GÉPÉSZETI ÉS IRÁNYÍTÁSTECHNIKAI KFT Cégj. sz. : Adószám : Levél : Telefon : Fax :
01 09078751 10595394-2-43 H-1680 Budapest, Pf. 157 (1) 216 1500, 476 0084 (1) 216 2500
E-Mail :
[email protected]
Viz sgálati Jelentés Dokumentum sz.: AG 484 1000
Tárgya:
MOL RT Dunai Finomító Késleltetett Kokszoló Üzem nagynyomású gőzvezeték végeselemes módszerrel történő modellezése, csőtartók áttervezése, kompenzátorok beépítésének tervezése”
Megrendelő:
PETROLSZOLG Karbantartó és Szolgáltató Kft SAP azonosító: 21022492
Munkaszám:
AG 484/2704
Lapszám: Melléklet:
17 lap A4 1 pld AG 484 2011 sz. számítás – Case 0 22 lap A4 1 pld AG 484 2012 sz. számítás – Case A 25 lap A4 1 pld AG 484 2013 sz. számítás – Case B 24 lap A4 1 db CD-ROM
Budapest, 2005. március 01
Moumoulidis Ioannis ügyvezető
Tartalomjegyzék
1.
Előzmények
3
2
A vizsgálat célja, módszere, terjedelme
3
3
A HS gőzvezetékrendszer működése
4
4
Tervezési és üzemeltetési adatok
4
5
Problématérkép
5
6
Helyzetfelmérés, megoldási lehetőségek vizsgálata
5
7
A csővezetéki modell, peremfeltételek
9
8
Vizsgálati eredmények
11
9
A jelenlegi állapot összefoglaló értékelése
11
10
A megoldási változatok összefoglaló értékelése
14
AG 484 1000 REV1
2 / 17
1. Bevezetés A Késleltetett Kokszoló Üzem (DCU) gőzrendszerében a nagynyomású gőzvezetéknél (HS) több helyen ütközések, felfekvések, tapasztalhatók a HS és a középnyomású (MS) és kisnyomású (LS) csővezetékek, továbbá más szerkezeti elemek (pl. rúgós támasz, habzásgátló csővezeték) között. A témakörben előzetesen eljárt szakemberek - a teljes vezetékszakasz számítását, - fix megfogási helyek kialakítását, ill. kompenzátorok beépítését, - az egyik csőlíra megfelelő alátámasztását, és - a csúszó csőtartók megfelelő megvezetésének kialakítását javasolják (”40bar-os gőzvezeték műszaki tervezői véleménye” Tt. sz. 36808). A problémakör részletes vizsgálatával és a javító intézkedések meghatározásával Petrolszolg Kft az Alfagas Kft-t bízta meg, a 2004.12.14.-én létrejött vállalkozási szerződés keretében.
2. A vizsgálat célja, módszere, terjedelme A vizsgálat célja, a HS nagynyomású gőzvezeték üzembiztonságát károsan befolyásoló hibák felmérése, a kritikus hibák megszüntetésére alkalmas műszaki megoldás(ok) kidolgozása, és a javasolt módosítások megfelelőségének igazolása a MSZ EN 13480-3 szabvány alapján. A jelenségek leírására, a hibák és más mértékadó tényezők hatásainak számítására és értékelésére alkalmas eljárás a rendszer valósághű modellezésén és terhelésén alapuló rugalmassági analízis a MSZ EN 13480-3 szabványban előírtak szerint (12. fejezet: Rugalmassági analízis és elfogadási kritériumok). A vizsgálat terjedelme a fent említett szerződésben foglaltaknak megfelelően és a kapott adatszolgáltatás szerint, a HS csővezeték DCU üzemi teljes szakaszára, a leágazások végpontjáig, illetve az első merev megfogásig terjed ki, beleértve az MS csővezeték egy meghatározott részét is, amely rész a HS csővezeték elmozdulásaira közvetlen hatással van (GTU by-pass ág és szoros környezete). Meg kell jegyeznünk ugyanakkor, hogy a fenti jelenségek a csővezetéki rendszert alkotó (HS, MS, LS) csővezetékek relatív elmozdulásaival, illetve azok relatív kiegyenlítetlenségével vannak összefüggésben. Ez azt jelenti, hogy a HS csővezetékkel ”kontaktáló” MS és LS csővezetékek részletesebb vizsgálata is indokolt lehet, sőt a rendszer két meghatározó jelentőségű eleme, a ST-101 és ST601 jelű gőzturbinák csatlakozásainak esetében, azt megkerülhetetlennek tartjuk.
