АНАЛІЗ ТЕРМОДИНАМІЧНИХ ТА КОНДЕНСАЦІЙНИХ ПРОЦЕСІВ В НИЗКОПОТЕНЦІЙНІЙ ЧАСТИНІ ПАРОВИХ ТУРБІН ТА ЗАСОБИ ПІДВИЩЕННЯ ЇХ ЕФЕКТИВНОСТІ
Вступ. Питання підвищення ефективності роботи нізькопотенційної частини потужних вологопаровихтурбоустановок, від якої суттєво залежить якість роботи турбоустановки загалом, є актуальним. Незважаючи на використання новітніх методів їх моделювання та проєктування, дотепер залишається низка невирішени...
Збережено в:
| Дата: | 2026 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Англійська |
| Опубліковано: |
PH “Akademperiodyka”
2026
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://scinn-eng.org.ua/ojs/index.php/ni/article/view/1143 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Science and Innovation |
Репозитарії
Science and Innovation| _version_ | 1860869253465374720 |
|---|---|
| author | TARELIN, A. ANNOPOLSKA, I. KHINIEVYCH, O. |
| author_facet | TARELIN, A. ANNOPOLSKA, I. KHINIEVYCH, O. |
| author_sort | TARELIN, A. |
| baseUrl_str | https://scinn-eng.org.ua/ojs/index.php/ni/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-03-27T08:59:02Z |
| description | Вступ. Питання підвищення ефективності роботи нізькопотенційної частини потужних вологопаровихтурбоустановок, від якої суттєво залежить якість роботи турбоустановки загалом, є актуальним. Незважаючи на використання новітніх методів їх моделювання та проєктування, дотепер залишається низка невирішених питань.Проблематика. Обґрунтоване визначення нетрадиційних засобів зниження додаткових втрат енергії, які виникають тільки у низькопотенційній частині турбіни: на останніх ступенях циліндрів низького тиску (ЦНТ) і пов’язані з фазовим переходом та появою вологи (зарядоутворення і переохолодженням пари), а також у вихлопному патрубку й конденсаторі, акцентуючи увагу на вплив електризації потоку вологої пари.Мета. Розробка методики підвищення ефективності та надійності роботи низькопотенційної частини потужних паротурбінних установок на основі цілеспрямованого керування теплоелектрофізичними процесами.Матеріали й методи. Електризована та іонізована волога пара. Проведено аналіз літературних джерел,експериментальні дослідження на термодинамічному стенді ІЕМС НАН України, результати натурнихекспериментів, проведених на ТЕС і ТЕЦ України та США. Застосовано аналітичні методи, які базуються на класичних законах термодинаміки складних систем, електрофізики й теорії турбомашин.Результати. На основі розрахункових та експериментальних досліджень показано позитивні наслідки цільового керування електрофізичними впливами від останніх ступенів ЦНТ до конденсатору. Запропоновано використання іонізації потоку вологої пари для зменшення втрат від переохолодження й постійного електричного поля на вході в конденсатор для збільшення теплового навантаження і зниження нерівномірності поля швидкостей, а також нейтралізацію потоку за останнім ступенем для зниження тиску і збільшення теплоперепаду.Висновки. Вдосконалення теплоелектрофізичних процесів у низькопотенційній частині паротурбінноїустановки дозволить підвищити її ефективність роботи на 1,5—2%. |
| doi_str_mv | 10.15407/scine22.02.032 |
| first_indexed | 2026-03-28T02:00:13Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs2.scinn-eng.org.ua:article-1143 |
| institution | Science and Innovation |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | English |
| last_indexed | 2026-03-28T02:00:13Z |
| publishDate | 2026 |
| publisher | PH “Akademperiodyka” |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs2.scinn-eng.org.ua:article-11432026-03-27T08:59:02Z АНАЛІЗ ТЕРМОДИНАМІЧНИХ ТА КОНДЕНСАЦІЙНИХ ПРОЦЕСІВ В НИЗКОПОТЕНЦІЙНІЙ ЧАСТИНІ ПАРОВИХ ТУРБІН ТА ЗАСОБИ ПІДВИЩЕННЯ ЇХ ЕФЕКТИВНОСТІ Analysis of Thermodynamic and Condensation Processes in the Low-Potential Section of Steam Turbines and Approaches to Improving Their Efficiency TARELIN, A. ANNOPOLSKA, I. KHINIEVYCH, O. last stages of the steam turbine unit, exhaust pipe, condenser, thermoelectrophysics, electrized and ionized wet steam, dielectric permittivity. газоспоживальні теплові установки циліндр низького тиску, привтулковий відрив, вихідний патрубок, маловитратний режим, рух робочого середовища конденсатор теплоелектрофізика електризована та іонізована волога пара діелектрична проникність Вступ. Питання підвищення ефективності роботи нізькопотенційної частини потужних вологопаровихтурбоустановок, від якої суттєво залежить якість роботи турбоустановки загалом, є актуальним. Незважаючи на використання новітніх методів їх моделювання та проєктування, дотепер залишається низка невирішених питань.