Modernizing steam turbines for nuclear power plants
Creators
- 1. Siemens KWU, Dampfturbinen- und Generatorenwerk, Muelheim (Germany). Abt. Dampfturbinenservice
- 2. Siemens KWU, Dampfturbinen- und Generatorenwerk, Muelheim (Germany). Abt. Dampfturbinen Grundlagenentwicklung
Description
Economic and safe operation of nuclear power plants requires reliable steam turbines with high efficiencies. The progress in flow mechanics achieved over the past few years has allowed the use of powerful methods of flow calculation in developments of new blading with greatly enhanced efficiencies. Thanks to the latest manufacturing techniques, the newly developed blading systems can be produced at low cost. Next to progress in flow mechanics, also the broadbased use of advanced finite-element calculations resulted in a more thorough grasp of the many problems associated with structural mechanics assessment of steam turbine components. The theoretical methods have been supplemented by comprehensive efforts in fracture mechanics and experimental materials studies, thus helping to create a reliable knowledge base which will help to avoid the dreaded stress corrosion cracking phenomenon, in components of steam turbines. The measures introduced to improve operational reliability already in design and manufacture have been supplemented by modern measurement techniques. Thus, e.g., a system for contactless measurements of blade vibrations allows continuous blade monitoring while the steam turbine is in operation. All these advances are being used successfully in upgrading steam turbines for nuclear power plants. The article contains descriptions of the measures taken to increase efficiency, operational reliability, and service life, and includes a forecast of further improvements to be expected especially in increases in efficiency. A survey of past and planned revamping measures in nuclear power plant turbines confirms the validity of this approach. (orig.)
Abstract (German)
Der wirtschaftliche und sichere Betrieb von Kernkraftwerken erfordert betriebssichere Dampfturbinen mit hohem Wirkungsgrad. Die in den vergangenen Jahren erreichten Fortschritte auf dem Gebiet der Stroemungsmechanik ermoeglichten den Einsatz von leistungsfaehigen Stroemungsberechnungsverfahren zur Entwicklung neuer Beschaufelungen mit deutlich gesteigertem Wirkungsgrad. Mit der Verfuegbarkeit modernster Fertigungsverfahren koennen die neuentwickelten Beschaufelungen kostenguenstig hergestellt werden. Neben den Fortschritten in der Stroemungsmechanik fuehrte der breite Einsatz von fortgeschrittenen Finite-Elemente-Berechnungsverfahren zu einer besseren Durchdringung der vielfaeltigen Aufgabenstellungen bei der strukturmechanischen Beurteilung von Dampfturbinenbauteilen. Die theoretischen Methoden wurden durch umfangreiche Anstrengungen auf dem Gebiet der Bruchmechanik und der experimentellen Werkstoffuntersuchung ergaenzt, so dass heute ein gesicherter Wissensstand zur Vermeidung der gefuerchteten Spannungsrisskorrosion bei Dampfturbinenbauteilen erreicht ist. Neben den Massnahmen zur Steigerung der Betriebssicherheit bei der Auslegung und Fertigung wurden moderne Messtechniken entwickelt. So ermoeglicht z.B. ein System zur beruehrungslosen Messung von Schaufelschwingungen eine kontinuierliche Schaufelueberwachung waehrend des Dampfturbinenbetriebes. Die genannten Fortschritte werden erfolgreich bei der Modernisierung von Dampfturbinen fuer Kernkraftwerke umgesetzt. Die Massnahmen mit dem Ziel der Steigerung des Wirkungsgrades, der Betriebssicherheit und der Lebensdauer werden beschrieben sowie ein Ausblick auf zu erwartende weitere Verbesserungen, insbesondere bei der Steigerung des Wirkungsgrades, gegeben. Ein Ueberblick ueber bisherige und geplante Umbaumassnahmen an Kernkraftwerksturbinen bestaetigt die Richtigkeit des eingeschlagenen Weges. (orig.)Additional details
Additional titles
- Original title (German)
- Modernisierung von Dampfturbinen fuer Kernkraftwerke
Publishing Information
- Journal Title
- Atw. Atomwirtschaft, Atomtechnik
- Journal Volume
- 41
- Journal Issue
- 1
- Journal Page Range
- p. 29-32.
- ISSN
- 0365-8414
- CODEN
- AWAKAG
INIS
- Country of Publication
- Germany
- Country of Input or Organization
- Germany
- INIS RN
- 27025996
- Subject category
- S42: ENGINEERING;
- Descriptors DEI
- COMPUTER-AIDED DESIGN; FATIGUE; FINITE ELEMENT METHOD; MACH NUMBER; MESH GENERATION; NUCLEAR POWER PLANTS; OPERATION; RETROFITTING; STEAM GENERATORS; TURBINE BLADES
- Descriptors DEC
- BOILERS; CALCULATION METHODS; DESIGN; MECHANICAL PROPERTIES; NUCLEAR FACILITIES; NUMERICAL SOLUTION; POWER PLANTS; THERMAL POWER PLANTS; VAPOR GENERATORS; VELOCITY