AG 484 1000 REV1
3 / 17
3. A HS gőzvezeték rendszer működése A DCU üzemhatárán DN300 átmérőjű HS csővezetéken belépő túlhevített gőz nyomása 42 barg hőmérséklete 430°C, tömegárama max 70 t/h. A HS gőzt több célra használják fel: - egy részét a csőkemence előtt az alapanyagba injektálják; - a HS gőz nagyobb részét a nedvesgáz kompresszort meghajtó ST-101 jelű gőzturbinába vezetik, ahol azt a középnyomású gőzrendszer 15 barg nyomására expandáltatják, majd a kilépő gőz hőmérsékletét (kondenzvíz beporlasztásával) beállítják az MS gőzrendszerben kívánt 240-270°C hőmérsékletre; - a fennmaradó mennyiséget elektromos áram termelésére hasznosítják a gőzturbinás egységben (GTU), ahol az (1,5 MW-os EG-601 generátort meghajtó) ST-601 jelű gőzturbinába bevezetett HS gőz az MS gőzrendszer 13-15 barg nyomására expandál, majd az expandált gőz hőmérsékletét beállítják az MS gőzrendszerben kívánt 240-270°C hőmérsékletre; Az ST-601 kiesése, vagy a turbina kapacitását meghaladó gőzmennyiség esetén, a GTU-t megkerülő ágba beépített UPV-036 jelű nyomásszabályzó biztosítja a HS gőz nyomásának csökkentését az MS gőzrendszer nyomására. A nyomásszabályzóból kilépő gőz hőmérsékletét (kondenzvíz beporlasztásával) beállítják az MS gőzrendszer 240-270°C üzemi hőmérsékletére. A DCU gőzvezetékrendszer terveit az Olajterv Rt készítette, a tervezésnél valószínűsíthetően az ASME B31.3 szerint jártak el. A DCU 2001-ben lett üzembe helyezve és ez idáig nyolc (8) terhelésciklust (felfűtés/lehűtés) tartanak nyílván. A legközelebbi tervezett leállás időpontja 2005 május.
4. Tervezési és üzemeltetési adatok, besorolás Jellemző
egység
Tervezési nyomás Tervezési hőmérséklet Üzemi nyomás Üzemi hőmérséklet Csővezeték DN HS gőzmennyiség részáramok
AG 484 1000 REV1
P1 T1
ST101 GTU / ST601 by-pass / UPV036
barg C° barg C° mm kg / h kg / h kg / h kg / h
HS gőzrendszer
MS gőzrendszer
(max, min – max)
(max, min – max)
64 25 550 300 42 - 45 13 - 15 410 - 430 240 - 270 300/250/200/150 350/300/200 50 000 – 70 000 33 000 – 35 000 13 000 – 30 000 2 000 – 13 000 4 / 17
A fenti adatok alapján a HS és MS gőzrendszer vizsgált csővezetékei, a 9/2001. (IV. 5.) GM, illetve a PED 97/23/EC II. melléklet 3. cikkely 7. táblázat szerinti III. veszélyességi kategóriába tartoznak (ISO 9001 rendszer esetén a javítási munkára alkalmazandó megfelelősség értékelési eljárás a H modul szerint).
5. Problématérkép A HS csővezetéknél tapasztalt kritikus hibák helyét és jellegét az alábbi áttekintő ábrán szemléltetjük.
Kritikusnak az általunk javításra javasolt hibákat jellemezzük, de ez nem jelenti egyben az adott hiba veszélyességének kritikus fokát a csővezeték biztonsága szempontjából. Fényképekkel illusztrált részletes problématérkép látható a 1.-3. mellékletekben. 6. Helyzetfelmérés, megoldási lehetőségek vizsgálata A HS csővezetéknek jelenleg egy (1) merev alátámasztása van a telephatáron és a nyomvonal teljes hossza mentén szinte kizárólag, az oldalirányú elmozdulásokat korlátlanul megengedő kivitelű tartókkal van alátámasztva. Ugyanez érvényes a szomszédos MS és LS csővezetékekre.
