktury a vlastností na dlouhodobou životnost trubky v podmínkách tečení.
Vliv degradačního stárnutí na změny modulu pružnosti a Poissonova poměru pro ocel SUPER304H
(Západočeská univerzita v Plzni, 2020) Horváth, Jakub; Horváth, Ladislav; Chvostová, Eva; Horváthová, Marie; Smola, Vojtěch; Pilsová, Lucie; Polach, Pavel; Zuna, Petr; Kronďák, Martin; Šťastný, Radovan
V literatuře začínají být dohledatelné publikace týkající se precipitačních změn a s nimi spojené změny mechanických vlastností jako je nárazová práce u žáropevné komplexně legované austenitické oceli SUPER 304H. Tato ocel je v českých podmínkách použita na modernizovaných blocích tepelných elektráren. Tento příspěvek se zabývá vlivem precipitačních změn na experimentálně stanovený modul pružnosti a Poissonův poměr, které tvoří elementární vstupy pro pevnostní výpočty. Jedná se tak o získání podkladů pro následné konečno-prvkové simulace na degradované oceli SUPER 304H.
Porušení a lom při creepu povlakové slitiny Zr1%Nb pro reaktory typu VVER
(Západočeská univerzita v Plzni, 2020) Sklenička, Václav; Král, Petr; Kuchařová, Květa; Kvapilová, Marie; Dvořák, Jiří; Polach, Pavel; Zuna, Petr; Kronďák, Martin; Šťastný, Radovan
Zirkoniová povlaková slitina Zr1%Nb (modifikace slitiny E 110) je používána k pokrytí paliva v reaktorech typu VVER. Ačkoliv deformačním procesům, probíhajícím v této slitině při termálním creepu byla věnována značná pozornost, současné fyzikálně-metalurgické poznatky o rozvoji creepového porušování a lomu jsou značně sporadické. Příspěvek je věnován lomovým procesům slitiny Zr1%Nb při exponenciálním termálním creepu (power-law breakdown region) v oblasti provozních teplot i za podmínek, blížícím se havarijní situaci LOCA (loss of coolant accident).

Browse

Recent Submissions