New design of axial LP exhaust hood prototype
Result description
The suitable design of the axial exhaust hood was determined based on the execution of several experiments and numerical simulations under the terms of project TJ01000048 “Decreasing of Exhaust Loss in Modern Design Steam Turbines“. The obtained results were implemented into technical instruction Tp0040J in the valid revision [1] and into design calculations in the form of an exhaust hood loss model, so that the knowledge gathered could be used during the design of an axial exhaust hood prototype of modern construction with higher efficiency. Attention was paid to various aspects that are capable of influencing the flow in the exhaust hood. The work is not only concerned with the outer shape of the hood or the shape and number of internal struts. However, it was also important to observe the effect of steam blowing into the boundary layer of the outer diffuser, the shape and the size of the blowing slot and the interaction of the blowing flow with the rotor sealing leakage.
Keywords
The result's identifiers
Result code in IS VaVaI
Result on the web
DOI - Digital Object Identifier
—
Alternative languages
Result language
čeština
Original language name
Prototyp axiálního NT výstupního tělesa nové koncepce, TZTP1058
Original language description
Na základě provedení řady experimentů a numerických simulací v rámci projektu TJ01000048 „Snižování výstupní ztráty v parních turbínách moderní konstrukce“ byl stanoven vhodný design axiálního výstupního tělesa. Získané poznatky byly implementovány do Technické instrukce Tp0040J v platné revizi [1], která je uložená v řízené dokumentaci firmy a do návrhových výpočtů v podobě ztrátového modelu výstupních těles tak, aby se tyto znalosti mohly aplikovat při návrhu prototypového designu výstupního tělesa moderní konstrukce se zvýšenou účinnosti. Pozornost byla věnována různým prvkům schopným ovlivnit proudění ve výstupním tělese. Nejedná se tak pouze o vnější tvar tělesa nebo tvar a počet vnitřních vestaveb. Důležité bylo sledovat i vliv vefukování páry do mezní vrstvy na vnějším difuzoru, tvar a velikost vefukovací štěrbiny a interakci vefukovaného proudu s nadbandážovým únikem páry.
Czech name
Prototyp axiálního NT výstupního tělesa nové koncepce, TZTP1058
Czech description
Na základě provedení řady experimentů a numerických simulací v rámci projektu TJ01000048 „Snižování výstupní ztráty v parních turbínách moderní konstrukce“ byl stanoven vhodný design axiálního výstupního tělesa. Získané poznatky byly implementovány do Technické instrukce Tp0040J v platné revizi [1], která je uložená v řízené dokumentaci firmy a do návrhových výpočtů v podobě ztrátového modelu výstupních těles tak, aby se tyto znalosti mohly aplikovat při návrhu prototypového designu výstupního tělesa moderní konstrukce se zvýšenou účinnosti. Pozornost byla věnována různým prvkům schopným ovlivnit proudění ve výstupním tělese. Nejedná se tak pouze o vnější tvar tělesa nebo tvar a počet vnitřních vestaveb. Důležité bylo sledovat i vliv vefukování páry do mezní vrstvy na vnějším difuzoru, tvar a velikost vefukovací štěrbiny a interakci vefukovaného proudu s nadbandážovým únikem páry.
Classification
Type
Gprot - Prototype
CEP classification
—
OECD FORD branch
20301 - Mechanical engineering
Result continuities
Project
TJ01000048: Decreasing of Exhaust Loss in Modern Design Steam Turbines
Continuities
P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)
Others
Publication year
2019
Confidentiality
C - Předmět řešení projektu podléhá obchodnímu tajemství (§ 504 Občanského zákoníku), ale název projektu, cíle projektu a u ukončeného nebo zastaveného projektu zhodnocení výsledku řešení projektu (údaje P03, P04, P15, P19, P29, PN8) dodané do CEP, jsou upraveny tak, aby byly zveřejnitelné.
Data specific for result type
Internal product ID
TZTP 1058
Numerical identification
G - TZTP1058, SPM105340__1-0
Technical parameters
Axiální výstupní těleso se skládá (z pohledu proudění vodní páry) z krytu ložiskového stojanu kuželového nebo válcového tvaru za patou posledního oběžného kola, tzv. patní omezující stěny. Dále pak z deflektoru za špičkou posledního oběžného kola a navazující kuželovou vnější stěnou tělesa, tzv. špičkové omezující stěny. Patní omezující stěna může být válcová, kuželová nebo tvořena kombinací válce a kužele, případně kombinací dvou kuželů s různými úhly. Deflektor je vždy kuželový, navazuje štěrbina pro přívod páry z dutých rozváděcích lopatek a kuželová stěna vnějšího tělesa. Špičková omezující stěna tak bude tvořena kombinací dvou kuželů s různými úhly. Na základě výsledků získaných při řešení projektu byla sestavena technická instrukce Tp0040J (vydání 2). Výsledky vycházejí z výzkumné zprávy VZTP 1147. Technická instrukce stanovuje pravidla pro návrh axiálních výstupních těles z pohledu proudění a snižování tlakových ztrát v soustavě poslední stupeň + axiální výstupní těleso. Technická instrukce navazuje na svařovací normu – ČSN EN ISO 13920 Svařování – Všeobecné tolerance svařovaných konstrukcí – Délkové a úhlové rozměry – Tvar a poloha. Vlastní prototypové řešení je uloženo pod výkresovou dokumentací SPM105340__1-0.
Economical parameters
Cílem projektu bylo navržení optimalizovaného axiálního výstupního traktu nového typu se zvýšenou účinností posledního stupně parní turbíny. Hlavním přínosem je optimalizace axiálního výstupního tělesa s ohledem na proudění páry. To vše je za účelem snížení energetických ztrát v soustavě poslední stupeň a axiální výstupní těleso. Díky této optimalizaci dochází k zlepšení termodynamické účinnosti, spolehlivosti a konstrukční i výrobní náročnosti. Na počátku byl uvažován součinitel zvýšení tlaku cp=0. V současné době je možné dosáhnout hodnoty cp=0,5. To znamená, že u turbín do 50 MW je přínos vhodně navrženého axiálního výstupního tělesa v řádu stovek kW.. Získané zkušenosti byly zapracováno do Technické instrukce DSPW. Díky této jednotné koncepci dochází ke snížení výrobních nákladů zejména ve fázi návrhu řešení. Odpadne řada konstrukčních a technologických hodin, které jsou díky prototypu již odpracovány. Přímý dopad se ukáže až při opakování výroby.
Application category by cost
—
Owner IČO
49193864
Owner name
Doosan Škoda Power s.r.o.
Owner country
CZ - CZECH REPUBLIC
Usage type
A - K využití výsledku jiným subjektem je vždy nutné nabytí licence
Licence fee requirement
A - Poskytovatel licence na výsledek požaduje licenční poplatek
Web page
HTTP://VYZKUM.DSPW.CZ/
Basic information
Result type
Gprot - Prototype
OECD FORD
Mechanical engineering
Year of implementation
2019