AG 484 1000 REV1
5 / 17
A legfontosabb problémák az ütközések, a felfekvések, a gátolt hőtágulások és befeszülések, továbbá a rúgós alátámasztások és felfüggesztések hibái. Nem utolsósorban vizsgálandó, hogy a szükséges módosítások hogyan illeszthetők a tartószerkezet geometriai és terhelhetőségi feltételrendszerébe.
(a) Ütközések Az I-II szakasz találkozásánál durva ütközés tapasztalható, az I. szakasz ”x - x” irányú hőtágulása következtében. A II. szakasz kezdőpontja, közvetlenül az irányváltásnál felütközik a II-III csőszakaszok között párhuzamosan vezetett LS csővezetékhez, annak deformációját okozva (12., 13. ábra - 1. melléklet). A problémát az I. szakasz hőtágulásának kellő mértékű kiegyenlítésével (csőlíra vagy expanziós kötés) szüntetjük meg. A csővezetéki elmozdulások kiegyenlítésére alkalmas csőlíra mellett alternatív megoldásként vizsgáltuk az expanziós kötések alkalmazásának lehetőségét is. Az expanziós kötések típusválasztéka az esetünkben érvényes nagy nyomáshőmérséklet igénybevétel miatt erősen korlátozott, sőt a 45barg/430oC üzemi igénybevételre (gyakorlati értékű megoldásként) kizárólag a csúszódugattyús (tömszelencés) expanziós kötés (Slip Expansion Joint - SEJ) vehető figyelembe. SEJ alkalmazása esetén a csővezeték axiális megvezetésére GG&S (101M-W) típusú csőtartókat terveztünk be. A másik ütközés (23. ábra – 2. melléklet) megszüntetése érdekében a kézenfekvő és egyben a leggazdaságosabb beavatkozás a HS csővezeték II-III szakaszhatárán ütköző DN50 LS (habzásgátló anyag) vezeték nyomvonalának módosítása a II-III szakaszok ”y – y” irányú szabad elmozdulási lehetőségének biztosítása érdekében.
(b) Felfekvések Szembetűnő, hogy a felfekvések az ”+y” irányú elmozdulásoknak köszönhetők (11., 14., 15. ábra - 1. melléklet). Nem ismerjük pontosan a szerelési hőmérsékleten érvényes kiindulási geometriai viszonyokat (alátámasztások pozíciói, csőtengely távolságok, lejtés stb.) de nagy valószínűséggel állíthatjuk, hogy az eddigi nyolc felfűtés/lehűtés során lejátszódott ”y - y” főirányú +/- hőtágulás hatására, a hőtágulás hatásvonalára merőleges vezetékrészek (pl. csőlíra szárak, IV. szakasz) oldalirányban elvándoroltak és döntően ez a jelenség felelős a felfekvések kialakulásáért. Nem zárható ki az sem, hogy kisebb-nagyobb mértékű méretezési/szabási/szerelési hibák és pontatlanságok hatása is megmutatkozik a végeredményben.