Проблематика. Обґрунтоване визначення нетрадиційних засобів зниження додаткових втрат енергії, які виникають тільки у низькопотенційній частині турбіни: на останніх ступенях циліндрів низького тиску (ЦНТ) і пов’язані з фазовим переходом та появою вологи (зарядоутворення і переохолодженням пари), а також у вихлопному патрубку й конденсаторі, акцентуючи увагу на вплив електризації потоку вологої пари.Мета. Розробка методики підвищення ефективності та надійності роботи низькопотенційної частини потужних паротурбінних установок на основі цілеспрямованого керування теплоелектрофізичними процесами.Матеріали й методи. Електризована та іонізована волога пара. Проведено аналіз літературних джерел,експериментальні дослідження на термодинамічному стенді ІЕМС НАН України, результати натурнихекспериментів, проведених на ТЕС і ТЕЦ України та США. Застосовано аналітичні методи, які базуються на класичних законах термодинаміки складних систем, електрофізики й теорії турбомашин.Результати. На основі розрахункових та експериментальних досліджень показано позитивні наслідки цільового керування електрофізичними впливами від останніх ступенів ЦНТ до конденсатору. Запропоновано використання іонізації потоку вологої пари для зменшення втрат від переохолодження й постійного електричного поля на вході в конденсатор для збільшення теплового навантаження і зниження нерівномірності поля швидкостей, а також нейтралізацію потоку за останнім ступенем для зниження тиску і збільшення теплоперепаду.Висновки. Вдосконалення теплоелектрофізичних процесів у низькопотенційній частині паротурбінноїустановки дозволить підвищити її ефективність роботи на 1,5—2%. Introduction. Improving the efficiency of the low-potential section of high-capacity wet steam turbine units, which substantially influences the overall turbine performance, remains a critical engineering challenge. Despite the application of advanced modeling and design methods, there still have been understudied issues.Problem Statement. This study addresses the justified identification of non-conventional methods for reducing additional energy losses that arise specifically in the low-potential section of steam turbines, namely in the final stages of low-pressure cylinders (LPCs), where phase transitions and moisture formation occur. Particular attention has been given to the influence of wet-steam flow electrization on thermodynamic and condensation processes.Purpose. The purpose of this study is the development of a methodology for improving the efficiency and operational reliability of the low-potential section of high-power steam turbine units through targeted control of thermoelectrophysical processes.Materials and Methods. The study has examined electrized and ionized wet steam using a combination of literature analysis and experimental investigations. Experimental studies have been conducted on a thermodynamic test bench at the Institute of Power Machines and Systems of the National Academy of Sciences of Ukraine. Full-scale experiments have been carried out at thermal power plants (TPPs) and combined heat and power plants (CHPPs) in Ukraine and the United States. The analytical framework is based on the classical laws of thermodynamics of complex systems, electrophysics, and turbomachinery theory.Results. Based on computational and experimental investigations, the study has demonstrated positive effects of targeted control of electrophysical influences acting from the final LPC stages through the exhaust system to the condenser. The steam ionization and the application of a constant electric field at the condenser inlet have been proposed respectively, for reducing losses associated with supercooling and for increasing the heat load, improving the uniformity of the velocity field, as well as for neutralizing downstream of the final stage to decreases exhaust pressure and to enhances heat transfer.Conclusions. The research has shown that improving thermoelectrophysical processes in the low-potential section