Centrum v

1
Centrum výzkumu a experimentálního vývoje
spolehlivé energetikySetkání Technologické
agentury CR a Technologické platformy Udržitelná
energetikaPraha, TACR, 8.10.2012Pavel
Polach
2
Obsah

• 1. Úvod
• 2. Predstavení projektu
• 3. Pracovní balícky
• 4. Záver

3
Úvod - Anotace

• Projekt si klade za cíl prispet ke zvýšení
  úcinnosti, prodloužení životnosti, provozní
  spolehlivosti, bezpecnosti a efektivnosti
  energetických zarízení klasických i jaderných
  elektráren. Výzkum a vývoj nových technologií a
  materiálu bude mít za následek zvýšení
  konkurenceschopnosti výrobcu a provozovatelu
  energetických zarízení. Projekt dále prispeje k
  výchove nové generace technické inteligence a
  rozvoji slábnoucího know-how v oblasti energetiky
  a energetického strojírenství.

4
Úvod

• 8 clenu konsorcia.
• Rešitel Výzkumný a zkušební ústav Plzen, s.r.o.
• Spolurešitelé CEZ, a.s.,
• ŠKODA POWER s.r.o.,
• Západoceská univerzita v Plzni (FAV, Katedra
  mechaniky a NTC),
• Ceské vysoké ucení v Praze (Klokneruv ústav),
• MATERIÁLOVÝ A METALURGICKÝ VÝZKUM s.r.o.,
• TES s.r.o.,
• Energoservis, spol. s r.o. Chomutov.
• Celkem 13 WP, z toho 12 odborných.
• Pouze WP12 koncí 2017, ostatní 2019.

5
Predstavení projektu

• Jedním ze strategických pilíru Státní energetické
  koncepce Ceské republiky je dlouhodobé zajištení
  bezpecných, spolehlivých a ekonomicky dostupných
  zdroju elektrické energie.
• CR se též v soucasnosti profiluje jako dodavatel
  elektriny pro region strední Evropy s cílem
  posílení pozice regionálního lídra v rámci celé
  EU.
• Tato energetická koncepce vyžaduje urychlený
  rozvoj budování energetického strojírenství v CR,
  které má u nás dlouholetou tradici.
• Návrh nové energetické koncepce, která pocítá s
  témer 100 sobestacností ve výrobe elektrické
  energie spocívá jednak v prodloužení životnosti
  existujících klasických i jaderných bloku
  elektráren a dále ve výstavbe nových bloku s
  vysokou úcinností, životností a spolehlivostí.

6
Predstavení projektu

• Dle soucasných prognóz má též dojít do roku 2030
  ke zvýšení podílu jaderné energie na celkové
  výrobe elektrické energie výstavbou nových
  jaderných bloku a dále k prodloužení životnosti
  stávajících jaderných bloku na 50 až 60 let.
• Významná role a tradice energetiky a
  energetického strojírenství s vysokou úrovní
  znalostí má však v soucasné dobe zjevne klesající
  tendenci.
• Postupné stárnutí stávající technické
  inteligence, jejíž prumerný vek se v soucasné
  dobe blíží hranici 50ti let, vyvolává nutnost
  její vcasné a adekvátní náhrady.
• Ukazuje se, že množství odborných lidských
  kapacit je pro budoucnost limitujícím faktorem
  pro výstavbu velkých, zejména jaderných bloku z
  domácích zdroju.

7
Predstavení projektu

• Toto Centrum kompetence projekt si klade za cíl
  prispet ke zvýšení úcinnosti, prodloužení
  životnosti, provozní spolehlivosti a efektivnosti
  energetických zarízení klasických i jaderných
  elektráren.
• Výzkum a vývoj nových technologií a materiálu
  bude mít za následek zvýšení konkurenceschopnosti
  výrobcu a provozovatelu energetických zarízení.
• Projekt dále prispeje k výchove nové generace
  technické inteligence a rozvoji slábnoucího
  know-how v oblasti energetiky a energetického
  strojírenství.

8
Predstavení projektu

• I když clenové konsorcia spolu již spolupracují,
  tento projekt umožní vytvorení systému dlouhodobé
  spolupráce na vyšší úrovni než dosud.
• Základní princip rešení projektu spocívá ve
  vytvorení týmu složeného ze špickových odborníku
  nejduležitejších pracovišt v oblasti energetiky,
  energetického strojírenství, vedy a výzkumu.
• Dominantním predstavitelem v oblasti energetiky
  je v Ceské republice skupina CEZ, v oblasti
  energetického strojírenství je to ŠKODA POWER
  s.r.o., která je dominantním výrobcem a
  dodavatelem turbosoustrojí v CR.
• V oblasti vedy, výzkumu, technické inteligence a
  lidských zdroju patrí k nejvýznamnejším výzkumným
  ústavum Výzkumný a zkušební ústav Plzen s.r.o.
  (dríve ŠKODA VÝZKUM s.r.o.) a v rámci vysokých
  škol Západoceské univerzity v Plzni a Ceské
  vysoké ucení technické v Praze.

9
Predstavení projektu

• V rámci Centra byl vytvoren tým odborníku
  složený ze zástupcu CEZ, a. s., ŠKODA POWER
  s.r.o., VZÚ, ZCU a CVUT.
• Tento tým byl dále doplnen o zástupce organizací,
  které dlouhodobe spolupracují se skupinou CEZ v
  oblasti materiálových zkoušek, sberu dat,
  zpracování diagnostických informací ci vývoji
  metodik pro predikci a optimalizaci životnosti
  technických zarízení (MATERIÁLOVÝ A METALURGICKÝ
  VÝZKUM s.r.o., TES s.r.o., Energoservis, spol. s
  r.o. Chomutov).
• Cleny konsorcia jsou organizace z ruzných regionu
  CR, vcetne regionu s vysokou mírou
  nezamestnanosti (kraje Moravskoslezský, Ústecký a
  kraj Vysocina).
• Požadovaný rozsah projektu Center kompetence
  bohužel nedovoloval zapojit další vedecké
  instituce, jako napr. další technické univerzity
  a Akademii ved CR.

10
Predstavení projektu

• Predpokládá se, že spolecné rešení konkrétních
  problému povede k prímému propojení energetiky a
  energetického strojírenství s univerzitami a
  výzkumnými organizacemi.
• Dojde tak k oživení zájmu o studium technických
  oboru zamerených na problematiku energetiky a
  energetických zarízení.
• To povede ke zvýšení poctu studentu a doktorandu
  (viz rešitelský tým), což je nezbytným
  predpokladem pro zabezpecení energetické
  sobestacnosti z domácích zdroju, která je
  limitována poctem vhodných technických kapacit.

11
Predstavení projektu

• Podpora výzkumu, vývoje a inovací zajištující
  konkurenceschopnost ceské energetiky a podpora
  školství, zajištující generacní obmenu a zlepšení
  kvality technické inteligence v oblasti
  energetiky je soucástí Státní energetické
  koncepce CR, kterou stanovilo MPO CR a je prímo
  ctvrtým bodem tzv. Strategické priority
  energetiky CR Státní energetické koncepce CR.
• Úspešné rešení Centra podporí i vyšší uplatnení
  zapojených výrobních spolecností na zahranicních
  trzích.
• Další cíle projektu jsou dány tzv. pracovními
  balícky, které jsou komentovány dále.
• Udržitelnost projektu do budoucna je zrejmá ze
  Státní energetické koncepce CR, z aktuální
  mezinárodní situace v energetice (plánované
  odstavování jaderných elektráren v Nemecku) a
  zkušenostmi a zamerením clenu konsorcia.

