Dimenzioniranje plinskih i parnih turbina spram potresa

U radu je prikazan pregled prisilnih vibracija uslijed različitih uzbuda važnih za izračune utjecaja potresa na kostrukcije. Opisani su, analizirani i komentirani slijedeći standardni postupci i metode proračuna (codes): statička, kvazistatička, prema Uniform Building Code (UBC), Earthquake resistance of stresses – EUROCODE 8, postupak ocjene čvrstoće plinskih turbina i parnih turbina spram potresa u ALSTOM-u, ISO 3010, dinamička i kvazidinamička. Predstavljena je jedna novija kvazidinamička metoda,koja se primjenjuje u ALSTOM-u Karlovac [5] i prihvatljiva je za većinu konstruktera. Ta metoda primjenjuje dijagrame odziva konstrukcije na potrese i pretvara ih u ekvivalentne uzbude za stacionarno stanje. U cilju predlaganja standardne veličine seizmičkog ubrzanja tla, koja će obuhvatiti propise većine zemalja, analizirani su propisi i standardi nekih zemalja, kao i navedeni standardi (UBC, ISO3010 itd). Na osnovi provedenih analiza je za provjeru čvrstoće turbinskih konstrukcija, predložena standardna vrijednost horizontalnog ubrzanja zemljinog tla i vertikalnog ubrzanja . U većini slučajeva, oba ubrzanja djeluju istovremeno. Predložen je postupak provjere čvrstoće turbinskih konstrukcija. Koja će se od metoda proračuna u okviru predloženog postupaka primjeniti, ovisi o položaju frekvencija oblika vibriranja konstrukcije u odnosu na područje od 0 Hz do 33 Hz i osposobljenosti konstruktera. Na primjerima proračuna odziva nosača i kučišta usisa zraka plinske turbine, dinamičkom i novijom kvazidinamičkom metodom su uspoređene proračunske vrijednosti naprezanja. Zaključeno je da se novija kvazidinamička metoda može uspješno primjenjivati za ocjenu čvrstoće turbinske konstrukcije, spram potresa

Analysis of Crack Initialization on Gas Turbine Components

Plinska turbina namijenjena je za brzi start i postiže nominalno opterećenje u vrlo kratkom vremenu. Uslijed takvog rada turbine, turbinske lopatice, rotor, dijelovi komore izgaranja, visokotlačni pregrijač itd., podvrgnuti su visokim toplinskim i mehaničkim opterećenjima koja mogu oštetiti komponente stvarajući na njima inicijalne pukotine. Pojava i ocjene propagacije pukotine neizostavni su dio analiza planiranog vijeka trajanja turbine. U radu je dan prikaz jedne od metoda analize bazirane na Neuberovoj zakonitosti, koja za aproksimaciju krivulje naprezanja koristi Ramberg-Osgoodov model za elastično i plastično područje ponašanja materijala. Metoda je testirana na modelima primjenom MKE linearnom i nelinearnom analizom izotropnih materijala sa i bez prednjeg/prosječnog efekta naprezanja.Gas turbine is able to start quickly and reach the nominal load in a very short time. Therefore, turbine blades, rotor, combustor, high pressure super heater,undergo high thermal and mechanical loads that can provoke initial cracks and damage components. Analysis of crack initialization and their propagation is a mandatory portion of gas turbine life assessment. The paper presents one of various methods of strength analysis based on Neuber rule that is using Ramberg-Osgood model for elastic-plastic area of material properties. Method was tested on models by FEM linear and non-linear analysis of isotropic materials

