Proudění vodní páry v posledním stupni a nízkotlakém tělese parní turbíny

Abstract

Práce se zabývá prouděním v tzv. studeném konci parních turbín, tedy v posledním nízkotlakém (NT) stupni turbíny a v navazujícím výstupním tělese a v nástavbě. Práce je řešena zejména jako experimentální. Experimenty byly prováděny na turbíně o nominálním výkonu 1090 MW. Nejedná se tedy o experiment na modelovém zařízení, ale přímo o experimenty na díle, kde není žádná pochybnost mezi modelováním vztahu model  dílo. Na druhou stranu při experimentu na díle vzniká celá řada dalších otazníků, týkajících se zejména chování neměřených nebo neměřitelných parametrů proudu páry. Konkrétně může jít o chování odběrových regeneračních potrubí a o odsávání části média dutými rozváděcími lopatkami. Měřením byly určeny a identifikovány zdroje tlakových ztrát ve výstupním tělese, které významným způsobem ovlivňují chování posledního stupně. Byly zjištěny důležité parametry posledního stupně, jako je rozložení průtoků a účinností po výšce lopatky. Byly určeny integrální hodnoty účinností posledního stupně s vlivem a bez vlivu výstupní složky rychlosti, dále účinnost NT průtočné části, průtočné části + difuzoru, tělesa i nástavby. Byl učiněn pokus o určení odsávaného množství vodní páry dutými lopatkami posledního statorového kola. Na základě měření pak byly kalibrovány CFD metody, pomocí kterých se povedlo s vysokou mírou shody s experimentem určit rozložení proudových parametrů po délce proudové cesty. Na základě měření byla navržena nová konstrukce výstupního NT tělesa, nyní již rutinně využívána při návrhu a konstrukci parních turbín. Tato konstrukce byla přepočítána pomocí již nakalibrovaných CFD metod a byly zjištěny velmi uspokojivé výsledky z pohledu tlakových ztrát. Předkládaná práce tedy přináší ucelený komplex vědeckých údajů v tomto pořadí: 1. Experimentální měření komponenty parní turbíny 2. Analýza naměřených dat a identifikace problémového uzlu 3. CFD výpočet experimentálně měřené části turbíny a kalibrace CFD metod 4. Návrh nového typu NT těles s ohledem na minimalizaci energetických ztrát 5. CFD výpočty nového typu NT těles a analýza dat