12
Centrum výzkumu a experimentálního vývoje
spolehlivé energetiky

• Preambule smlouvy
• Úcastníci Projektu se zavazují spolupracovat za
  úcelem trvalého zvyšování úrovne aplikovaného
  výzkumu a experimentálního vývoje v oblasti
  energetiky, na koordinovaném vytvárení
  predpokladu pro transfer výsledku výzkumu do
  prumyslové praxe a na vytvorení podmínek pro
  rozvoj lidských zdroju ve výzkumu a vývoji.
• Hlavním cílem projektu Centrum výzkumu a
  experimentálního vývoje spolehlivé energetiky je
  dlouhodobé zajištení bezpecných, spolehlivých
  a ekonomicky dostupných klasických tepelných i
  jaderných zdroju elektrické energie, které
  spocívá v prodloužení životnosti stávajících i v
  budování nových turbogenerátorových bloku.
• Výsledkem výzkumu a vývoje nových technologií
  a materiálu bude zvýšení konkurenceschopnosti
  výrobcu a provozovatelu energetických zarízení.

13
Centrum výzkumu a experimentálního vývoje
spolehlivé energetiky
Název workpackage Název workpackage Odpovedná organizace (partneri) Odpovedný pracovník (bez titulu) Za CEZ a za ŠKODA POWER
1. Management projektu VZÚ (všichni) Polach Burket (CEZ) V. Cerný (POWER)
2. Výpoctová a experimentální identifikace dynamických vlastností rotoru VZÚ (Š-POWER) Hyrát V. Cerný
3. Kmitání rotoru a olopatkovaných disku s nelineárními vnitrními vazbami ZCU (VZÚ) Dupal (Polach)
4. Pevnost lopatek turbín VZÚ (Š-POWER) Hejman Meštánek
5. Proudení a sdílení tepla ve vybraných cástech parní turbíny VZÚ (Š-POWER, ZCU, TES) Schuster Pánek
6. Vývoj progresivních povrchových úprav soucástí používaných pro cásti turbín pracujících v prostredích provozních teplot páry pomocí technologie žárového nástriku HP/HVOF VZÚ (Š-POWER) Kašparová Rudasová
14
Centrum výzkumu a experimentálního vývoje
spolehlivé energetiky
Název workpackage Název workpackage Odpovedná organizace (partneri) Odpovedný pracovník (bez titulu) Za CEZ a za ŠKODA POWER
7. Degradacní mechanismy materiálu dílu parních turbín VZÚ (Š-POWER, MMV, Klokneruv ústav) Kasl Rudasová
8. Výzkum a vývoj nových zkušebních metod pro hodnocení materiálových vlastností ocelí MMV (VZÚ, CEZ) Matocha (Volák) J. Lukáš
9. Diagnostika stavu materiálu a termografie ZCU (VZÚ, CEZ) Honner (Volák) Buršík
10. Výzkum a vývoj komplexního systému pro kompletní zpracování diagnostických informací a vyhodnocování stavu vybraných komponent energetických zarízení TES (VZÚ, CEZ) Kaška (Václavík) V. Pavlík
11. Predikce a optimalizace životnosti technických zarízení Klokneruv ústav (CEZ) Marková Prešl
12. Vývoj zarízení a metodiky bezkontaktní magnetické kontroly turbinových lopatek pri využití kombinované magnetizace Energoservis (CEZ) J. Cerný Brom
13. Vývoj zarízení a metodiky kontroly trubek tepelných výmeníku pomocí vysokootáckové vnitrní sondy využívající vírivé proudy Energoservis (CEZ) J. Cerný Brom
15
WORKPACKAGES1. WP1 Rízení projektu (Centra)

• Vedoucí konsorcia podílející se na pracovním
  balícku Výzkumný a zkušební ústav Plzen s.r.o.
• Clenové konsorcia podílející se na pracovním
  balícku ŠKODA POWER s.r.o., CEZ, a.s., Ceské
  vysoké ucení technické v Praze, Západoceská
  univerzita v Plzni, TES s.r.o., Energoservis,
  spol. s r.o. Chomutov, MATERIÁLOVÝ A METALURGICKÝ
  VÝZKUM s.r.o.
• Zodpovedná osoba Pavel Polach
• Predseda Václav Liška, místopredsedové Jan
  Vimmr, Daneš Burket
• Milníky letos
• 04/2012 WP1-M1 Zahajovací schuzka k rešení
  projektu, kde bude provedeno oficiální jmenování
  Rídicího výboru projektu.
• 06/2012 WP1-M2 Pololetní zasedání Rídicího
  výboru.
• 12/2012 WP1-M3 Plenární zasedání Rídicího výboru.

16
WORKPACKAGES2. WP2 Identifikace dynamických
vlastností uložení rotorových soustav

• Vedoucí konsorcia podílející se na pracovním
  balícku Výzkumný a zkušební ústav Plzen s.r.o.
• Clenové konsorcia podílející se na pracovním
  balícku ŠKODA POWER s.r.o.
• Zodpovedná osoba Dr. Ing. Jan Hyrát
• Z dlouhodobých zkušeností s provozem klasických
  tepelných a jaderných elektráren je zrejmé, že
  provozní spolehlivost a životnost turbosoustrojí
  je ovlivnena dynamickým chováním rotorových
  soustav.
• Ve stádiu návrhu turbosoustrojí je pro posouzení
  jeho bezproblémového provozování nutná znalost
  dynamických vlastností rotorové soustavy, které
  lze v této fázi urcit pouze výpoctem.
• Vypovídací schopnost výpoctu je dána predevším
  presností urcení dynamických vlastností uložení
  rotorových soustav, tj. dynamických vlastností
  základu a radiálních kluzných ložisek.

17
WORKPACKAGES2. WP2 Identifikace dynamických
vlastností uložení rotorových soustav

• Na nekterých tuzemských i zahranicních
  elektrárnách existují (a pretrvávají) problémy
  související s nevhodným návrhem ci neznalostí
  dynamických vlastností uložení rotorových soustav
  turbosoustrojí.
• Výrobce parních turbín ŠKODA POWER s.r.o.
  pripravuje novou unifikovanou radu parních
  turbín.
• Z techto duvodu je zjevné, že je nezbytné
  inovovat stávající nevyhovující metodiku
  experimentální a výpocetní identifikace
  dynamických vlastností základu a radiálních
  kluzných ložisek parních turbín.
• Nová metodika bude odpovídat soucasným možnostem
  mericí techniky a soucasným možnostem softwaru
  pro tvorbu výpocetních modelu k urcení
  dynamických vlastností rotorových soustav se
  zohlednením vlivu základu (vytvorených metodou
  konecných prvku MKP).
• Soucástí metodiky bude seznam vhodných typu
  dynamických budicu (s rotující silou, s
  usmernenou silou, pulzní atd.), specifikace poctu
  a umístení budicu, zpusoby upevnení budicu k
  základové konstrukci (beton, ložiskový stojan
  atd.), lokalizace a pocet bodu merení odezev,
  seznam vhodných typu snímacu vibrací, specifikace
  frekvencního rozsahu merení atd.

18
WORKPACKAGES2. WP2 Identifikace dynamických
vlastností uložení rotorových soustav

• S ohledem na velikost základu a provozní otáckové
  hladiny turbosoustrojí bude proveden konstrukcní
  návrh a výroba príslušných typu dynamických
  budicu.
• Skutecné vlastnosti vyrobených prototypu budicu
  budou laboratorne overeny.
• Na základe výsledku techto laboratorních zkoušek
  bude vyvinuta metodika zpracování a vyhodnocování
  signálu odezev (úcelem je získání Fourierových
  obrazu dynamických tuhostí základu, jejichž
  formát bude kompatibilní se strukturou vstupních
  dat MKP modelu pro urcení dynamických vlastností
  rotorových soustav zahrnujících vliv základu).