AG 484 1000 REV1
6 / 17
Belátható, hogy a +/- elmozdulások aszimmetrikusak és nem állandók, az eltérések mértékét az éppen aktuális súrlódási ellenállások határozzák meg, átrendezve az eredeti szerelési pozíciókat (a nem védett csúszófelületeken durva korrózió tapasztalható). A jelenségnek (is) köszönhetően bizonyos csőtartók néhány ciklus során akár le is csúszhatnak a tartószerkezetről (pl. 34. ábra – 3. melléklet), (hacsak ezt megelőzően máshol valamilyen akadályba nem ütköznek). Természetesen az elvándorlást a HS csővezeték eredeti szerelési pozíciójába történő visszahelyezésével lehet kell megszüntetni, és vezetett alátámasztások alkalmazásával az ismételt kialakulásukat megakadályozni. Ugyanez érvényes a szomszédos MS és LS csővezetékekre is. Mindenesetre, az I. szakasz hőtágulásának tervezett mértékű kiegyenlítésével és néhány kiegészítő intézkedéssel, a HS és LS csővezetékek közötti felfekvés helyén (11. ábra - 1. melléklet) a hőtágulásból származó oldalirányú elmozdulás mértéke minimalizálható. A kiegészítő intézkedések: az I. szakasz oldalirányú mozgásának korlátozása és a II. szakasz hőtágulásának elterelése ”–y” irányba (axiális és oldalirányú elmozdulás határolással). A III. szakaszban beépített csőlíra és a szomszédos MS csővezeték csőlíra közötti felfekvésnél (14. ábra - 1. melléklet), a csőlíra után tervezett merev megfogás beépítésével a hőtágulás „”-y” irányba, azaz az elvándorlással ellentétes irányba hangolódik. Ugyanezen okból a tervezett intézkedés hatására csökken a III-IV szakaszhatáron a hőtágulás okozta felfekvés irányú elmozdulás mértéke (15. ábra 1. melléklet). A IV. és V. szakasz elmozdulásai, a módosított állapotban is nagy biztonsággal kontrolálhatóak a szakaszok találkozásánál rendelkezésre álló szabad térben, amelyet a 34. ábrán (3. melléklet) bemutatott alátámasztás tartógerendájának meghosszabbításával (kb. 250mm) külön biztosítunk. A oldalirányú elvándorlások elkerülésére a szükséges pontokban GG&S (101M-W) típusú vezetett csúszó csőtartókat terveztünk be.
(c) Gátolt hőtágulás A HS csővezeték II. szakaszban csőkemence előtt leágazó csővezeték szabad hőtágulását és elmozdulásait a kezelőszinten levő, gyakorlatilag hézagmentes járórács átvezetés akadályozza. A kezelőszinten levő szerelvény előtt levő, oldalirányban vezetett alátámasztás és az említett járórács átvezetés együttesen egy merev megfogást képviselnek, és a csőszakasz túlterhelését eredményezi, és annak maradó alakváltozását vagy tönkremenetelét okozhatja (21., 22. ábra - 2. melléklet).
AG 484 1000 REV1
7 / 17
Megoldási javaslatunk szerint, a nyílás módosítása mellett, az irányváltásokban gömbcsuklós (Ball Joint – BJ) kötéseket építünk be, a nagy expanziós feszültségek csökkentésére. Ugyanezt alkalmazzuk a II. szakasz másik leágazásánál is (24. ábra 2. melléklet). Meg kell jegyezni, hogy ez a leágazás gyakorlatilag nem működik és feleslegesen terheli a rendszert. Ha ez tartós vagy végleges állapot, akkor javasoljuk a szerelvény előtt vakkarimás lezárással a leágazás rendszerből való kiiktatását. Ez esetben a javító intézkedéseket természetesen nem kell megtenni. Az ST-101 turbina felé leágazó csővezeték mérőszakaszának kezelőszintjén, a hidegméretekre pozícionált járórács átvezetések a mérőszakasz függőleges ágait elmozdulásukban blokkolják, illetve az ágak befeszülését okozzák (31., 33. ábra - 3. melléklet). A mérőszakasz függőleges ágai előtt és után alkalmazott (húzásra és nyomásra egyaránt reagáló) felfüggesztő rudak kihajlottak és az eredeti funkciójukat - a mérőszakasz kezelőszinti alátámasztásának tehermentesítését - nem képesek ellátni. Megoldást a járórács átvezetések pozíciójának korrigálása és csak húzásra működő felfüggesztés alkalmazása (Rod Hanger - RH) jelent.