Design of gas and steam turbine to earthquake

U radu je prikazan pregled prisilnih vibracija uslijed različitih uzbuda važnih za izračune utjecaja potresa na kostrukcije. Opisani su, analizirani i komentirani slijedeći standardni postupci i metode proračuna (codes): statička, kvazistatička, prema Uniform Building Code (UBC), Earthquake resistance of stresses – EUROCODE 8, postupak ocjene čvrstoće plinskih turbina i parnih turbina spram potresa u ALSTOM-u, ISO 3010, dinamička i kvazidinamička. Predstavljena je jedna novija kvazidinamička metoda,koja se primjenjuje u ALSTOM-u Karlovac [5] i prihvatljiva je za većinu konstruktera. Ta metoda primjenjuje dijagrame odziva konstrukcije na potrese i pretvara ih u ekvivalentne uzbude za stacionarno stanje. U cilju predlaganja standardne veličine seizmičkog ubrzanja tla, koja će obuhvatiti propise većine zemalja, analizirani su propisi i standardi nekih zemalja, kao i navedeni standardi (UBC, ISO3010 itd). Na osnovi provedenih analiza je za provjeru čvrstoće turbinskih konstrukcija, predložena standardna vrijednost horizontalnog ubrzanja zemljinog tla i vertikalnog ubrzanja . U većini slučajeva, oba ubrzanja djeluju istovremeno. Predložen je postupak provjere čvrstoće turbinskih konstrukcija. Koja će se od metoda proračuna u okviru predloženog postupaka primjeniti, ovisi o položaju frekvencija oblika vibriranja konstrukcije u odnosu na područje od 0 Hz do 33 Hz i osposobljenosti konstruktera. Na primjerima proračuna odziva nosača i kučišta usisa zraka plinske turbine, dinamičkom i novijom kvazidinamičkom metodom su uspoređene proračunske vrijednosti naprezanja. Zaključeno je da se novija kvazidinamička metoda može uspješno primjenjivati za ocjenu čvrstoće turbinske konstrukcije, spram potresa.The thesis surveys forced vibrations originating from dissimilar excitations important for the calculation of earthquake impact on mechanical structures. The following standard procedures and methods (codes of practices) have been depicted, analysed and commented on: static and quasystatic method according to Uniform Building Code (UBC); earthquake resistance of stresses (EUROCODE 8); "Alstom" procedure for assessment of gas and steam turbines` strengths to earthquakes; ISO3010, dynamic and quasydynamic methods. A new quasydynamic method , applied in ""ALSTOM-Karlovac"" [5] , has been introduced and it has proved to be eligible for the majority of mechanical designers. This method uses the records of structure response to earthquakes and transforms them into equivalent excitations for steady-state response. Regulations and standards in many countries, as well as mentioned international standards (UBC, ISO3010, etc.) were analysed with the aim of suggesting standard magnitude of seismic soil acceleration that will comprise regulations in most countries. Upon conducted strength analyses of various turbine designs, the standard seismic acceleration of horizontally and vertically has been proposed. In most cases both acceleration components act on simultaneously. The new procedure for strength verification of turbine mechanical structure has been proposed. The choice of codes of practices depends not only upon the position of frequencies of structure vibrations` modes as regards the frequency range from 0 to 33 Hz, but also on the skills of the designer. The standard dynamic method is compared with the new quasydynamic method on examples of stress calculation of support and air intake manifold of a gas turbine. It has been concluded that the new quasy-dynamic method can successfully be applied for the assessment of turbine design strength to earthquake impact

Design of gas and steam turbine to earthquake

U radu je prikazan pregled prisilnih vibracija uslijed različitih uzbuda važnih za izračune utjecaja potresa na kostrukcije. Opisani su, analizirani i komentirani slijedeći standardni postupci i metode proračuna (codes): statička, kvazistatička, prema Uniform Building Code (UBC), Earthquake resistance of stresses – EUROCODE 8, postupak ocjene čvrstoće plinskih turbina i parnih turbina spram potresa u ALSTOM-u, ISO 3010, dinamička i kvazidinamička. Predstavljena je jedna novija kvazidinamička metoda,koja se primjenjuje u ALSTOM-u Karlovac [5] i prihvatljiva je za većinu konstruktera. Ta metoda primjenjuje dijagrame odziva konstrukcije na potrese i pretvara ih u ekvivalentne uzbude za stacionarno stanje. U cilju predlaganja standardne veličine seizmičkog ubrzanja tla, koja će obuhvatiti propise većine zemalja, analizirani su propisi i standardi nekih zemalja, kao i navedeni standardi (UBC, ISO3010 itd). Na osnovi provedenih analiza je za provjeru čvrstoće turbinskih konstrukcija, predložena standardna vrijednost horizontalnog ubrzanja zemljinog tla i vertikalnog ubrzanja . U većini slučajeva, oba ubrzanja djeluju istovremeno. Predložen je postupak provjere čvrstoće turbinskih konstrukcija. Koja će se od metoda proračuna u okviru predloženog postupaka primjeniti, ovisi o položaju frekvencija oblika vibriranja konstrukcije u odnosu na područje od 0 Hz do 33 Hz i osposobljenosti konstruktera. Na primjerima proračuna odziva nosača i kučišta usisa zraka plinske turbine, dinamičkom i novijom kvazidinamičkom metodom su uspoređene proračunske vrijednosti naprezanja. Zaključeno je da se novija kvazidinamička metoda može uspješno primjenjivati za ocjenu čvrstoće turbinske konstrukcije, spram potresa.The thesis surveys forced vibrations originating from dissimilar excitations important for the calculation of earthquake impact on mechanical structures. The following standard procedures and methods (codes of practices) have been depicted, analysed and commented on: static and quasystatic method according to Uniform Building Code (UBC); earthquake resistance of stresses (EUROCODE 8); "Alstom" procedure for assessment of gas and steam turbines` strengths to earthquakes; ISO3010, dynamic and quasydynamic methods. A new quasydynamic method , applied in ""ALSTOM-Karlovac"" [5] , has been introduced and it has proved to be eligible for the majority of mechanical designers. This method uses the records of structure response to earthquakes and transforms them into equivalent excitations for steady-state response. Regulations and standards in many countries, as well as mentioned international standards (UBC, ISO3010, etc.) were analysed with the aim of suggesting standard magnitude of seismic soil acceleration that will comprise regulations in most countries. Upon conducted strength analyses of various turbine designs, the standard seismic acceleration of horizontally and vertically has been proposed. In most cases both acceleration components act on simultaneously. The new procedure for strength verification of turbine mechanical structure has been proposed. The choice of codes of practices depends not only upon the position of frequencies of structure vibrations` modes as regards the frequency range from 0 to 33 Hz, but also on the skills of the designer. The standard dynamic method is compared with the new quasydynamic method on examples of stress calculation of support and air intake manifold of a gas turbine. It has been concluded that the new quasy-dynamic method can successfully be applied for the assessment of turbine design strength to earthquake impact