19
WORKPACKAGES2. WP2 Identifikace dynamických
vlastností uložení rotorových soustav

• Budou provereny možnosti dostupných softwaru pro
  výpocty statických a dynamických vlastností
  radiálních kluzných ložisek.
• Paralelne bude ve ŠKODA POWER s.r.o. probíhat
  instalace zkušebního zarízení pro merení a
  experimentální identifikaci statických a
  dynamických vlastností radiálních kluzných
  ložisek parních turbín.
• Po uvedení tohoto zarízení do provozu budou
  provedena merení na zvolených typech radiálních
  kluzných ložisek.
• Na základe výsledku merení bude vypracována
  metodika experimentální identifikace statických a
  dynamických vlastností techto ložisek.
• Po verifikaci výpoctových modelu bude provedena
  optimalizace konstrukcního rešení radiálních
  kluzných ložisek.
• Kritériem optimálnosti bude dosažení požadovaných
  dynamických vlastností rotorových soustav se
  zahrnutím vlivu základu. Výrobu prototypu techto
  ložisek bude zajištovat spolecnost GTW TECHNIK
  (jediný výrobce segmentových ložisek v Ceské
  republice).
• Dynamické vlastnosti konstrukcne optimalizovaných
  ložisek budou overeny na zkušebním zarízení.

20
WORKPACKAGES2. WP2 Identifikace dynamických
vlastností uložení rotorových soustav

• Milníky letos
• 12/2012 WP2-M1 Studium a rešerše provedených
  experimentu, jejichž cílem bude experimentální
  identifikace dynamických vlastností základu
  rotorových soustav parních turbín. Výber vhodných
  variant dalšího postupu.
• 12/2012 WP2-M2 Studium a rešerše provedených
  experimentu a výpoctu, jejichž cílem bude analýza
  statických a dynamických vlastností radiálních
  kluzných ložisek parních turbín. Výber alternativ
  dalšího postupu.

21
WORKPACKAGES3. WP3 Kmitání rotoru a
olopatkovaných disku s nelineárními vnitrními
vazbami

• Vedoucí konsorcia podílející se na pracovním
  balícku Západoceská univerzita v Plzni
• Clenové konsorcia podílející se na pracovním
  balícku Výzkumný a zkušební ústav Plzen s.r.o.
• Zodpovedná osoba Prof. Dr. Ing. Jan Dupal
• WP je zameren na vývoj metodiky modelování
  systému generátorových a turbínových rotoru
  vcetne olopatkovaných disku s využitím MKP.
• Pro modelování lopatek bude vyvinut speciální
  konecný prvek respektující rozkrucování lopatek v
  poli odstredivých sil a gyroskopické úcinky.
• Dále budou výpoctové modely zahrnovat vliv
  ucpávek, kluzných ložisek, turbínového základu
  a kontaktních tuhostí mezi jednotlivými
  konstrukcními cástmi.
• Zvláštní pozornost bude venována rešení disipace
  energie vibrací obežných lopatek pomocí vložených
  nelineárních trecích clenu.

22
WORKPACKAGES3. WP3 Kmitání rotoru a
olopatkovaných disku s nelineárními vnitrními
vazbami

• Pro vytvorení komplexního modelu celého systému
  bude použita metoda modální syntézy, která
  využívá modálních a spektrálních vlastností
  jednotlivých izolovaných lineárních subsystému,
  zatímco vazby mezi temito subsystémy mohou být
  nelineární.
• Výhody této metody se projeví zejména pri
  optimálním navrhování parametru nelineárních
  trecích vazeb.
• Další výhodou metody modální syntézy je možnost
  využití jak vlastního, tak komercního
  programového vybavení na bázi MKP. Modální a
  spektrální matice izolovaných subsystému, které
  jsou výstupy z techto softwaru, budou
  zpracovávány vlastním softwarem vytvoreným v
  prostredí MATLAB.
• Krome metody modální syntézy se pro výpocty
  kmitání lopatkových disku bude paralelne vyvíjet
  metoda využívající cyklickou symetrii.

23
WORKPACKAGES3. WP3 Kmitání rotoru a
olopatkovaných disku s nelineárními vnitrními
vazbami

• Vytvorené matematické modely budou verifikovány
  na základe výsledku experimentálních merení a
  parametrické identifikace systému.
• Cílem optimalizace bude výsledný návrh parametru
  celého systému rotoru s olopatkovanými disky,
  jehož dynamické namáhání bude minimalizováno,
  címž se zvýší životnost i spolehlivost celého
  systému.
• Stochastický charakter chování zmínených systému
  muže být zpusoben nepresnostmi výroby
  jednotlivých komponent nebo stochastickou složkou
  buzení, kterou predstavují napr. turbulence
  proudícího média, seizmické otresy apod. Tyto
  systémy budou zkoumány pomocí pravdepodobnostních
  metod, jejichž cílem bude urcit maximální a
  minimální hodnoty vybraných velicin (kritické
  otácky, amplitudy výchylek, rychlosti, napetí
  atd.) v pravdepodobnostním smyslu.

24
WORKPACKAGES4. WP4 Pevnost lopatek parních turbín

• Vedoucí konsorcia podílející se na pracovním
  balícku Výzkumný a zkušební ústav Plzen s.r.o.
• Clenové konsorcia podílející se na pracovním
  balícku ŠKODA POWER s.r.o.
• Zodpovedná osoba Ing. Marek Hejman, Ph.D.
• Pevnost a životnost obežných lopatek má prímý
  vliv na bezpecnost a spolehlivost provozu parních
  turbín. V rámci WP bude provádena analýza
  a optimalizace stromeckových závesu a
  monitorována zbytková životnost lopatek.
• Pri návrhu nového tvaru stromeckového závesu bude
  nutné vzájemne provázat výsledky MKP výpoctu,
  hodnocení únavové pevnosti a životnosti a
  zkušenosti se stávajícími tvary stromeckových
  závesu. Cílem je vyvinout záves, který bude
  vykazovat vetší pevnost a menší technologickou
  nárocnost výroby. Úpravou tvaru bude možné
  dosáhnout príznivejšího rozložení namáhání v
  závesu lopatky.

25
WORKPACKAGES4. WP4 Pevnost lopatek parních turbín

• Pro monitorování zbytkové životnosti lopatek bude
  k dispozici diagnostické zarízení využívající
  tzv. Blade Tip Timing s výstupem merených signálu
  do pocítace.
• Predbežnou analýzou se stanoví, zda dojde ve
  sledovaném casovém intervalu ke zvýšení únavového
  poškození. Z kumulace poškození je možné
  vypocítat zbytkovou životnost.
• Pro tyto úcely je zapotrebí stanovit vlastní
  frekvence, vlastní tvary kmitu, kritická místa a
  frekvencní prenosy z výchylek špicek lopatek do
  kritických míst v jistém intervalu otácek.
• Systém bude archivovat mimorádné provozní stavy
  s velkým únavovým poškozením.
• Z dostupných dat bude možné pro monitorovanou
  dobu provozu stanovit spotrebovanou dobu života
  lopatek nebo jejich zbytkovou životnost.
• Bude vyvinuta metodika hodnocení únavové pevnosti
  a životnosti lopatek.