(d) Rúgós alátámasztások és felfüggesztések Az ST-601 turbina felé leágazó csővezeték csatlakoztatása egy előtétszerelvényen (reteszelő-, szabályozó szelep) keresztül karimás kötésekkel történik (36. - 37. ábra 3. melléklet). Feltűnően hibás a rúgós támaszok alkalmazásának módja a turbinacsonk/csatlakozás környezetében. A tervező célja a turbinacsonkra ható (függőleges) erők kiegyenlítése nem teljesül, mert az egyik (ismeretlen gyártmányú) rúgóköteg (36. ábra - 3. melléklet) felfekvése és ezzel a terhelése határozatlan a másik pedig működés-képtelen (rúgóerő zérus, 38. ábra - 3. melléklet). A turbinacsonkok lehetséges elmozdulásairól egyébként nincs adatunk, ott merev befogásokat vettünk figyelembe (a turbinacsonk flexibilitása és/vagy kisebb elmozdulása a HS csővezetékre nézve elhanyagolható hatású, a turbinára azonban ez nem áll fenn – lásd 2. pont). A by-pass ág rúgós megtámasztásának módja (35. ábra - 3. melléklet) ugyancsak kifogásolható. Belátható, hogy a rúgós alátámasztás ezen a ponton, a vízszintes síkban bekövetkező elmozdulások mértéke miatt nem alkalmazható. Az adott szerkezeti rész tömegének kiegyenlítésére a csőhídra történő rúgós felfüggesztés a megfelelő megoldás. A rendszerben alkalmazott rúgós csőtartók előfeszítését a számítások alapján szükség szerint korrigálni kell. Megjegyezzük, hogy az S-101 gőzturbina felé leágazó csőszakaszban alkalmazott rúgós felfüggesztések pontos felmérése azok megközelíthetősége hiányában nem történhetett meg.
AG 484 1000 REV1
8 / 17
(e) Tartószerkezet Az I. és III. csőszakaszok hőtágulások kiegyenlítésére merev megfogásokat (Anchor – 702-SPC) kell kialakítani, amelyeket a belső nyomásból (Fp), a kiegyenlítő szerkezetek (csőlíra, csőívek, expanziós kötés) ellenállásából (Fc), és a csúszó alátámasztások súrlódási ellenállásából (Fs), származó reakcióerők és nyomatékok terhelnek. A csővezetékrendszer tartószerkezetét ezen terhelésekre ellenőrizni és igazolni kell. Nem kizárható, hogy a tartószerkezet helyi megerősítése szükségessé válhat. Ezt elkerülendő, a befogásokban ébredő Fc és Fs terheléseket jelentősen csökkentő gömbcsuklós BJ-kötésű kiegyenlítő szerkezetekkel (csőlírák), illetve alacsony súrlódási tényezőjű (µ =0.15) GG&S (201M-W) csőtartókkal számolunk. Az I. szakaszba tervezett csőlíra esetében elkerülhetetlen lesz egy kiegészítő tartószerkezet a csőlíra megtámasztása érdekében. Az ehhez szükséges szabad terület rendelkezésre áll. Természetesen lehetőség van arra (és javasoljuk), hogy a tartószerkezeti ellenőrzés alapján a jelen terv módosuljon (pl. csőlíra méretek, beépítési oszlopköz stb.) az optimális terhelési viszonyok elérése és a minimális ráfordítás céljából. Az optimálás a jelen vizsgálat alapján egyszerűen és gyorsan elvégezhető
7. A csővezetéki modell, peremfeltételek A csővezeték modellezését, a rugalmassági és feszültség analízist az SST Caepipe Piping Stress Analysis (5.10.JB, sorozatszám: 12212) programmal végeztük el. A jelenlegi állapottal együtt három változatot vizsgáltunk: ”0” változat: a jelenlegi állapot ”A” változat: módosított állapot csőlíra kiegyenlítő szerkezet az I. szakaszban ”B” változat: módosított állapot expanziós kötés az I. szakaszban A 6. pontban körvonalazott két megoldási változat, az I. szakaszban alkalmazott kiegyenlítő szerkezet típusában különbözik egymástól. Az eltérő módon hőtáguláskiegyenlített I. szakasz (fixpont-távolság) után az ”A” és ”B” változat mindenben azonos egymással. A modellezett csővezetékek nyomvonala, a beépített csövek, csőidomok, karimák, szerelvények, szigetelések, méretei, anyagminősége, továbbá az alátámasztások, rúgós tartók, függesztékek a jelenlegi állapotot tükröző D-tervi adatszolgáltatás alapján van figyelembevéve, az alábbiak szerint:
AG 484 1000 REV1
9 / 17
¾ 300MS-90101-ED3S
(felülnézeti csőterv)
¾ HS-90101_C / 1-7
98001-EF-HS-90101 1-7 Rev4 (izometrikus csőterv)
¾ HS-90101_6 / 1
98001-EF-HS-90101 1
Rev1 (izometrikus csőterv)
¾ HS-90101_7 / 1 - 3
98001-EF-HS-90101 1
Rev5 (izometrikus csőterv)
¾ HS-05205
98001-EF-HS-05205 1-3 Rev5 (izometrikus csőterv)
/ 1-3
¾ 98001-4E-C6 17. o.
