Журналов:     Статей:        

Территория «НЕФТЕГАЗ». 2015; : 118-121

Оценка долговечности элементов котлоагрегатов

Кунина П. С., Пахомов Р. А., Андрейко Н. Г., Самородов А. В.

Аннотация

В статье приведена методика оценки долговечности элементов котлоагрегатов на примере котлов Краснодарской ТЭЦ. Переход испарительного участка прямоточного парогенератора к перегревательному характеризуется наиболее сложными процессами гидродинамики и теплообмена. В этой зоне происходит изменение характера потока – переход от двухфазного состояния к однофазному. При этом структура двухфазного потока (по причине неустойчивости гидродинамики) претерпевает изменения: поток может иметь разную структуру. Для расчета используются результаты экспериментальных исследований температурного режима входного участка пароперегревательного канала (ППК) с предвключенным необогреваемым участком при наличии малой влажности в насыщенном паре на входе y0 = 1,3% при давлении Р = 6,9 МПа, удельных массовых расходах: w=1150 кг/м2.с и плотности теплового потока q = 0,49 МВт/м2. Движение пара в вертикально расположенном рабочем участке – восходящее. Эксперименты проводились на прямоточном пароводяном стенде, питание которого водой и паром осуществлялось от парогенератора высокого давления. Особое влияние на долговечность конструкции при колебаниях температуры оказывает коррозия. Самый надежный метод определения долговечности при пульсациях температур – ресурсные испытания в натурных условиях. Однако применительно к элементам энергооборудования этот метод практически непригоден, так как при большой стоимости испытаний их результатов пришлось бы ждать несколько лет. В настоящее время используются расчетные оценки ресурса с помощью той или иной модели или проводятся отдельные эксперименты, чаще всего носящие иллюстративный характер, при которых пульсации температур обычно создаются искусственным путем.

Список литературы

1. Нормы расчета на прочность элементов реакторов, пароперегревателей, сосудов и трубопроводов атомных электростанций, опытных и исследовательских ядерных реакторов и установок. М.: Металлургия, 2010.

2. Судаков А.В., Трофимов А.С. Напряжения при пульсациях температур. М.: Атомиздат, 1980.

3. Трофимов А.С., Пахомов Р.А., Гапоненко А.М., Андрейко Н.Г. Долговечность пароперегревателей паровых котлов при пульсациях температур. Молодые ученые России – теплоэнергетике // Материалы межрегиональной конференции. Новочеркасск, ЮРГТУ (НПИ), 2001. С. 152–154.

4. Трофимов А.С., Пахомов Р.А., Андрейко Н.Г., Дунаев В.И. Теплообмен при досыхании пленки конденсата на входном участке пароперегревателя // Проблемы газодинамики и тепломассообмена в энергетических установках. Рыбинск, 2003. Т. 1. С. 328–330.

5. Трофимов А.С., Андрейко Н.Г. Степенная аппроксимация передаточных функций // IV Всероссийский симпозиум по прикладной и промышленной математике. М., 2003. С. 758–759.

6. Трофимов А.С., Пахомов Р.А., Андрейко Н.Г., Судаков А.В. Пульсации температур и теплоотдача в пароперегревателях котлоагрегатов // IV Всероссийский симпозиум по прикладной и промышленной математике. М., 2003. С. 762–763.

Territorija “NEFTEGAS” [Oil and Gas Territory]. 2015; : 118-121

Durability assessment of the boiler unit components

Kunina P. S., Pakhomov R. A., Andreiko N. G., Samorodov A. V.

Abstract

The article describes the durability assessment procedure for the boiler unit components illustrated by the Krasnodar CHP boilers. The transition area of once-through steam generator evaporative part to superheating part is characterized by the most complex processes of hydrodynamics and heat transfer. It is characterized by the flow character change – transition from two-phase state to a single phase. The structure of two-phase flow (due to hydrodynamic fluctuations) changes: the flow may have various structure. The calculation uses the results of experimental studies of steam superheater channel inlet area (SSHC) temperature mode with upstream unheated area at low humidity of input saturated steam y0 = 1.3% under pressure P = 6.9 MPa, mass flow rates: w=1,150 kg/m2.s and heat flux density q = 0.49 MW/m2. Steam movement in vertically operating area is upward. The experiments were performed at the continuous-flow steam-stand; the water and steam were supplied from the high-pressure steam generator. Corrosion has specific influence on the structure durability at temperature fluctuations. The most reliable method of the durability determination under temperature fluctuations – full-scale endurance tests. However, this method is practically unusable for power equipment components, since the tests cost a lot and it takes several years for their results to be obtained. Currently the estimates are used for life evaluation by means of a particular model or some experiments, often illustrative, where temperature fluctuations are typically created by artificial means.

References

1. Normy rascheta na prochnost' elementov reaktorov, paroperegrevatelei, sosudov i truboprovodov atomnykh elektrostantsii, opytnykh i issledovatel'skikh yadernykh reaktorov i ustanovok. M.: Metallurgiya, 2010.

2. Sudakov A.V., Trofimov A.S. Napryazheniya pri pul'satsiyakh temperatur. M.: Atomizdat, 1980.

3. Trofimov A.S., Pakhomov R.A., Gaponenko A.M., Andreiko N.G. Dolgovechnost' paroperegrevatelei parovykh kotlov pri pul'satsiyakh temperatur. Molodye uchenye Rossii – teploenergetike // Materialy mezhregional'noi konferentsii. Novocherkassk, YuRGTU (NPI), 2001. S. 152–154.

4. Trofimov A.S., Pakhomov R.A., Andreiko N.G., Dunaev V.I. Teploobmen pri dosykhanii plenki kondensata na vkhodnom uchastke paroperegrevatelya // Problemy gazodinamiki i teplomassoobmena v energeticheskikh ustanovkakh. Rybinsk, 2003. T. 1. S. 328–330.

5. Trofimov A.S., Andreiko N.G. Stepennaya approksimatsiya peredatochnykh funktsii // IV Vserossiiskii simpozium po prikladnoi i promyshlennoi matematike. M., 2003. S. 758–759.

6. Trofimov A.S., Pakhomov R.A., Andreiko N.G., Sudakov A.V. Pul'satsii temperatur i teplootdacha v paroperegrevatelyakh kotloagregatov // IV Vserossiiskii simpozium po prikladnoi i promyshlennoi matematike. M., 2003. S. 762–763.