26
WORKPACKAGES4. WP4 Pevnost lopatek parních turbín

• Milníky letos
• 06/2012 WP4-M1 Cást "Analýza a optimalizace
  stromeckových závesu". Odladení metodiky výpoctu
  daného typu nelineární kontaktní úlohy v
  prostredí ANSYS, odladení vzorového príkladu.
• 06/2012 WP4-M2 Cást "Analýza a optimalizace
  stromeckových závesu". Stanovení kritérií pro
  cílový návrh tvaru stromeckového závesu.
• 12/2012 WP4-M3 Cást "Analýza a optimalizace
  stromeckových závesu". Provedení analýz MKP
  navržených variant.
• 12/2012 WP4-M4 Cást "Analýza a optimalizace
  stromeckových závesu". Predbežné rešení
  optimalizovaného stromeckového závesu.
• 12/2012 WP4-M5 Cást "Monitorování zbytkové
  životnosti lopatek". Identifikace formátu
  výstupních dat z diagnostického systému (DS).

27
WORKPACKAGES5. WP5 Proudení a prenos tepla ve
vybraných cástech parní turbíny

• Vedoucí konsorcia podílející se na pracovním
  balícku Výzkumný a zkušební ústav Plzen s.r.o.
• Clenové konsorcia podílející se na pracovním
  balícku ŠKODA POWER s.r.o., Západoceská
  univerzita v Plzni, TES s.r.o.
• Zodpovedná osoba Dr. Ing. Milan Schuster
• Cílem WP je stanovení optimálního tvaru lopatek
  pretlakových stupnu s vyšší úcinností, zvýšení
  provozní spolehlivosti obežných lopatek a
  odstranení problému zpusobených teplotními
  deformacemi vnitrních a vnejších teles turbín.
• Bude rešena problematika turbínového stupne,
  aeroelasticity turbínových lopatek a prenosu
  tepla.

28
WORKPACKAGES5. WP5 Proudení a prenos tepla ve
vybraných cástech parní turbíny

• Bude vypracována metodika automatizované
  optimalizace turbínových stupnu na základe
  numerických výpoctu proudení (CFD), která bude
  mít uplatnení pri vývoji pretlakových stupnu
  parních turbín.
• Je treba stanovit vhodný zpusob parametrizace
  geometrie stupnu (reprezentace lopatek a
  ohranicujících ploch pomocí krivek urcených
  omezeným poctem volitelných parametru).
• Parametrizace musí být dostatecne obecná, aby
  umožnila presnou reprezentaci ruzných tvaru, ale
  zároven musí obsahovat co nejmenší pocet
  volitelných parametru.
• Na zvolenou parametrizaci naváže vývoj obecné
  metodiky optimalizace pretlakových stupnu, podle
  níž bude možné stanovit optimální geometrii
  stupne pri zachování zadaných omezujících
  faktoru.
• Vyvinutá metodika bude aplikována a overena na
  vybraných stupních parních turbín.

29
WORKPACKAGES5. WP5 Proudení a prenos tepla ve
vybraných cástech parní turbíny

• Dlouhé lopatky koncových stupnu nízkotlakého dílu
  parních turbín jsou za provozu vystaveny takovým
  podmínkám proudení, které mohou vést v dusledku
  samobuzeného kmitání k jejich poškození.
• Problém se týká volných lopatek i lopatek ve
  svazku.
• Pro studii problematiky aeroelasticity budou
  využívány CFD výpocty vzájemného pusobení
  lopatkové mríže a proudícího média. Za
  predpokladu malých výchylek lopatek bude zkoumán
  vliv vlastních tvaru kmitu lopatkové mríže na
  prenos energie mezi proudícím médiem a lopatkovou
  mríží, rozhodující o stabilite kmitající
  soustavy.
• Referencními výpocetními modely budou modely
  obežných kol s lopatkami Modulu 7 s prubežnou
  vazbou (z produkce ŠKODA POWER s.r.o.) v ruzných
  provozních stavech.
• Na základe zkušeností s uplatnitelností techto
  výpoctu bude metoda prípadne aplikována i na
  další nízkotlaké stupne. Výstupem by mela být
  metodika výpoctu stability obežných lopatkových
  mríží pri samobuzeném kmitání.

30
WORKPACKAGES5. WP5 Proudení a prenos tepla ve
vybraných cástech parní turbíny

• Znalost proudového pole v prostoru mezi vnitrním
  a vnejším telesem turbíny a ve vnejších ucpávkách
  a znalost podmínek prestupu tepla mezi parou a
  vnitrním povrchem vnejšího telesa jsou nezbytné
  pro stanovení tepelného stavu vnejšího telesa.
  Pro jejich urcení budou použity CFD simulace s
  modely mezitelesových prostoru a ucpávek
  vybraných typu parních turbín.
• Pri výpoctech budou zohledneny okrajové podmínky
  na výstupu z vnitrní ucpávky, na vstupu do
  vnejších rotorových ucpávek a na výstupu z
  turbíny, resp. na vstupu do odberových potrubí.
• Po výpoctech proudového pole bude vypracována
  studie prestupu tepla na rozhraní mezi proudící
  parou a vnejším telesem v mezitelesovém prostoru
  a v ucpávkách.
• Bude pocítáno pole hustoty tepelného toku a
  soucinitele prestupu tepla na vnitrním povrchu
  vnejšího telesa pri ruzných provozních stavech
  (nominální výkon, provoz na sníženém výkonu,
  prohrev a najíždení).

31
WORKPACKAGES5. WP5 Proudení a prenos tepla ve
vybraných cástech parní turbíny

• Vypocítané tepelné toky budou vstupními daty do
  MKP modelu vnejšího telesa, se kterým budou
  provedeny výpocty teplotního pole a deformace v
  dusledku jeho nerovnomernosti.
• Protože deformace vnejšího telesa mohou vést ke
  zmene radiálních vulí mezi statickými a
  rotujícími cástmi turbíny, jejich znalost pro
  ruzné konfigurace stroje a ruzné provozní stavy
  prispeje ke zvýšení provozní spolehlivosti.
• Milníky letos
• 12/2012 WP5-M1 Vytvorení výpoctového modelu
  proudení v prostoru mezi vnitrním a vnejším
  telesem VT dílu turbíny Amager 80 MW.

32
WORKPACKAGES6. WP6 Vývoj HP/HVOF žárove
stríkaných povlaku, vhodných pro aplikace na
soucásti pracující v prostredí horké páry

• Vedoucí konsorcia podílející se na pracovním
  balícku Výzkumný a zkušební ústav Plzen s.r.o.
• Clenové konsorcia podílející se na pracovním
  balícku ŠKODA POWER s.r.o.
• Zodpovedná osoba Ing. Michaela Kašparová
• Bude navržena povrchová ochrana vytvorená pomocí
  technologie žárového nástriku, která povede ke
  zvýšení spolehlivosti a životnosti komponent
  energetických zarízení pracujících v prostredí
  proudící páry (tj. predevším v parních
  turbínách).
• Cílem výzkumu a aplikace optimalizovaného
  nástriku nového materiálu je zamezení poškození
  soucástí, a tím pro provozovatele snížení nákladu
  na vynucené odstávky a následný nutný servis,
  popr. výrobu nové soucásti.

33
WORKPACKAGES6. WP6 Vývoj HP/HVOF žárove
stríkaných povlaku, vhodných pro aplikace na
soucásti pracující v prostredí horké páry

• Technologie žárového nástriku umožnuje vytváret
  na soucástech povlaky predem definované tlouštky
  bez tepelného ovlivnení základního materiálu.
  Aplikace vysoce odolných povlaku na bázi
  kompozitních a superslitinových materiálu
  nanášených pomocí technologie žárového nástriku
  metodou HP/HVOF bude použita jako náhrada
  tradicních povrchových ochran.
• Pri jejím použití nedochází k negativním projevum
  vyskytujícím se napr. u navarovaných nebo
  nitridovaných povrchu, pri jejichž aplikaci
  dochází následkem tepelných dilatací k nežádoucím
  pruhybum a zakrivením zpusobujícím zvýšení
  házivosti rotujících soucástí.
• Vhodným výberem a optimalizací depozicních
  parametru lze žárove stríkané povlaky využít pro
  nejnárocnejší aplikace do vysokých provozních
  teplot (až do 850 C) se zajištením odolnosti
  proti mechanickému namáhání a degradaci.