PS 11 Bilincses Papucs
¾ 98001-4E-C6 21. o.
PS 15 Bilincses Papucs
¾ 98001-4E-C7 41. o.
Cső Függeszték
¾ 98001-4E-C7 51. o.
Rúgós Csőtartó beépítése (függőleges csövekhez)
¾ 98001-4E-C7 65. o.
Rúgós Csőtartó beépítése (vízszintes csövekhez)
A jelenlegi állapotban tapasztalható ütközések és felfekvések hatását nem tudjuk figyelembevenni. Ez a ”0” változatra kapott eredményeket nyilvánvalóan torzítja, valószínű, hogy az érintett részek terhelési és alakváltozási állapota a valóságban kedvezőtlenebb. A járórács átvezetésekben (21., 22. ábra - 2. melléklet, 31., 33. ábra - 3. melléklet) tapasztalt befeszüléseket ugyanakkor modelleztük (restrain, limit stop). Az imitált blokkolások hatása az alakváltozás jellegében azonos a valós esetben érvényessel, a többletterhelés azonban (+/-) irányban eltérő lehet. A turbinacsonk csatlakozásoknál (a csonktőben) merev megfogást (anchor) vettünk figyelembe (lásd 2. pont). A leágazások végpontjában (a szerelvények után) és az MS csővezeték vizsgálati határán ugyancsak merev megfogásokat vettünk figyelembe. A modell terhelései megegyeznek a tényleges üzemi terhelések (P1, T1) maximális értékével (4. pont). Valamennyi beépített anyag, szerelvény, szigetelés és a töltet tömege figyelembe van véve. (W). A csúszó alátámasztásoknál a jelenlegi állapotban µ = 0.45, az ”A”, ”B” változatok esetében µ = 0.15 súrlódási tényezővel számolunk. Az SEJ expanziós kötés és a gömbcsuklós BJ-kötések ellenállás értékei a gyári (ATS) adatokkal azonosak. A hozzáférhető rúgós csőtartóknál az adattáblán szereplő hideg/meleg terhelés van figyelembevéve, másutt becsült értékkel vagy a hibásan beépített rúgós tartóknál zérussal (35.- 38. ábra - 3. melléklet) számolunk. A vizsgálat során szél- és földrengésterheléssel nem számoltunk
AG 484 1000 REV1
10 / 17
8. Vizsgálati eredmények A rugalmassági és feszültséganalízis legfontosabb fejezeteit a 4842011, 4842012 és 4842013 sz. dokumentációk tartalmazzák, nyomtatott formában. A vizsgálat teljeskörű dokumentációját a vizsgálati jelentés elválaszthatatlan részét képező CDROM tartalmazza. A modell valamennyi konstrukciós, anyag- méret-, terhelés-, stb. adatait a ”mod” kiterjesztésű file tartalmazza a változatok szerint címzetten. A számítási eredményeket a ”res” kiterjesztésű file tartalmazza. A dokumentáció részét képező értékelő programmal (kpipe510J-eval) hozzáférhető valamennyi adat és eredmény és a problémakör részletes tanulmányozása, a szükségesnek tartott részek, rajzok, jegyzékek, deflektált alak stb. kinyomtatása kényelmesen elvégezhető.
