SENSITIVITY STUDIES ON THE THERMAL MODEL OF A SOLAR STEAM TURBINE

Abstract: Förr i tiden, ångturbiner har främst använts för baskraft operation. Numera med den ökade utvecklingen av varierande förnyelsbara är samma ångturbiner motstå högre cykliska operativa system med mer frekvent uppstarter och snabbt föränderliga laster. Som sådan, förbättra den operativa flexibiliteten hos installerade och framtida utformad ångturbiner är en viktig aspekt för att övervägas av utrustning. Ångturbin uppstart är en intressant fas eftersom anses vara den mest intrikata av transienter. Under denna fas kan maskinen potentiellt utsättas för omåttlig termiska spänningar och axiella gnugga på grund av differentiell termisk expansion. Dessa två termiska fenomen antingen konsumera komponent livstid eller kan leda till maskinhaveri om inte kontrolleras noggrant. Som sådan, det finns en balans som skall beaktas mellan ökande turbin uppstart hastighet samtidigt som säker drift och livslängd bevarande av dessa maskiner. För att förbättra den transienta operationer av ångturbiner, blir det viktigt att undersöka deras termiska beteende under uppstarter. För att göra detta, är det viktigt att ha verktyg som kan förutäga den termiska responsen hos maskinen. I denna avhandling fungerar effekterna av olika aspekter och randvillkor om resultaten av ST3M, en KTH internt verktyg, undersöktes med syfte att förstå hur stor blev deras inverkan på sättet att fånga den termiska beteendet hos turbinen i termer av metalltemperatur och differentiell expansion. En industriell högtrycksturbinen validerades mot uppmätta data och genomförs på en känslighetsanalys; denna analys visade att den geometriska approximation införa fel i resultaten, att användningen av empiriska Nusselt korrelationer ge liknande resultat som den validerade modellen och att håligheten antaganden har en stor inverkan på utvecklingen av expansionsskillnaden. Slutligen har en strategi för att validera någon annan liknande turbin till en av studien fallet föreslås för att ge en vägledning för framtida arbeten i hur att validera en modell och vilka är de mest inflytelserika parametrar att ta hand om.