Súčasti parného generátora alebo komponenty elektrární s obrokovaným povrchom

Číslo patentu: E 16583

Dátum: 19.12.2007

Autori: Klauke Friedrich, Becker Martin

Je ešte 3 strany.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

Súčasti pamého generátora alebo komponenty elektrární s obrokovaným povrchom Opis0001 Vynález sa týka konštrukčného prvku pamého generátora alebo konštrukčnej zostavy pamého generátora alebo komponentu elektrárne, ktorý/ktorá je aspoň v podstate z legovanej suroviny, najmä obsahujúcej chróm, a je ošetrený/á aspoň čiastočne, najmä V podstate, úpravou povrchu obrokovaním (shot-peening/shot-blasting). Ďalej sa vynález týka spôsobu výroby konštrukčného prvku pamého generátora alebo konštrukčnej zostavy pamého generátora alebo komponentu elektráme, ktorý/ktorá sa skladá v podstate z legovanej, najmä chróm obsahujúcej suroviny, pričom plocha konštrukčného prvku alebo plochy konštmkčnej zostavy alebo plocha komponentu, zvlášť potom vnútorná plocha potrubia, je ošetrená pomocou obrokovania0002 Konštrukčné prvky pamého generátora alebo komponentov elektrární sú zvlášť na strane pary parných generátorov elektrámí vystavené oxidačným podmienkam pary, s ktorou prichádzajú do stylm. Stupne prehríevačov a/alebo medziprehrievačov parných generátorov sú preto v súčasnosti vyrobené - čiastočne alebo prevažne - z austenítíckých materiálov, najmä z austenitických ocelí, s obsahom chrómu 18 hmotnostných, pričom austenitický materiál sa na vylepšenie týchto materiálov a ich oxidačného chovania ošetrí pomocou obrokovania povrchu(shot-peening/shot-blasting). Najmä v japonských elektrárňach môžu byť použité materiályošetrené týmto spôsobom s teplotou pary okolo 600 °C.0003 Pri obrokovaní povrchu alebo spôsobe shot-peening/shot-blasting sa pretvára plocha obrokovaná použitými časticami respektíve brokovacím materiálom, pri potrubiach obvykle plocha vnútomého povrchu príslušného potrubia, čím migrácia, to znamená dífúzia chrómu zo základnej suroviny, to znamená z matrice, bude na ošetrovanom povrchu Zvýhodnená, a nastáva. Tým sa vytvorí na ošetrenom povrchu tenká na chróm bohatá vrstva, ktorá pôsobí proti rastu epitaktíckých a topotaktických vrstiev. Pri obrokovaní povrchu (shot-peening/shotblasting) je materiál rovnakého druhu fúkaný proti povrchu, ktorý sa ošetruje. To podporuje dífúziu chrómu z matrice základnej suroviny v tejto vrstve, a tým aj odolnosť tejto vrstvy voči0004 Pri doteraz používanej, na chróm bohatej, austenitickej oceli v oblasti prehrievačov a medziprehríevačov s priememým obsahom chrómu 2 18 hmotnostných pomocou spôsobov shot-peening alebo shot-blasting, je dosiahnutá deformácia ošetrovaného vnútomého povrchu potrubia príslušnej štruktúry materiálu až do hĺbky 100 m, čo vedie k vytvoreniu zodpovedajúcej vrstvy bohatej na chróm. Z hĺbky štruktúry (matrice) dífunduje chróm do tejto ošetrovanej vrstvy a obohacuje ju. Na tejto chrómom obohatenej vrstve je rast spinelových a magnetitových vrstiev za podmienok - ktoré panujú v príslušných konštrukčných prvkoch elektráme v porovnaní s neošetrenými plochami povrchov tejto na chróm bohatej vrstvy omnoho pomalší a tým dochádza k zlepšeniu oxidačného chovania ošetrovanej suroviny nastrane pary, s ktorou sú tieto plochy v kontakte.0005 Pri výstavbe elektrární je teraz tendencia budovať elektrárne, ktoré sa prevádzkujú s teplotami pary nad 600 °C a dokonca aj 2 700 °C. Pri týchto vysokých teplotách pary stále pribúdajú problémy na strane pary s oxidáciou elektrárenských komponentov alebo konštrukčných prvkov parných generátorov. Zvlášť