A továbbiakban a számítással igazolt fontosabb megállapításokat foglaljuk össze
9. A jelenlegi állapot értékelése (a) Állandó terhelésből származó feszültség (12.3.2) A nyomásból, a tömegből, töltetből, stb. származó igénybevétellel (P1+W) szemben a csővezeték valamennyi pontban megfelel az EN 13480-3 szabványban előírt alapkövetelménynek: σ 1 / fh ≤ 1
(12.3.2-1)
σ1 az elsődleges feszültségek összege, fh a T1 hőmérsékleten megengedett feszültség ¾ a legnagyobb σ1 feszültség (62,8MPa) a GTU megkerülő ág MS csővezetékbe bekötött pontja (3430) környezetében ébred:
(b) Hőtágulásból és változó terhekből származó feszültség (12.3.4) A hőtágulásból származó σ3 feszültségek és a kombinált σ4 feszültségek a csővezeték számos pontjában a megengedett értéket meghaladják. AG 484 1000 REV1
11 / 17
A 4. mellékletben bemutatjuk a hőtágulásból származó feszültségeket, illetve a részek kihasználtságát az ébredő (σ3) és a (T1 hőmérsékleten) megengedett (fa) feszültség arányában. Az EN 13480-3 szabvány szerinti elfogadási kritérium σ 3 / fa ≤ 1
(12.3.4-1)
σ3 az expanzió és a változó terhek nyomatékából származó feszültség fa a megengedett feszültségtartomány. ¾ A legnagyobb σ3 feszültség (353.2 MPa > fa = 131.9 MPa) a csőkemence előtti leágazó vezeték HS csővezetékhez bekötött pontjában ébred (T-idom/csőív hegesztett kötése, 5510) A szabvány szerint ha
σ 3 / fa > 1
akkor
a szükséges feltétel
σ4 / (fh + fa) ≤ 1
(12.3.4-2)
Utóbbi feltétel szerinti értékelést az 5. melléklet szemlélteti, amely az egyes részek kihasználtságát mutatja a három terheléskomponens (P1+T1+W) hatására, az ébredő (σ4) és a megengedett (fh + fa) feszültségek arányában. ¾ a legnagyobb σ4 feszültség (368.5 MPa > (fh+fa) = 230.9MPa) ugyanabban a pontban ébred (5510)
(c) Az elfogadási kritériumoknak nem megfelelő részek: ¾ A csőkemence előtti leágazás (σ4) feszültségállapota :
► deflektált alak
AG 484 1000 REV1
12 / 17
¾ Az ST-101 turbina felé leágazó csővezeték mérőszakasza
►
(d) A HS csővezeték gyenge pontjai: a megengedett expanziós feszültségtartományt meghaladó (σ3 / fa > 1) igénybevételű részek: ¾ Telephatár, belépő csőszakasz
► ¾ ST-101 Turbina csatlakozás
► AG 484 1000 REV1
13 / 17
¾ GTU megkerülő ág a nyomásszabályozó szelep előtt
► (e) A HS csővezeték további gyenge pontjai: A megengedett nyomást meghaladóan igénybevett karimás kötések: (eltérés: 2.4 – 1.1 = terhelő nyomás / megengedett nyomás) ¾ Csőkemence előtti leágazás elzáró szerelvény karimás kötései (5630,5620) ¾ ST-101 leágazás mérőszakasz karimás kötései (7150, 7140, 7110, 7120) ¾ ST-101 turbina előtétszerelvény karimás kötései (7350, 7360) ¾ Telephatári tolózárak karimás kötései (100, 110, 60, 50) ¾ GTU bypass ági nyomásszabályozó belépőoldali karimás kötése (3260) ¾ ST-601 turbina előtétszerelvény karimás kötései (1560, 1550) 10. Az megoldási változatok értékelése (a) Elfogadási kritériumok: Mindkét változat szerinti kialakításban a HS csővezeték valamennyi pontban megfelel a 12.3.2-1, 12.3.4-1, 12.3.4-2 elfogadási kritériumoknak. A σ1 feszültségek természetesen azonosak, ugyanakkor az I. szakaszban ébredő σ3, σ4 feszültségek a „B” változatnál 15-20%-kal nagyobbak a SEJ nagyobb működési ellenállása miatt. ¾ a legnagyobb σ1 feszültség (63,8 MPa) a GTU megkerülő ág MS csővezetékbe bekötött pontja (3430) környezetében ébred ¾ a legnagyobb σ3 feszültség (117,8 MPa < fa = 132 MPa) a telephatár első tolózár utáni csőívben ébred (80) ¾ a legnagyobb σ4 feszültség (133,1 MPa < (fh + fa) = 230.9 MPa) ugyanabban a pontban ébred (80)
AG 484 1000 REV1
14 / 17
