KRŠKA, J. Kondenzační parní turbína [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2022.

Posudek vedoucího

Fiedler, Jan

DP pojednává o optimalizaci účinnosti parní turbíny pro měnící se vstupní parametry páry v R-C oběhu. Práce byla zadána společností EKOL Brno. V úvodu byl proveden předběžný termodynamický výpočet kondenzační parní turbíny pro různé vstupní parametry. Následuje vyhodnocení a výběr optimální varianty. Hlavní částí práce byl návrh optimalizace a termodynamický výpočet regulačního stupně a stupňové části turbíny pro vybrané parametry páry včetně výpočtu axiální síly, návrhu ucpávkového systému a kluzných ložisek. V závěru je cenná diskuse výsledků, kde jsou porovnány termodynamické účinnosti variant turbín pro různé vstupní parametry páry ve spojení s teoretickou a skutečnou tepelnou účinností R-C oběhu. DP je doplněna výkresem podélného řezu turbíny ve výborné grafické úpravě. Diplomant pracoval samostatně, využíval podklady od zadavatele. Hodnotím jak výbornou a užitečnou pro praxi.

Posudek oponenta

Kracík, Petr

Předložená diplomová práce se zabývá návrhem 5 MWe parní kondenzační turbíny, přičemž je pevně zadán pouze tlak v kondenzátoru a otáčky rotoru turbíny s cílem mimo jiné stanovit optimální parametry páry na vstupu do ní. V úvodu práce je poměrně obsáhlá rešeršní část, která je dehonestována přinejmenším nepřesnými formulacemi a parametry. Jako například potlačená kondenzace při 0,12 MPa, „Kondenzační parní turbíny se obvykle konstruují do výkonu 50 MW.“, „Turbína je schopna zpracovávat velké teplotní spády“ a podobně. Rešeršní část je však nad rámec zadání DP. V následujících částech jsou již řešeny cíle diplomové práce. V kapitole 4 je řešeno tepelné schéma, ve kterém by měla být kondenzační parní turbína provozována. Byl zvolen teoretický (ideální) R-C cyklus, nikoliv „základní tepelné schéma“, jak uvádí autor. Pro naplnění cílů zadání a porovnání jednotlivých variant je však dostatečné. V této kapitole byly zvoleny čtyři parametry páry na výstupu z kotle, pro které jsou uvedeny v tab. 4.2 počítané hodnoty. Není však zřejmé, jak bylo k hodnotám, jako například geometrie RS, (u/c_iz)_RS, počty kuželů, stupňů atd. dospěno. Pro kvalifikovaný odhad hmotnostního průtoku páry do turbíny byly zvoleny účinnosti mechanická a generátoru. Avšak postrádám ještě volbu účinnosti převodovky, když má mít parní turbína otáčky 11 tisíc za minutu a má pohánět generátor. Následně je pro zvolenou variantu parametrů páry do turbíny navržen regulační stupeň v provedení A-kolo. Výpočet je veden řádně a podle doporučené metodiky. Jen v případě celkové entalpie na výstupu z regulačního stupně ať již v předběžném (rce. 6.34) nebo i detailním výpočtu (rce. 6.111) je špatně zohledněna kinetická energie páry na vstupu do RS (hodnota), díky čemuž vychází celková entalpie cca 3,7 MJ/kg. Protože je však do výpočtu stupňové části přenášen pouze statický stav, chyba další výsledky neovlivňuje. Stupňová část je zvolena s přetlakovým typem lopatkování a reakcí 0,5. V úvodu předběžného návrhu je ponížen hmotnostní průtok do prvního kuželu o 2 % pro VP a ucpávky, přičemž autor uvádí a v 9 kapitole počítá se zavedení páry z 2°VP za první a druhý kužel. Z práce však není zřejmé, jestli se zavedení páry počítá i v předběžném návrhu. Výsledkem předběžného návrhu je svorkový výkon cca 5,7 MWe. Následně již autor nekoriguje hmotnostní průtok páry do turbíny a s tím spojenou optimalizaci průtočných částí. Detailní výpočet stupňové části společně s výpočtem celé PT je proveden v softwaru společnosti Ekol, spol. s.r.o. Klíčové výsledky jsou uvedeny v tabulkách 8.1 až 8.17 a vybrané parametry jsou nad to vyneseny v grafech. Z hodnot je patrné, že lopatkování PT je odlehčené a při optimalizaci by mohly být stupně zkráceny nebo i jejich počet snížen. Postrádám však porovnání vnitřního výkonu z předběžného a detailního návrhu, přičemž naopak přehled rovnic v této podkapitole je zcela nadbytečný. Následně jsou v práci navrženy 2° VP, ucpávky, axiální ložisko a dvě radiální. Při návrhu ložisek je dopočítán i ztrátový výkon odvedený mazacím olejem. Proto je zvláštní, že v kapitole 11 „PARAMETRY TURBÍNY“ v rovnici 11.11 je tento výkon odečítán od vnitřního výkonu a současně je rozdíl ještě násoben mechanickou účinností. Naopak zde postrádám účinnost převodovky. Pokud by byla v obdobné výši, jako je zvolená mechanická účinnost, tak by výsledný svorkový výkon mohl být v uvedené výši cca 5,2 MWe. Přílohou diplomové práce je ideový řez navržené parní turbíny, který nese známky nezkušenosti, ale plní cíle zadání. I přes uvedené výhrady práce neobsahuje zásadní nedostatky a chyby. Po formální, jazykové a pravopisné stránce je práce na odpovídající úrovni. Předloženou diplomovou práci doporučuji k obhajobě a hodnotím známkou velmi dobře / B.

eVSKP id 139129