34
WORKPACKAGES6. WP6 Vývoj HP/HVOF žárove
stríkaných povlaku, vhodných pro aplikace na
soucásti pracující v prostredí horké páry

• Hlavním cílem WP je urcení optimální povrchové
  úpravy a vypracování metodik rízení procesu
  nástriku, které zajistí požadované vlastnosti
  vysoce namáhaných povrchu soucástí v podmínkách
  provozu parní turbíny.
• Speciální povrchová úprava vytvorená pomocí
  technologie žárového nástriku povede ke zvýšení
  tvrdosti povrchu materiálu, a tím ke zvýšení
  odolnosti proti oteru, zlepšení kluzných
  vlastností povrchu a zvýšení odolnosti proti
  vysokoteplotní degradaci základního materiálu.
• Milníky letos
• 06/2012 WP6-M1 Rešerše soucasného stavu
  problematiky v oblasti povrchových ochran cástí
  energetických zarízení (parních turbín)
  pracujících za vysokých teplot. Oblastí zájmu
  jsou predevším technologie žárových nástriku.

35
WORKPACKAGES7. WP7 Degradacní mechanismy
materiálu dílu parních turbín

• Vedoucí konsorcia podílející se na pracovním
  balícku Výzkumný a zkušební ústav Plzen s.r.o.
• Clenové konsorcia podílející se na pracovním
  balícku ŠKODA POWER s.r.o., Ceské vysoké ucení
  technické v Praze, MATERIÁLOVÝ A METALURGICKÝ
  VÝZKUM s.r.o.
• Zodpovedná osoba doc. RNDr. Josef Kasl, CSc.
• Cílem rešení WP je vypracovat soubor ruznorodých,
  ale navzájem komplementárních metod hodnocení
  stupne degradace vlastností nove zavádených
  materiálu exponovaných dílu energetických
  zarízení v dusledku jejich exploatace behem
  provozu (možnost soucasného použití více technik
  umožní spolehlivejší stanovení skutecného stavu
  materiálu vzhledem ke stavu výchozímu, a tím
  objektivnejší posouzení zbytkové životnosti) a
  prispet k poznání mezí použitelnosti nových i
  stávajících materiálu dílu parních turbín
  provozovaných ve stále nárocnejších podmínkách (z
  hlediska odolnosti proti vysokoteplotní korozi).

36
WORKPACKAGES7. WP7 Degradacní mechanismy
materiálu dílu parních turbín

• Energetická zarízení, resp. jejich cásti, jsou
  projektována na urcitou dobu provozu. Již ve
  stádiu konstrukcního návrhu každého dílu je z
  hlediska volby vhodných materiálu, jejich
  zpracování, povrchových úprav a dimenzování
  soucástí nezbytné uvažovat možné pusobení
  degradacních procesu na vlastnosti použitých
  materiálu a jimi vyvolané zmeny užitných
  vlastností vzhledem ke stavu po výrobe, resp. po
  montáži zarízení.
• Vlastnosti konstrukcních materiálu se mení
  zejména v závislosti na historii dlouhodobého,
  navzájem provázaného pusobení vlivu teploty a
  charakteru pracovního prostredí, stavu napjatosti
  v soucásti, rychlosti zatežování a velikosti
  deformace.
• V dusledku pusobení provozních degradacních
  faktoru se krome zvýšení náchylnosti k porušení
  krehkým lomem uplatnují procesy únavy materiálu,
  vlivy creepu, korozního napadení a vysokoteplotní
  oxidace a erozní a abrazivní opotrebení.
• Uvedené mechanismy mohou pusobit ve vzájemné
  kombinaci a vyvolat rozmerové zmeny soucástí a
  zmeny jejich základních parametru.

37
WORKPACKAGES7. WP7 Degradacní mechanismy
materiálu dílu parních turbín

• Pri snaze o bezpecný, spolehlivý, ekonomický a
  ekologický provoz vystupuje do popredí
  problematika hodnocení stupne degradace
  vlastností konstrukcních materiálu a urcení
  rozsahu jejich poškozování vlivem ruzných
  provozních faktoru.
• Pro posouzení spolehlivosti, bezpecnosti a
  zbytkové životnosti energetických zarízení je
  tudíž nezbytné prubežne behem jejich provozování
  sledovat úcinek degradacních mechanismu na
  vlastnosti materiálu jednotlivých komponent
  pracujících ve velmi nepríznivých podmínkách
  (zejména vysoké teploty, velké mechanické
  namáhání a agresivní prostredí).
• Bude zkoumána míra a rychlost degradacních
  procesu progresivních kovových konstrukcních
  materiálu a konstrukcních materiálu s klasickými
  (nitridování, cementace) i pokrokovými (žárové
  nástriky) povrchovými úpravami a základních
  svarovaných konstrukcních uzlu používaných v
  energetickém strojírenství.
• Budou rozvíjeny stávající (prípadne zavádeny nové
  netradicní) metodiky hodnocení stupne degradace
  vlastností materiálu dílu energetických zarízení
  a s ní spojené hodnocení jejich zbytkové
  životnosti.

38
WORKPACKAGES7. WP7 Degradacní mechanismy
materiálu dílu parních turbín

• Základním problémem stanovení zbytkové životnosti
  konstrukce s uvážením degradacních procesu je
  posouzení rozsahu zmeny puvodních vlastností
  materiálu.
• Výchozí vlastnosti materiálu jsou získávány
  prevážne na základe výsledku destruktivních metod
  (mechanické, krehkolomové, únavové, creepové
  parametry, rozbory prvkového složení, sledování
  mikrostruktury, prípadne substruktury).
• Možnost provádení rozsáhlých destruktivních
  zkoušek, podmínená odberem relativne velkého
  objemu materiálu z provozovaného dílu, bývá z
  duvodu zachování integrity dílu vyloucená.
• Sledování vlastností materiálu provozovaných dílu
  je proto témer vždy omezeno na metody
  nedestruktivní nebo semidestruktivní.

39
WORKPACKAGES7. WP7 Degradacní mechanismy
materiálu dílu parních turbín

• Pozornost bude soustredena na použití metody
  sejmutí otisku (jedná se o semidestruktivní
  metodu hodnocení mikrostruktury materiálu). Pri
  její aplikaci je ovlivnení povrchu soucásti pri
  jeho preparaci zanedbatelné. Metoda snímání
  replik je v soucasné dobe standardne používána
  pro oceli feriticko-perlitické a bainitické.
• Metoda bude aplikována na vysokolegované chromové
  oceli. Hodnocení replik je bežne provádeno pomocí
  svetelné mikroskopie pri rešení bude využíváno
  sledování replik i pomocí rádkovací elektronové
  mikroskopie, umožnující pracovat s vyšším
  rozlišením.
• Pozornost bude zamerena i na overení nových
  metodik založených na merení elektrochemických
  polarizacních krivek a na využití technik
  rentgenové difrakce.