(b) Hőtágulás kiegyenlítés ütközés elkerülésére Az I. szakasz ”x - x” irányú hőtágulása következtében a rendszer centrumában kialakult durva ütközés (12., 13. ábra - 1. melléklet) megszüntetését az I. szakasz hőtágulásának hatékony kiegyenlítésével szüntettük meg. Az eredményt a következő ábrák szemléltetik (zárójelben a 450A/B csomópontokban ébredő feszültségek és a 450 pont elmozdulásai az expanzió során) ¾ Jelenlegi állapot :
(σ4 450A/B = 126 /130 MPa, dx=251mm dy=106mm) Z
X
¾ ”A”, ”B” változat :
Y
(σ4 450A/B = 69 / 71 MPa, dx=114mm, dy=36mm) Z
X
AG 484 1000 REV1
Y
15 / 17
(c) Gátolt hőtágulás feloldása A csőkemence előtti leágazás fordulóiba beépített gömbcsuklós BJ-kötésekkel, a járórács átvezető nyílás bővítésével és a felesleges alátámasztások eltávolításával az expanziós feszültségek drasztikus mértékben lecsökkentek:
► A ST-101 mérőszakaszban mért feszültségek a járórács átvezetések problémájának megszüntetésével normalizálódnak. Külön intézkedést igényel még a felfüggesztő rudak lecserélése csak a ”-z” irányban működő típusokkal. (d) Tartószerkezet terhelései A merev megfogásokban (Anchor) ébredő reakcióerők és reakciónyomatékok a dokumentációban minden egyes megfogásra és támaszpontra, mindhárom főirányban meghatározottak, ”A” és „B” változatra egyaránt. A szerkezet ellenőrzése ez alapján elvégezhető. A merev rögzítési pontok terheléseivel kapcsolatban megállapítható, hogy a ”B” változat merev megfogásaiban ébrednek a legnagyobb terhelések. Az ”A” változat ebből a szempontból a kedvezőbb, a beépített BJ-kötéseknek köszönhetően - a jelenlegi fixponti terheléseknél is alacsonyabb terheléssel kell számolni a telephatáron levő megtámasztásban. Természetesen, a telephatáron levő merev megfogás mellett, az új megfogások helyén (Node 410, 920, illetve Node 180) az eddigiekben nem terhelt vagy kisebb terhelésű tartószerkezet ellenőrzése ugyancsak szükséges. A nem rögzített alátámasztásokon (Limit Stop) ébredő terhelések a korábbi terhelések nagyságrendjében mozognak, itt különösebb probléma a tartószerkezet teherbírásával nem lehet. Mindenesetre ezen pontokban működő erőkre az ellenőrzést szintén el kell végezni. Ide tartozik a csőlíra alátámasztásához szükséges kiegészítő szerkezet kérdésköre is. A csőlíra megtámasztási pontjában (Node 300)
AG 484 1000 REV1
16 / 17
Ebben a pontban, üzemállapotban -20 kN függőleges és 3kN vízszintes erő ébred, tehát viszonylag ”könnyű” szerkezetről kell gondoskodni. (e)”A” és „”B” változat karimás kötései A karimás kötések egy része a megengedett nyomást meghaladó mértékben van igénybevéve. ”A” változat karimás kötései (eltérés: 1.25 - 1.05 = terhelő nyomás / megengedett nyomás) ¾ Telephatári tolózárak karimás kötései (100, 60, 50, 110) ¾ ST-601 turbina előtétszerelvény karimás kötései (1560, 1550) ¾ GTU bypass ági nyomásszabályozó belépőoldali karimás kötése (3260) ¾ ST-101 leágazás mérőszakasz karimás kötései (7150, 7140) ”B” változat karimás kötései (eltérés: 1.3 -1.1 = terhelő nyomás / megengedett nyomás) ¾ Telephatári tolózárak karimás kötései (60, 100, 50) ¾ ST-601 turbina előtétszerelvény karimás kötései (1560, 1550) ¾ GTU bypass ági nyomásszabályozó belépőoldali karimás kötése (3260) ¾ ST-101 leágazás mérőszakasz karimás kötései (7150, 7140) A karima számítás eredményei közelítő pontosságúak, a megfelelő nyomásfokozat kiválasztására szolgál. Az eltérés nem jelentős mértéke (10-30%) valószínűsíti, hogy a karimás kötések szilárdsági megfelelősége igazolható, amelyet a pontos tömítési feltételek figyelembevételével elfogadott szabvány alapján kell elvégezni (EN 13480-3 D függelék, kötelező normatíva)
AG 484 1000 REV1
17 / 17
