SPIS TREŚCI SPIS WAŻNIEJSZYCH OZNACZEŃ WSTĘP KRÓTKA CHARAKTERYSTYKA SEKTORA ENERGETYCZNEGO W POLSCE... 14

Transkrypt

1 SPIS TREŚCI SPIS WAŻNIEJSZYCH OZNACZEŃ WSTĘP KRÓTKA CHARAKTERYSTYKA SEKTORA ENERGETYCZNEGO W POLSCE Analiza aktualnego stanu struktury wytwarzania elektryczności i ciepła w Polsce Elektryczność Ciepło Ewolucja struktury wytwórczej elektryczności i ciepła w Polsce Elektryczność Ciepło Nowoczesne technologie energetyczne na OZE Inwestycje w polski sektor energetyczny Ważniejsze inwestycje w energetyce konwencjonalnej w Polsce koniec 2016 r Ważniejsze inwestycje w OZE w Polsce koniec 2016 r Wnioski ANALIZA WRAŻLIWOŚCI SPRAWNOŚCI GENERACJI ELEKTRYCZNOŚCI NA PRZYKŁADZIE BLOKU WĘGLOWEGO Definicje sprawności poszczególnych maszyn i urządzeń Blok węglowy 900 MWe na zaawansowane ultranadkrytyczne parametry pary Podstawowe parametry analizowanego bloku 900 MW Ocena sprawności bloku dla różnych założeń Struktura bloku węglowego zintegrowanego z instalacją wychwytu CO Wpływ energochłonności procesu wychwytu CO2 na parametry eksploatacyjne bloku Wnioski OCENA WYBRANYCH METOD MODELOWANIA PRZEPŁYWU... 45

2 4 S. Dykas 4.1. Kanał z występem kołowym Obliczenia RANS Obliczenia URANS Obliczenia LES Kanał turbinowy Przepływ nad komorą Obliczenia LES Obliczenia CAA (Computational Aeroacoustics) akustyczny postprocesor Wnioski SPOSOBY OCENY PRACY OSIOWYCH STOPNI TURBIN CIEPLNYCH Definicje współczynników strat i ich fizyczna interpretacja Ocena pracy stopnia turbiny gazowej metodami CFD Siatka numeryczna dla stopnia turbinowego Warunki brzegowe Ocena strat w stopniu Dyskusja strat dla referencyjnych parametrów pracy przypadek zimny Dyskusja strat dla rzeczywistych parametrów pracy przypadek gorący Podsumowanie WYZNACZANIE CHARAKTERYSTYKI PRZYKŁADOWEGO USZCZELNIENIA LABIRYNTOWEGO Wyznaczenie charakterystyk dla geometrii uszczelnienia Wyznaczenie rozkładu ciśnienia wzdłuż uszczelnienia Wnioski MODELOWANIE ZAGADNIENIA SPRZĘŻONEGO CIEPLNO- PRZEPŁYWOWEGO W KONWEKCYJNIE CHŁODZONYM WIEŃCU ŁOPATKOWYM Dane łopatki turbiny gazowej Model numeryczny Porównanie wyników obliczeń z danymi eksperymentalnymi

3 Wybrane zagadnienia przepływowe turbin cieplnych 5 8. NUMERYCZNA I EKSPERYMENTALNA OCENA POLA PRZEPŁYWU PARY MOKREJ W KANAŁACH TURBINOWYCH Analiza pola przepływu pary mokrej w dyszy de Lavala Analiza wyników Wnioski Analiza pola przepływu pary mokrej w kanale łopatkowym Płaska palisada łopatek kierowniczych Płaska palisada łopatek wirnikowych Wnioski PODSUMOWANIE BIBLIOGRAFIA Streszczenie

4 CONTENTS NOMENCLATURE INTRODUCTION BRIEF DESCRIPTION OF THE POLISH POWER GENERATION SECTOR Analysis of the current structure of heat and electricity generation in Poland Electricity Heat Evolution of heat and electricity generation structure in Poland Electricity Heat State-of-the-art RES power technologies Investment in the Polish power sector Major investments in conventional power generation in Poland as of the end of Major investments in RES in Poland as of the end of Conclusions SENSITIVITY ANALYSIS OF ELECTRICITY GENERATION EFFICIENCY ON THE EXAMPLE OF A COAL-FIRED POWER UNIT Definition of efficiency of individual machines and devices Advanced ultra-supercritical 900 MWe coal fired power unit Basic parameters of the analysed 900 MW power unit Assesment of the power unit efficiency for different assumptions Structure of coal-fired power unit integrated with CO2 capture installation Impact of the CO2 capture process energy consumption on the power unit operating parameters Conclusions ASSESMENT OF THE FLOW MODELLING METHODS... 45

5 Wybrane zagadnienia przepływowe turbin cieplnych Circular-bump channel RANS calculations URANS calculations LES calculations Turbine channel Flow over a cavity LES calculations CAA (Computational Aeroacoustics) calculations in acoustic postprocessor Conclusions METHODS OF ASSESSMENT OF THE THERMAL TURBINE AXIAL STAGES OPERATION Definitions of loss coefficients and their physical interpretation Assessment of the gas turbine stage operation using CFD methods Turbine stage numerical mesh Boundary conditions Assessment of the stage losses Discussion of losses for reference operating parameters cold case Discussion of losses for real operating parameters hot case Conclusions DETERMINATION OF AN EXAMPLE LABYRINTH SEAL CHARACTERISTICS Determination of characteristics for the seal geometry Determination of the pressure distribution along the seal Conclusions CONJUGATE HEAT TRANSFER MODELLING IN A BLADE RING COOLED BY CONVECTION Data of the gas turbine blade Numerical model Comparison between computational results and experimental data

6 8 S. Dykas 8. NUMERICAL AND EXPERIMENTAL ASSESSMENT OF THE WET STEAM FLOW FIELD IN TURBINE CHANNELS Analysis of the wet steam flow field in de Laval nozzle Analysis of results Conclusions Analysis of the wet steam flow field in the blade channel Linear stator-blade cascade Linear rotor-blade cascade Conclusions SUMMARY BIBLIOGRAPHY Abstract