40
WORKPACKAGES7. WP7 Degradacní mechanismy
materiálu dílu parních turbín

• Jedním z prístupu k urcování zbytkové životnosti
  dílu energetických zarízení je merení
  vysokoteplotní tvrdosti (tj. aktuální tvrdosti
  provozovaného dílu), která je svázána pres
  výsledky získané pri fyzikálních simulacích (pri
  tzv. zrychlených creepových zkouškách) se
  zbytkovou životností.
• U zrychlené creepové zkoušky je oproti klasické
  creepové zkoušce, v dusledku cyklického namáhání
  testovaného vzorku, doba trvání zkoušky výrazne
  zkrácena.
• Pro uplatnení této techniky je nutné zmerit (ve
  spolupráci s vhodnou elektrárnou CEZ) tvrdost
  aktivního dílu, pro výrobu zkušebních vzorku mít
  k dispozici nepoužitý materiál, z nehož byl díl
  vyroben, a provést fyzikální simulace.

41
WORKPACKAGES7. WP7 Degradacní mechanismy
materiálu dílu parních turbín

• Jednou z duležitých vlastností materiálu
  konstrukcních dílu je rovnež odolnost proti
  vysokoteplotní oxidaci.
• Vysokoteplotní oxidace muže vést jednak ke
  snížení prurezu soucásti, jednak ke zhoršení
  tepelného prestupu zpusobujícího lokální
  prehrívání materiálu a jeho urychlenou degradaci
  pusobením zvýšené teploty a také k zanášení a
  usazování uvolnených cástic oxidických vrstev a
  jejich abrazivnímu pusobení na vnitrní povrchy
  soucástí pri jejich unášení médiem.
• Pozornost bude venována problematice oxidace
  vnitrních povrchu materiálu používaných
  v prostredích s nadkritickými parametry páry
  (vysokolegovaná-chromová ocel, niklové slitiny
  atd.) v závislosti na kvalite a provozních
  parametrech páry a na odolnosti použitého
  materiálu proti vysokoteplotní oxidaci metodami
  termogravimetrické analýzy a cyklické oxidace.

42
WORKPACKAGES7. WP7 Degradacní mechanismy
materiálu dílu parních turbín

• Milníky letos
• 12/2012 WP7-M1 Rozbor jednotlivých oblastí
  problematiky studované v rámci pracovního balícku
  pro relevantní materiály, zpracování ve forme
  literární rešerše, podrobná specifikace
  rozvíjených metodik a zarízení pro príslušné
  experimentální okruhy.

43
WORKPACKAGES8. WP8 Výzkum a vývoj nových
zkušebních metod pro hodnocení materiálových
vlastností ocelí

• Vedoucí konsorcia podílející se na pracovním
  balícku MATERIÁLOVÝ A METALURGICKÝ VÝZKUM s.r.o.
• Clenové konsorcia podílející se na pracovním
  balícku Výzkumný a zkušební ústav Plzen s.r.o.,
  CEZ, a.s.
• Zodpovedná osoba prof. Ing. Karel Matocha, CSc.
• Míra bezpecnosti provozu kritických komponent
  dlouhodobe provozovaných energetických zarízení,
  stanovená pri konstrukcním návrhu, muže být v
  prubehu jeho provozu významne snížena stárnutím.
• Pod pojmem stárnutí se rozumí procesy, které
  mohou vést v prubehu exploatace ke zmenám
  materiálových vlastností provozovaných zarízení.
• Tyto procesy mohou být vyvolány jedním nebo
  kombinací nekolika degradacních mechanismu.

44
WORKPACKAGES8. WP8 Výzkum a vývoj nových
zkušebních metod pro hodnocení materiálových
vlastností ocelí

• Kvalifikované posuzování zbytkové životnosti
  dlouhodobe provozovaných energetických zarízení
  vyžaduje znalost aktuálních mechanických
  charakteristik použitých materiálu.
• Pro posouzení stupne degradace materiálových
  vlastností vlivem dlouhodobého provozu je však,
  krome aktuálních mechanických vlastností,
  nezbytná znalost výchozího stavu materiálu.
• V dusledku technologických operací v prubehu
  výroby mohou být mechanické vlastnosti materiálu
  na pocátku provozu zarízení významne odlišné od
  mechanických vlastností výchozích polotovaru.
• Rovnež mechanické vlastnosti v lokalizovaných
  oblastech soucástí, jako jsou svarové spoje,
  povlaky a návary, nejsou obvykle k dispozici.

45
WORKPACKAGES8. WP8 Výzkum a vývoj nových
zkušebních metod pro hodnocení materiálových
vlastností ocelí

• Pro stanovení vlastností materiálu, které
  zohlednují všechny technologické operace pri
  jejich výrobe, je nezbytné minimalizovat množství
  potrebného zkušebního materiálu, odebraného
  nejlépe z kritických míst soucásti, pokud možno
  bez porušení její integrity.
• Zkušební postupy pro stanovení požadovaných
  mechanických vlastností jsou založeny na použití
  zkušebních teles a vzorku pripravených z
  odebraného zkušebního materiálu.
• Spolecnost MATERIÁLOVÝ A METALURGICKÝ VÝZKUM
  s.r.o. využívá dve odberová zarízení firmy
  Rolls-Royce umožnující odber malého množství
  zkušebního materiálu z povrchu soucásti. Toto
  zarízení umožnuje získat vzorek materiálu ve
  tvaru kulového vrchlíku o prumeru cca 25 mm a
  výšce 3 mm až 4 mm.

46
WORKPACKAGES8. WP8 Výzkum a vývoj nových
zkušebních metod pro hodnocení materiálových
vlastností ocelí

• Výzkum bude zameren na hodnocení mechanických
  vlastností materiálu pomocí instrumentovaného
  merení tvrdosti a na základe výsledku
  penetracních testu provádených na zkušebních
  telesech tvaru disku o prumeru 8 mm a tlouštce
  0.5 mm.
• Instrumentované merení tvrdosti umožnuje merit a
  vyhodnocovat hloubku vtisku indentoru v
  závislosti na aplikované zátežné síle v prubehu
  zkušebního cyklu.
• Na základe empirických korelací a správné
  interpretace vzniklého záznamu je možno stanovit
  mechanické vlastnosti materiálu a velikost
  napetí.
• Výhodou této metody je i skutecnost, že eliminuje
  subjektivní chyby a je plne automatická.

47
WORKPACKAGES8. WP8 Výzkum a vývoj nových
zkušebních metod pro hodnocení materiálových
vlastností ocelí

• Penetracní testy pro stanovení pevnostních a
  krehkolomových vlastností jsou v soucasné dobe
  provádeny dle CWA 15627 Part B A Code of
  Practice for Small Punch Testing for Tensile and
  Fracture Behaviour.
• Na základe tohoto dokumentu je možno z výsledku
  penetracních testu stanovit mez kluzu, mez
  pevnosti, tažnost, prechodovou teplotu pro 50 
  houževnatého lomu (FATT) a lomovou houževnatost
  materiálu.
• Dle CWA 15627 existují dva významne odlišné
  prístupy ke stanovení pevnostních charakteristik
  a lomové houževnatosti z výsledku penetracních
  testu
• 1. Empirické korelace mezi výsledky penetracních
  testu a výsledky standardizovaných zkoušek.
• 2. Metody využívající matematického modelování
  pomocí metody konecných prvku a neuronových sítí.