je tiež problém v tom, že skôr používané ocele, ktoré obsahujú chróm, vykazujú martenzitíckú štruktúru, alebo pri ošetrení povrchu obrokovaním s obsahom chrómu 2 18 hmotnostných austenitickú štruktúru, anie sú už dostatočne odolné voči oxidácii pri očakávaných teplotách pary počas prevádzky elektrámenovej generácie alebo so sebou prinášajú nasadenie extrémne drahých surovín.0006 Vynález je preto založený na snahe vytvoriť riešenie, ktorým budú dané k dispozícii materiály, ktoré majú pri pamých generátoroch s výstupnou teplotou 2 700 ° C v elektrárenských komponentoch, najmä v konštrukčných prvkoch parných generátorov, dostatočnú pevnosť, najmä medzu pevnosti pri tečení, a sú odolné proti korózii, ako aj odolné0007 Pri konštrukčnom prvku pamého generátora alebo konštrukčnej zostave pamého generátora alebo komponentu elektrárne v úvode opísaného typu to podľa vynálezu rieši význak nároku l. Pri tomto spôsobe výroby sa konštrukčný prvok pamého generátora alebo konštrukčná zostava pamého generátora alebo komponent elektráme v podstate skladá z určitej legovanej suroviny obsahujúcej chróm, pri ktorej sa plocha konštrukčného prvku alebo konštrukčnej zostavy alebo komponentu, najmä vnútomá plocha potrubia, ošetrí pomocou obrokovania (shot-peening/shot- blastíng). Tento ciel je podľa vynálezu riešený význakomnároku 12. Výhodné uskutočnenia vyplývajú z príslušných závislých patentových nárokov.0008 Vynález je založený na poznatku, že je možné, aby pamé generátory elektrární novej generácie mali výstupné teploty nad 600 °C, najmä 2 700 °C, a v porovnaní so skôr používanými kvalitami oceli-í je možné použiť ocele alebo oceľové materiály s výrazne zmenšeným obsahom chrómu, ak majú byť oblasti povrchových plôch vystavené oxídačným podmienkam. Pretože sa hlavne jedná o potrubné vedenie, tak sa teda vnútorné plochy príslušných potrubí alebo potrubných telies ošetria prostredníctvom obrokovanía povrchu (shotpeening/shot-blasting), a potom môžu byť inštalované do elektrámí, najmä do pamých generátorov. Vďaka tomu je možné použiť kvality ocelí, ktoré sú na jednej strane relatívne lacné, avšak na druhej strane majú tiež kvôli vysokým teplotám potrebnú dostatočnú pevnosť respektíve zodpovedajúce pevnostné chovanie, ako aj potrebnú odolnosť proti oxidácii a tiež proti korózii. Nevyhnutnú odolnosť voči oxidácii pri týchto teplotách je teraz možné dosiałmuť tým, že na strane vedúcej vodu, kvapalinu alebo paru - strana pary - príslušnej súčasti alebo príslušného modulu alebo príslušného komponentu elektrárne, najmä vnútomá plocha potrubných telies, sa upraví prostredníctvom spôsobu ošetrenia povrchu obrokovaním (shotpeening/shot-blasting). Pritom sa potom súčasne obohacuje chróm v matrici príslušného materiálu, najmä oceľovej suroviny, a to najmä vytvorením vrstvy Cr 2 O 3 na ošetrovanej(vnútomej) ploche materiálu. Skúsenosti ukázali, že prostredníctvom procesu obrokovanía povrchu (shot-peening/shot-blasting) je možné obohatenie chrómu v príslušné upravenej vrstve asi o 50 . Uskutočnením spôsobom podľa vynálezu je teda možné, aby napríklad akostné ocele, ktoré majú priemerný obsah chrómu 9 hmotnostných vo vonkajšej vrstve suroviny,ktorá je spravidla k dispozícii na vnútornom povrchu potrubia, mali potom po ošetrení priemerný obsah chrómu asi 12 hmotnostných, a tým boli uspôsobené tak, že budú dostatočne stabilné voči oxidácii tiež za podmienok novej generácie elektrární s výstupom pary0009 Je prekvapivé, že sa oproti očakávaniu odbomíkov ukázalo, že toto zlepšenie oxídačného chovania alebo dosiahnutie