پیشرفت فناوری و ملاحظات طراحی در توربین‌های بخار

نوع مقاله: مقاله علمی ترویجی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری مهندسی مکانیک گروه مهندسی مکانیک، پژوهشگاه نیرو

2 کارشناس ارشد مهندسی مکانیک گروه مهندسی مکانیک، پژوهشگاه نیرو

چکیده

با توجه به تلاش‌های انجام‌شده برای کاهش وابستگی صنعت به سوخت‌های فسیلی به‌دلیل تجدیدناپذیری و کاهش قیمت برق تولیدی از یک‌سو و تولید کمتر دی اکسید کربن برای جلوگیری از گرم‌شدن کرة زمین از سوی دیگر، افزایش بازدهی نیروگاه‌ها، خصوصاً نیروگاه‌های بخار، همواره یکی از روش‌های مؤثر به‌منظور نیل به این هدف بوده است. در این مقاله سعی شده است بحث جامعی پیرامون توربین بخار به‌عنوان قلب و المان اصلی نیروگاه‌های بخار، که منابع کمی در مورد آن موجود است، انجام شود. تکامل توربین بخار از بدو ورود به صنعت تاکنون براساس سه عامل مهم؛ یعنی افزایش فشار و دمای بخار، بهینه‌سازی سیکل و بهینه‌سازی مسیر بخار بوده است که در این مقاله تشریح می‌شوند. برای تکمیل بحث پیرامون توربین بخار، طراحی مکانیکی، ملاحظات طراحی و موارد حائز اهمیت در این حوزه همچون بارهای اعمالی به یک توربین بخار، فناوری مواد مورد استفاده و همچنین فناوری جوش در ادامه بررسی شده‌اند. در انتها نیز آینده‌پژوهی فناوری توربین بخار در قالب برنامه‌های توسعة کشورهای پیشتاز تولیدکنندة این نوع توربین‌ها مطرح می‌شود.

کلیدواژه‌ها


[1] Lueckemeyer, N., et al. “Mechanical Design Of Highly Loaded Large Steam Turbines.” Proceedings of ASME Turbo Expo GT2011-45703, 2011, pp. 6-10.

[2] World Energy Outlook, Paris: International Energy Agency, 2008.

[3] Rogalev, Nikolay, et al. “A Survey of State-of-the-Art Development of Coal-Fired Steam Turbine Power Plant Based on Advanced Ultrasupercritical Steam Technology.” Contemporary Engineering Sciences, Vol. 7, 2014, pp. 1807-1825.

[4] Leyzerovich, Alexander S. Steam turbines for modern fossil-fuel power plants, Lilburn, GA: The Fairmont Press, Inc., 2008.

[5] آقایاری، جعفر، علی بیگ رضایی، سعید اسدزاده. تدوین سند توسعه فناوری توربین‌های بخار نیروگاهی، جلد 2، تبیین ابعاد موضوع، محدودة مطالعات و مشخصه‌های فناوری، تهران: پژوهشگاه نیرو، 1393.

[6] ReinKer, J. K. Steam turbine for large power application (GER-3646D), General Electric Company.

[7] Pollak, Helmut. Design And Materials For Modern Steam Turbines With Two Cylinder Design Up To 700 MW, Siemens AG, Power Generation.

[8] Piwowarski, Marian. “Optimization Of Steam Cycles With Respect To Supercritical Parameters.” Polish Maritime Research 16, 2009, pp. 45-51.

[9] Sanders, William P. Turbine Steam Path Mechanical Design and Manufacture, PennWell Corporation, 2004.

[10] Michael, W., Leo Rainer, Scholten Christof. Steam Turbine Modernization Solutions Provide A Wide Spectrum Of Options To Improve Performance, Siemens Power Generation (PG), 2005.

[11] Cofer, J. I., IV, J.K. Reinker, W.J. Sumner. ADVANCES IN STEAM PATH, GE Power Systems.

[12] Wright, I.G. Materials Issues For Turbines For Operation In Ultra-Supercritical Steam, U.S. Department of Energy.

[13] Lückemeyer, N., H. Kirchner, and H. Almstedt. “Challenges in advanced-USC steam turbine design for 1300 °F/700 °C.” American Society of Mechanical Engineers, 2012. ASME Turbo Expo 2012: Turbine Technical Conference and Exposition.