48
WORKPACKAGES8. WP8 Výzkum a vývoj nových
zkušebních metod pro hodnocení materiálových
vlastností ocelí

• Oba prístupy jsou používány pro stanovení meze
  kluzu, meze pevnosti a lomové houževnatosti
  materiálu. Urcení FATT je dle CWA 15627 založeno
  pouze na stanovení empirických korelací.
• Tyto korelace však mohou být významne závislé na
  orientaci penetracního disku. Orientace
  penetracního disku stanovená CWA 15627 neodpovídá
  orientaci disku vyrobených z materiálu odebraného
  z povrchu posuzované soucásti odberovým
  zarízením.
• Cílem rešení WP je odstranit nevýhody stanovování
  meze kluzu, meze pevnosti a lomové houževnatosti
  ocelí s prostorove stredenou mrížkou pomocí
  empiricky stanovených korelací.
• Pro urcení uvedených materiálových charakteristik
  ocelí pri pokojové teplote na základe výsledku
  penetracních testu bude využívána MKP a neuronové
  síte.
• Dále bude studován vliv orientace penetracního
  disku na stanovení FATT z výsledku penetracních
  testu.
• Získané výsledky budou využity pri návrhu revize
  CWA 15627.

49
WORKPACKAGES8. WP8 Výzkum a vývoj nových
zkušebních metod pro hodnocení materiálových
vlastností ocelí

• Milníky letos
• 12/2012 WP8-M1 Výber 5 typu materiálu pro výrobu
  kritických komponent turbíny (výkovky, odlitky) a
  parovodu. Tepelné zpracování polotovaru pro
  dosažení ctyr úrovní meze kluzu a meze pevnosti
  pro každý zvolený materiál. Výroba zkušebních
  teles pro zkoušky tahem, zkoušky rázem v ohybu
  (Charpy V), zkoušky lomové houževnatosti (CT
  telesa), penetracní zkoušky (disky o prumeru 8 mm
  a tlouštce 0,5 mm) a vzorky pro instrumentované
  merení tvrdosti.

50
WORKPACKAGES9. WP9 Diagnostika stavu materiálu a
termografie

• Vedoucí konsorcia podílející se na pracovním
  balícku Západoceská univerzita v Plzni
• Clenové konsorcia podílející se na pracovním
  balícku Výzkumný a zkušební ústav Plzen s.r.o.,
  CEZ, a.s.
• Zodpovedná osoba Doc. Ing. Milan Honner, Ph.D.
• Cílem WP je pripravit predpoklady pro zavedení
  nových termografických metod diagnostiky
  materiálu a zarízení do prumyslové praxe.
• Jedná se o výzkum a vývoj nových zarízení pro
  merení meze únavy materiálu a emisivity povrchu
  materiálu a o zpracování a overení metodik
  použití termografických metod v systému
  monitorování stavu a diagnostiky zarízení.
• Jejich aplikací bude možné kvalitneji rešit
  únavovou životnost a prediktivní údržbu
  kritických komponent klasických tepelných
  i jaderných elektráren.

51
WORKPACKAGES9. WP9 Diagnostika stavu materiálu a
termografie

• Bude navržena, realizována a overena nová
  laboratorní metoda využívající termografické
  merení pro stanovení meze únavy materiálu a nová
  laboratorní metoda pro stanovení spektrálních
  závislostí emisivity povrchu materiálu v oblasti
  pokojových teplot.
• Budou navrženy vhodné termografické referencní
  povlaky se známou homogenní a soucasne casove a
  teplotne stálou emisivitou merení a stanoveny
  jejich spektrální, úhlové a teplotní závislosti
  emisivity plus další funkcní vlastnosti
  (propustnost, tlouštka, tepelná vodivost apod.).
• Pro využití povlaku jako referencního, pri
  použití laboratorních i provozních
  termografických metod merení, je znalost techto
  hodnot nezbytná.

52
WORKPACKAGES9. WP9 Diagnostika stavu materiálu a
termografie

• Dále bude navržena metodika využití
  termografických metod v systému prediktivní
  údržby energetických zarízení.
• Cílem je navrhnout a overit zapojení nových
  termografických metod do systému monitorování
  stavu a diagnostiky energetických zarízení.
• Milníky letos
• 12/2012 WP9-M1 Rešerše soucasného stavu.

53
WORKPACKAGES10. WP10 Výzkum a vývoj komplexního
systému pro zpracování diagnostických informací a
vyhodnocování stavu komponent energetických
zarízení

• Vedoucí konsorcia podílející se na pracovním
  balícku TES s.r.o.
• Clenové konsorcia podílející se na pracovním
  balícku Výzkumný a zkušební ústav Plzen s.r.o.,
  CEZ, a.s.
• Zodpovedná osoba Ing. Miloš Kaška
• Cílem WP je zvýšení provozní spolehlivosti a
  bezpecnosti energetických zarízení a optimalizace
  odstávek.
• Pro operativní hodnocení nestandardních
  provozních situací velkých tocivých stroju, v
  tomto prípade turbogenerátoru, je nezbytná
  korelace mezi výstupy standardních on-line
  diagnostických, monitorovacích a dalších off-line
  mericích systému na elektrárne a jejich posouzení
  kvalifikovaným odborníkem, který má zkušenosti v
  dané problematice s obdobnými zarízeními na
  stejné nebo jiné elektrárne.

54
WORKPACKAGES10. WP10 Výzkum a vývoj komplexního
systému pro zpracování diagnostických informací a
vyhodnocování stavu komponent energetických
zarízení

• Ve skutecnosti se sledování zarízení deje místne.
  Archivované výstupy mericích systému mají
  relativne malou vypovídací hodnotou. Predevším u
  systému pro sledování dynamických deju chybí
  kompatibilita jednotlivých formátu dat,
  centralizovaný zpusob vyhodnocování a odborné
  posouzení výstupu.
• Bude vyvinuta otevrená databáze obsahující velké
  množství diagnostických informací s efektivním
  prenosem dat z ruzných diagnostických systému, do
  které budou ukládána data i z off-line
  diagnostických procedur.
• Bude vytvoren systém trídení dat, která budou na
  základe rozhodnutí provozovatele zprístupnena
  odborníkum z výrobních a výzkumných organizací.
• Bude rešena bezpecnost prístupu a prenosu dat.

55
WORKPACKAGES10. WP10 Výzkum a vývoj komplexního
systému pro zpracování diagnostických informací a
vyhodnocování stavu komponent energetických
zarízení

• V rámci dynamického merení torzních vibrací
  turbogenerátoru bude optimalizován monitorovací
  systém, vyhodnocovací procedury a výstupní formát
  dat a bude vytvoreno komunikacní pripojení mezi
  zdroji dat a centrální databází.
• Milníky letos
• 12/2012 WP10-M1 Zdroje dat. Zmapovány existující
  diagnostické systémy, provozní merení a zarízení
  pro merení dynamických jevu. Provedena analýza
  formátu a výstupních dat a možnosti komunikacního
  pripojení. Zanalyzována vypovídací hodnota
  dostupných velicin a provedena jejich selekce.
  Navržen optimalizovaný systém pro merení torzních
  vibrací.

56
WORKPACKAGES11. WP11 Predikce a optimalizace
životnosti technických zarízení

• Vedoucí konsorcia podílející se na pracovním
  balícku Ceské vysoké ucení technické v Praze
• Clenové konsorcia podílející se na pracovním
  balícku CEZ, a.s.
• Zodpovedná osoba doc. Ing. Jana Marková, Ph.D.
• WP je zameren na výzkum spolehlivosti a rizik
  turbín i dalších energetických zarízení vcetne
  predikce a optimalizace jejich životnosti.
  Hodnocení spolehlivosti a životnosti vychází z
  aktuálních dat popisujících provozní zatížení,
  nepríznivé vlivy prostredí, vlastnosti materiálu
  a jejich chování behem provozu.
• Pri analýzách casove závislé spolehlivosti a
  predikce životnosti energetických zarízení budou
  využity pravdepodobnostní metody teorie
  spolehlivosti. Vypracovaná metodika umožní
  predikci životnosti jednotlivých zarízení a
  celých systému, a tím umožní také rozhodovat o
  efektivním zpusobu plánování oprav.