dostatočnej odolnosti proti oxidácii na parnej strane nie je sprevádzané súčasným zhoršením chovania vysokoteplotnej korózie už ošetreného konštrukčného prvku pamého generátora alebo už ošetrenej zostavy pamého generátora alebo daného komponentu elektráme na strane dymových plynov. Proti aplikácii obrokovanía povrchu prípadne shot-peeningshot-blasting pri oceľových surovinách s nižším obsahom chrómu, to znamená oceliach s obsahom chrómu S 18 hmotnostných, stála totiž všeobecnáobava odbomíkov, že by použitie tohto spôsobu mohlo viesť k nepriaznivému rozloženiuchrómu v ošetrenej surovine. Chróm hromadiaci sa na strane pary, respektíve v ošetrovanej vrstve vo forme oxidov chrómu, diñmduje do tejto vrstvy zo základnej matríce, to znamená zo základného telesa suroviny. Keďže z vonka nie je surovine žiadny chróm dodávaný, vedie táto difúzia k tomu, že tento chróm respektíve tieto chrómové častice nie sú teraz na inom mieste suroviny. Bolo treba sa obávať, že by to mohlo viesť k tomu, že na strane opačnej k ošetrovanej strane daného konštrukčného prvku, pri potrubí teda na jeho vonkajšej strane, by mohlo dôjsť v potrubí ku zníženiu obsahu chrómu. Pretože pri komponentoch elektrární sú vonkajšie strany týchto potrubí vystavené korozívnym a agresívnym podmienkam tokov dymových plynov prúdiacich okolo nich, musí vykazovať vyhovujúce chovanie pri korózii, to znamená mať dostatočnú odolnosť voči korózii. K tomu musia mať povrchy, ktoré sú vystavené dymovýrn plynom, tiež určitý obsah chrómu. Ak sa zníži obsah chrómu na týchto plochách, znižuje sa tým odolnosť konštrukčného prvku proti korózii. Bola preto obava, že pri ošetrení vnútomej plochy potrubí obrokovaním povrchu (shot-peening/shot-blasting) by síce mohla byť dosiahnutá zvýšená alebo dostatočná odolnosť voči oxidácii, avšak zato na protíľahlej vonkajšej ploche bydošlo k zníženiu alebo zhoršeniu odolnosti proti korózii.0010 Ďalej bolo treba sa obávať, že na základe nerovnomerného rozdelenia obsahu chrómu by mohlo byť chovanie suroviny pri zváraní mieme odlišné na jeho vonkajšej ploche a na jeho vnútomej ploche, respektíve na jeho obrokovaním neošetrenom povrchu a na strane jehovnútomého povrchu ošetrenej obrokovaním, takže vzhľadom na nerovnomemć rozloženieobsahu chrómu by sa malo počítať s ťažkosťami pri zváraní týchto komponentov.0011 Dokument JP 2005298878 A preto ukazuje spôsob povrchovej úpravy obrokovaním, v ktorom sa upúšťa od difúzneho účinku povrchu suroviny a chróm sa dodáva z vonkajška.0012 Zatiaľ čo sa tieto problémy kvality oceli s obsahom chrómu 2 18 hmotnostných zdajú menej dôležité, pretože na základe relatívne vysokého podielu chrómu je tu množstvo chrómu natoľko dostatočné, aby tiež aj v problémových prípadoch bola na strane pary zaistená nevyhnutná odolnosť proti oxidácii a na strane dymových plynov odolnosť proti korózii,existovali v profesionálnom svete obavy, že pri nízkolegovaných oceliach toto nie je možné zaručiť, to jest oceliach s výrazne nižším obsahom chrómu. Najmä to so sebou nesie ešteaspekt, že ako ďalší komponent musí byť taktiež zaistená dostatočná medza pevnosti pri tečení

MPK / Značky

MPK: B24C 1/10, C21D 7/06, F22B 37/04, C21D 9/08, C21D 6/00

Značky: obrokovaným, elektrární, súčastí, povrchom, parného, komponenty, generátora

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/11-e16583-sucasti-parneho-generatora-alebo-komponenty-elektrarni-s-obrokovanym-povrchom.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Súčasti parného generátora alebo komponenty elektrární s obrokovaným povrchom</a>

Podobne patenty