of steam turbine units can increase their operational efficiency by approximately 1.5—2% PH “Akademperiodyka” 2026-03-27 Article Article Рецензована стаття Peer-reviewed article application/pdf https://scinn-eng.org.ua/ojs/index.php/ni/article/view/1143 10.15407/scine22.02.032 Science and Innovation; Том 22 № 2 (2026): Science and Innovation; 32-46 Science and Innovation; Vol. 22 No. 2 (2026): Science and Innovation; 32-46 2413-4996 2409-9066 10.15407/scine22.02 en https://scinn-eng.org.ua/ojs/index.php/ni/article/view/1143/314 Copyright (c) 2026 Copyright Notice Authors published in the journal “Science and Innovation” agree to the following conditions: Authors retain copyright and grant the journal the right of first publication. Authors may enter into separate, additional contractual agreements for non-exclusive distribution of the version of their work (article) published in the journal “Science and Innovation” (for example, place it in an institutional repository or publish in their book), while confirming its initial publication in the journal “Science and innovation.” Authors are allowed to place their work on the Internet (for example, in institutional repositories or on their website). https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/ |
| spellingShingle | газоспоживальні теплові установки циліндр низького тиску привтулковий відрив вихідний патрубок маловитратний режим рух робочого середовища конденсатор теплоелектрофізика електризована та іонізована волога пара діелектрична проникність TARELIN, A. ANNOPOLSKA, I. KHINIEVYCH, O. АНАЛІЗ ТЕРМОДИНАМІЧНИХ ТА КОНДЕНСАЦІЙНИХ ПРОЦЕСІВ В НИЗКОПОТЕНЦІЙНІЙ ЧАСТИНІ ПАРОВИХ ТУРБІН ТА ЗАСОБИ ПІДВИЩЕННЯ ЇХ ЕФЕКТИВНОСТІ |
| title | АНАЛІЗ ТЕРМОДИНАМІЧНИХ ТА КОНДЕНСАЦІЙНИХ ПРОЦЕСІВ В НИЗКОПОТЕНЦІЙНІЙ ЧАСТИНІ ПАРОВИХ ТУРБІН ТА ЗАСОБИ ПІДВИЩЕННЯ ЇХ ЕФЕКТИВНОСТІ |
| title_alt | Analysis of Thermodynamic and Condensation Processes in the Low-Potential Section of Steam Turbines and Approaches to Improving Their Efficiency |
| title_full | АНАЛІЗ ТЕРМОДИНАМІЧНИХ ТА КОНДЕНСАЦІЙНИХ ПРОЦЕСІВ В НИЗКОПОТЕНЦІЙНІЙ ЧАСТИНІ ПАРОВИХ ТУРБІН ТА ЗАСОБИ ПІДВИЩЕННЯ ЇХ ЕФЕКТИВНОСТІ |
| title_fullStr | АНАЛІЗ ТЕРМОДИНАМІЧНИХ ТА КОНДЕНСАЦІЙНИХ ПРОЦЕСІВ В НИЗКОПОТЕНЦІЙНІЙ ЧАСТИНІ ПАРОВИХ ТУРБІН ТА ЗАСОБИ ПІДВИЩЕННЯ ЇХ ЕФЕКТИВНОСТІ |
| title_full_unstemmed | АНАЛІЗ ТЕРМОДИНАМІЧНИХ ТА КОНДЕНСАЦІЙНИХ ПРОЦЕСІВ В НИЗКОПОТЕНЦІЙНІЙ ЧАСТИНІ ПАРОВИХ ТУРБІН ТА ЗАСОБИ ПІДВИЩЕННЯ ЇХ ЕФЕКТИВНОСТІ |
| title_short | АНАЛІЗ ТЕРМОДИНАМІЧНИХ ТА КОНДЕНСАЦІЙНИХ ПРОЦЕСІВ В НИЗКОПОТЕНЦІЙНІЙ ЧАСТИНІ ПАРОВИХ ТУРБІН ТА ЗАСОБИ ПІДВИЩЕННЯ ЇХ ЕФЕКТИВНОСТІ |
| title_sort | аналіз термодинамічних та конденсаційних процесів в низкопотенційній частині парових турбін та засоби підвищення їх ефективності |
| topic | газоспоживальні теплові установки циліндр низького тиску привтулковий відрив вихідний патрубок маловитратний режим рух робочого середовища конденсатор теплоелектрофізика електризована та іонізована волога пара діелектрична проникність |
| topic_facet | last stages of the steam turbine unit exhaust pipe condenser thermoelectrophysics electrized and ionized wet steam dielectric permittivity. газоспоживальні теплові установки циліндр низького тиску привтулковий відрив вихідний патрубок маловитратний режим рух робочого середовища конденсатор теплоелектрофізика електризована та іонізована волога пара діелектрична проникність |
| url | https://scinn-eng.org.ua/ojs/index.php/ni/article/view/1143 |
| work_keys_str_mv | AT tarelina analíztermodinamíčnihtakondensacíjnihprocesívvnizkopotencíjníjčastiníparovihturbíntazasobipídviŝennâíhefektivností AT annopolskai analíztermodinamíčnihtakondensacíjnihprocesívvnizkopotencíjníjčastiníparovihturbíntazasobipídviŝennâíhefektivností AT khinievycho analíztermodinamíčnihtakondensacíjnihprocesívvnizkopotencíjníjčastiníparovihturbíntazasobipídviŝennâíhefektivností AT tarelina analysisofthermodynamicandcondensationprocessesinthelowpotentialsectionofsteamturbinesandapproachestoimprovingtheirefficiency AT annopolskai analysisofthermodynamicandcondensationprocessesinthelowpotentialsectionofsteamturbinesandapproachestoimprovingtheirefficiency AT khinievycho analysisofthermodynamicandcondensationprocessesinthelowpotentialsectionofsteamturbinesandapproachestoimprovingtheirefficiency |