57
WORKPACKAGES11. WP11 Predikce a optimalizace
životnosti technických zarízení

• S využitím pokrocilých statistických metod
  (modelování prostrednictvím spojitých náhodných
  funkcí a aplikace moderních postupu regresní
  analýzy) budou zpresnovány modely pro hodnocení
  nepríznivých vlivu provozního prostredí (provozní
  hodiny, pocty startu, technologické teploty,
  koroze, vibrace, únava).
• Aplikací techto modelu se overí vliv degradacních
  mechanismu na vybrané materiály používané pro
  výrobu turbín a dalších energetických zarízení s
  významným vlivem na využívání výrobních bloku
  (tj. generátoru, tlakového systému kotle a
  parovodu).
• Budou navrženy vhodné pravdepodobnostní modely
  (spojité a diskrétní náhodné funkce) pro analýzu
  dynamických a únavových zatížení.
• Pomocí postupu pro casove závislou analýzu
  spolehlivosti budou provedeny rozbory
  spolehlivosti stavebních a geotechnických
  konstrukcí (chladicí vež, komín, základová deska,
  piloty, vliv dotvarování betonu).

58
WORKPACKAGES11. WP11 Predikce a optimalizace
životnosti technických zarízení

• S využitím pravdepodobnostních postupu budou
  analyzovány a vyhodnoceny spolehlivost a
  životnost významných konstrukcních cástí
  energetických zarízení (turbín, jejich základu,
  celého výrobního bloku atd.).
• Na základe Bayesovských metod budou aktualizovány
  odhady spolehlivosti, životnosti a rizik
  komponent a turbíny.
• Bude provedena analýza citlivosti (významnosti)
  technických parametru ovlivnujících spolehlivost
  a životnost.
• Budou analyzována provozní rizika turbín,
  generátoru, tlakových systému kotle a parovodu.
• Pri rešení se využijí Bayesovské (prícinné) síte.
  Hodnocení rizik bude zamereno na ekonomická
  (neplánované odstávky, náklady na opravy) a
  sociální rizika (bezpecnost zamestnancu
  stanovení pravdepodobnosti vzniku zranení).

59
WORKPACKAGES11. WP11 Predikce a optimalizace
životnosti technických zarízení

• Bude provedena syntéza dosažených výsledku
  aktualizují se modely základních velicin
  ovlivnujících spolehlivost a životnost turbín.
• Zpresní se predikce spolehlivosti a životnosti a
  optimalizují se rozhodnutí o opravách nebo
  výmenách.
• Bude vypracována metodika zamerená na hodnocení
  spolehlivosti, životnosti a provozních rizik
  turbín a dalších energetických zarízení.
• Milníky letos
• 12/2012 WP11-M1 Rozvoj databáze degradacních
  mechanizmu na základe výzkumu v príslušných
  balíccích WP, predchozího výzkumu na CVUT,
  podkladu mezinárodních výzkumných organizací
  (JCSS, JRC) a informací CEZ (degradacní matice).
  Diferenciace podle typu komponenty a degradacních
  mechanismu (únavové, creepové, abrazivní,
  erozivní, korozní poškození) a s ohledem na
  materiálové vlastnosti.

60
WORKPACKAGES12. WP12 Vývoj zarízení a metodiky
pro bezkontaktní magnetickou kontrolu turbínových
lopatek koncí 12/2017

• Vedoucí konsorcia podílející se na pracovním
  balícku Energoservis, spol. s r.o. Chomutov
• Clenové konsorcia podílející se na pracovním
  balícku CEZ, a.s.
• Zodpovedná osoba Ing. Josef Cerný
• Bude vyvinuto a realizováno stacionární zarízení
  pro kontrolu výrobku z feromagnetických
  materiálu, konkrétne krátkých lopatek parních
  turbín, jejichž zpusob kontroly používaný v
  soucasné dobe není zcela vyhovující.
• Pro jejich kontrolu bude použita bezkontaktní
  kombinovaná magnetizace, která bude schopna
  v prubehu jednoho magnetizacního kroku detekovat
  výrobní trhliny bez ohledu na jejich orientaci.

61
WORKPACKAGES12. WP12 Vývoj zarízení a metodiky
pro bezkontaktní magnetickou kontrolu turbínových
lopatek koncí 12/2017

• Bude proveden návrh koncepce zarízení, návrh
  druhu a nutné velikosti magnetizacního zdroje a
  návrh konstrukce vlastního magnetizacního
  zarízení.
• Po jeho vyrobení a príprave etalonu s umelými
  vadami bude magnetizacní zarízení odzkoušeno,
  uvedeno do provozu a bude vypracována metodika
  bezkontaktní magnetické kontroly turbínových
  lopatek.
• Milníky letos
• 05/2012 WP12-M1 Základní technické rešení
  kontroly Definování kapacity stroje a velikosti
  kontrolovaných dílu. PS. Tento milník byl v
  prvním kole Verejné souteže plánován na 3/2012.
  Bylo to z duvodu, že se predpokládalo, že Projekt
  zacne být rešen 1/2012.
• 06/2012 WP12-M2 Základní technické rešení
  kontroly Základní technické rešení (dopravníky,
  manipulátory).
• 10/2012 WP12-M3 Navržení nutné velikosti
  magnetizacního zdroje Teoretické navržení
  velikosti zdroje se zretelem na dodržení
  predepsané intenzity magnetického pole.

62
WORKPACKAGES13. WP13 Vývoj zarízení a metodiky
kontroly trubek tepelných výmeníku pomocí vnitrní
rotacní sondy na vírivé proudy

• Vedoucí konsorcia podílející se na pracovním
  balícku Energoservis, spol. s r.o. Chomutov
• Clenové konsorcia podílející se na pracovním
  balícku CEZ, a.s.
• Zodpovedná osoba Ing. Josef Cerný
• Cílem WP je zkvalitnení provozních kontrol trubek
  tepelných výmeníku.
• Kontrolní metoda je založena na využití vírivých
  proudu. V soucasné dobe se používá ke kontrole
  vnitrní sonda na vírivé proudy s lineárním
  pohybem trubkou. Tato sonda poskytuje informace o
  stavu trubky, ale její detekcní možnosti mají
  urcitá omezení (vyplývající z podstaty
  fyzikálních jevu, které využívá).
• Komplexnejší výsledky o poškození trubek je
  schopna poskytnout sonda, u které je využita
  kombinace rotacního a lineárního pohybu.
  Používání rotacní sondy bude spojeno se zmenami v
  prístrojovém vybavení, v softwaru i v metodice
  zkoušek.

63
WORKPACKAGES13. WP13 Vývoj zarízení a metodiky
kontroly trubek tepelných výmeníku pomocí vnitrní
rotacní sondy na vírivé proudy

• Specifickým problémem pri kontrole trubek
  výmeníku je jejich cást zaválcovaná do
  trubkovnic, na jejímž poškozování se významne
  podílí, krome provozních vlivu, i nedodržení
  technologie pri montáži.
• Kontrola zaválcované cásti bude rovnež rešena
  využitím vírivých proudu.
• Výstupem WP bude zkonstruování a následné
  vyrobení rotacní sondy a sondy pro kontrolu
  zaválcované cásti trubek.
• Milníky letos
• 10/2012 WP13-M1 Teoretická príprava a definice
  základní problematiky Detailní tematická
  príprava a vymezení oblasti detekovatelných vad.

64
Finance na projekt
65
Finance na projekt