Design of gas and steam turbine to earthquake

U radu je prikazan pregled prisilnih vibracija uslijed različitih uzbuda važnih za izračune utjecaja potresa na kostrukcije. Opisani su, analizirani i komentirani slijedeći standardni postupci i metode proračuna (codes): statička, kvazistatička, prema Uniform Building Code (UBC), Earthquake resistance of stresses – EUROCODE 8, postupak ocjene čvrstoće plinskih turbina i parnih turbina spram potresa u ALSTOM-u, ISO 3010, dinamička i kvazidinamička. Predstavljena je jedna novija kvazidinamička metoda,koja se primjenjuje u ALSTOM-u Karlovac [5] i prihvatljiva je za većinu konstruktera. Ta metoda primjenjuje dijagrame odziva konstrukcije na potrese i pretvara ih u ekvivalentne uzbude za stacionarno stanje. U cilju predlaganja standardne veličine seizmičkog ubrzanja tla, koja će obuhvatiti propise većine zemalja, analizirani su propisi i standardi nekih zemalja, kao i navedeni standardi (UBC, ISO3010 itd). Na osnovi provedenih analiza je za provjeru čvrstoće turbinskih konstrukcija, predložena standardna vrijednost horizontalnog ubrzanja zemljinog tla i vertikalnog ubrzanja . U većini slučajeva, oba ubrzanja djeluju istovremeno. Predložen je postupak provjere čvrstoće turbinskih konstrukcija. Koja će se od metoda proračuna u okviru predloženog postupaka primjeniti, ovisi o položaju frekvencija oblika vibriranja konstrukcije u odnosu na područje od 0 Hz do 33 Hz i osposobljenosti konstruktera. Na primjerima proračuna odziva nosača i kučišta usisa zraka plinske turbine, dinamičkom i novijom kvazidinamičkom metodom su uspoređene proračunske vrijednosti naprezanja. Zaključeno je da se novija kvazidinamička metoda može uspješno primjenjivati za ocjenu čvrstoće turbinske konstrukcije, spram potresa.The thesis surveys forced vibrations originating from dissimilar excitations important for the calculation of earthquake impact on mechanical structures. The following standard procedures and methods (codes of practices) have been depicted, analysed and commented on: static and quasystatic method according to Uniform Building Code (UBC); earthquake resistance of stresses (EUROCODE 8); "Alstom" procedure for assessment of gas and steam turbines` strengths to earthquakes; ISO3010, dynamic and quasydynamic methods. A new quasydynamic method , applied in ""ALSTOM-Karlovac"" [5] , has been introduced and it has proved to be eligible for the majority of mechanical designers. This method uses the records of structure response to earthquakes and transforms them into equivalent excitations for steady-state response. Regulations and standards in many countries, as well as mentioned international standards (UBC, ISO3010, etc.) were analysed with the aim of suggesting standard magnitude of seismic soil acceleration that will comprise regulations in most countries. Upon conducted strength analyses of various turbine designs, the standard seismic acceleration of horizontally and vertically has been proposed. In most cases both acceleration components act on simultaneously. The new procedure for strength verification of turbine mechanical structure has been proposed. The choice of codes of practices depends not only upon the position of frequencies of structure vibrations` modes as regards the frequency range from 0 to 33 Hz, but also on the skills of the designer. The standard dynamic method is compared with the new quasydynamic method on examples of stress calculation of support and air intake manifold of a gas turbine. It has been concluded that the new quasy-dynamic method can successfully be applied for the assessment of turbine design strength to earthquake impact