Моделювання теплових процесіів в елементах енергетичного обладнання ТЕС і АЕС шляхом розв’язання спряжених задач теплообміну - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ ІНСТИТУТ ПРОБЛЕМ МАШИНОБУДУВАННЯ ІМ. А. М. ПІДГОРНОГО Альохіна Світлана Вікторівна УДК 536.24 МОДЕЛЮВАННЯ ТЕПЛОВИХ ПРОЦЕСІВ В ЕЛЕМЕНТАХ ЕНЕРГЕТИЧНОГО ОБЛАДНАННЯ тес і аес ШЛЯХОМ РОЗВ’ЯЗАННЯ СПРЯЖЕНИХ ЗАДАЧ ТЕПЛООБМІНУ Спеціальність 05.14.06 - технічна теплофізика та промислова теплоенергетика Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Харків-2008 Дисертацією є рукопис. Робота виконана в Інституті проблем машинобудування ім. А. М. Підгорного Національної академії наук України. Автореферат розісланий “04” лютого 2008 р. Вчений секретар спеціалізованої вченої ради доктор технічних наук В. С. Марінін ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ Актуальність теми Однією з основних задач, які стоять на цей час перед електроенергетичною галуззю України, є забезпечення надійного та ефективного її функціонування. У зв’язку з цим важливим питанням, яке виникає при експлуатації енергетичного обладнання ТЕС і АЕС, є оцінка та подальший контроль його фізичного стану, що продиктовано, перш за все, вимогами безпеки. У зв’язку з цим набуває особливої актуальності задача моделювання теплових процесів, що проходять в енергетичному обладнанні під час експлуатації, яка тісно пов’язана з удосконаленням режимів його роботи. Для детального вивчення та розширення уяви про теплові процеси, що проходять в розглянутих елементах енергетичного обладнання, в обох випадках було виконано моделювання теплових процесів шляхом розв’язання спряжених задач теплообміну. Застосування такого підходу можливо та доцільно для енергетичних об’єктів, що мають різне функціональне призначення, структуру та принцип дії, зокрема, для малодосліджених елементів, з дуже складною структурою потоку (кінцеві та діафрагмові ущільнення турбомашин з термокомпенсаційними канавками) та недосліджених об’єктів енергетики з внутрішніми джерелами тепла, що розташовані на відкритому просторі (контейнери зберігання відпрацьованого ядерного палива). Мета та завдання дослідження Метою даної роботи є забезпечення надійності та безпечності роботи енергетичного обладнання на основі дослідження його теплового стану. Предмет дослідження - тепловий стан кінцевих і діафрагмових ущільнень циліндрів парових турбін та корзин з відпрацьованим ядерним паливом, що розташовані у вентильованому контейнері на площадці зберігання. Визначено рівень зміни коефіцієнтів тепловіддачі на поверхнях термокомпенсаційних канавок при нестаціонарних режимах прогрівання ротора у зоні ущільнень. Розроблена та впроваджена інформаційна система моніторингу навантаження енергоблоків (довідка про використання результатів дисертації на Харківській ТЕЦ-5), що дозволяє за рахунок більш якісної реалізації процесів зміни навантаження турбіни знизити вірогідність появи дефектів. 5. Визначений тепловий стан контейнерів зберігання відпрацьованого ядерного палива, що дозволило зробити висновок про безпечність їх використання при зведенні радіаційно-захисної стіни за периметром площадки зберігання (лист ХІ „Енергопроект” про використання результатів дисертації від 30.11.2007 р.) та їх теплової безпечності протягом тривалого часу зберігання. Сформульовано мету й основні задачі дослідження теплового стану обраних обєктів, а саме - кінцеві й діафрагмові ущільнення турбомашин та вентильовані контейнери зберігання відпрацьованого ядерного палива, розташовані на площадці сухого сховища відпрацьованого ядерного палива (ССВЯП). У ряді випадків, як наприклад, у контейнерах зберігання ВЯП, їхнє застосування просто небезпечно, а отже, технологічно неможливо. При верифікації шляхом компютерного моделювання досліджувалась течія в прямоточному ущільненні, результати розрахунків порівнювались з експериментальними даними, що отримані Л. О. Гурою. 4), що у зоні виступів і западин ущільнення збігається з візуалізацією, наведеної в роботі Л. О. Гури.