Flow analysis in a steam turbine control valve with through-flow valve chamber

Abstract

Jaderná elektrárna zahrnuje také sekundární cyklus, jehož hlavní složkou je parní turbína. Parní turbína zpracovává tepelnou a tlakovou energii páry a přeměňuje ji na mechanickou energii. Spolehlivý a bezpečný provoz parní turbíny, tedy celého bloku, zajišťují ventily. V tomto článku je zkoumán tok páry regulačních ventilů, kde pára proudí ventilovou komorou kolem prvního ventilu k druhému ventilu. Byly vyhodnoceny experimentálně stanovené průtokové charakteristiky obou ventilů a výsledky byly zobecněny. Pokusy byly prováděny v aerodynamické laboratoři Ústavu termomechaniky AV ČR v Novém Kninu, kde bylo možné použít aerodynamický tunel pro vysoké rychlosti. Byly vyhodnoceny údaje o distribuci tlaků na vybraných místech. Energetická ztráta ve ventilech byla porovnána se ztrátou v samostatném difuzoru s různým stupněm expanze. Zkoumán byl také vliv sítka ventilu, což je část umístěná před kuželem regulačního ventilu. Bylo zjištěno, v jakém případě a kde dochází k významnému narušení pole rychlostního toku. První ventil v komoře je citlivější na tlakové ztráty na rozdíl od druhého ventilu, který je srovnatelný s ideální konstrukcí difuzoru, což naznačuje, že tato část sestavy ventilu je optimální. Pokud jde o filtry, bylo zjištěno, že filtr pomáhá vyrovnat poměry rychlosti na vstupu do ventilu, což má pozitivní vliv na snížení ztráty celkového energetického tlaku. Výsledkem je, že ztráta v prvním ventilu může být významně snížena, což pomáhá zvýšit účinnost celé turbíny.