Ejemplo real de aplicación práctica 9/2013

Transcripción

1 Ejemplo real de aplicación práctica 9/2013

2 Aplicación práctica de fatone PERFIL DE INNOMERICS Y DESCRIPCIÓN DE fatone 2

3 Perfil de Innomerics Equipo con formación y experiencia contrastadas Formación y vínculos con instituciones académicas y centros de investigación Massachusetts Institute of Technology (MIT) ICAI Universidad Carlos III Experiencia y vínculos relevantes en el sector General Electric Iberdrola Inesco y otras ingenierías especializadas Capacidades Desarrollo de algoritmos avanzados Ingeniería Desarrollo e implementación de software Modelos avanzados de optimización operativa y económica 3

4 Descripción de fatone fatone es un sistema de monitorización del consumo de vida útil en componentes críticos de centrales térmicas La monitorización se basa en variables de operación obtenidas de forma continua a partir de la instrumentación de la central fatone incorpora la monitorización de diferentes mecanismos de degradación Fatiga de bajo número de ciclos debida a transitorios operacionales Fatiga de alto número de ciclos debida a oscilaciones térmicas por mezcla de fluidos de diferente temperatura y vibraciones Fluencia fatone ha sido implantado con éxito en la C.N. descrita en este ejemplo, con el fin de monitorizar el consumo de vida útil de componentes críticos (ej. vasija del reactor) Actualmente fatone utiliza la metodología de cálculo descrita en ASME Boiler and Pressure Vessel Code, Sección III. Otros códigos pueden ser incorporados, ya que los principios fundamentales de cálculo son análogos en todos ellos, p. ej. Sección VIII del Código ASME Código alemán TRD 301 British Standard Published Document PD 5500 Norma europea EN Código francés RCC-MR 4

5 Proceso de cálculo de fatiga Instrumento 1 t Las variables de planta en los puntos de interés se calculan utilizando ecuaciones de conservación Caudal Modelo estructural de elementos finitos utilizado para calcular la respuesta del componente a una variación unitaria de sus condiciones de contorno Las propiedades del material son utilizadas para calcular el consumo de fatiga basado en ciclos Rango de tensión Instrumento 2 Temperatura t ciclos t Instrumento N Presión t Tensión t t t Paso 1: Procesado de datos de planta Paso 2: Cálculo de condiciones de contorno Paso 3: Cálculo del histórico de tensión en el punto de interés Paso 4: Cálculo de fatiga basado en ciclos 5

6 Aplicación práctica de fatone EJEMPLO PRÁCTICO: fatone EN CENTRAL NUCLEAR 6

7 Ejemplo de aplicación real (Central Nuclear): pasos del proceso Paso 1: Selección de componentes críticos Paso 2: Modelado del sistema Paso 3: Selección de instrumentos para el cálculo de condiciones de contorno de los componentes seleccionados Paso 4: Monitorización continua de parámetros operativos Paso 5: Cálculo de tensiones y deformaciones en los componentes críticos a partir de sus condiciones de contorno Paso 6: Cálculo de vida útil remanente en función del histórico de tensiones Paso 7: Visualización y análisis de resultados 7

8 Paso 1: selección de componentes críticos La selección de componentes se realiza en función de diferentes variables Condiciones operativas esperadas (presión, temperatura, caudal, ) Mecanismos de degradación aplicables (fatiga de bajo ciclo, fatiga de alto ciclo, fluencia, ) Características del componente (espesores, presencia de soldaduras, geometrías con factores de concentración de tensiones, materiales, ) 8

9 Pasos 2 y 3: modelado del sistema y selección de instrumentos 9

10 Paso 4: monitorización de parámetros operativos Típicamente las centrales ya disponen de un software tipo Plant Historian en el que se almacenan los datos históricos de los diferentes instrumentos En la C.N. de este ejemplo: Sistema PI de OSIsoft El software existente puede exportar los datos requeridos por fatone en un formato de texto plano fatone también puede leer datos directamente de la base de datos del Plant Historian 10

11 Paso 5: cálculo de tensiones y deformaciones El cálculo de tensiones y deformaciones a partir del histórico de condiciones de contorno se realiza mediante modelos de elementos finitos específicos del componente El cálculo de tensiones se realiza mediante el uso de funciones de Green (metodología de Duhamel), lo que permite la obtención de resultados en tiempo real 11

12 Paso 6: vida útil remanente El cálculo de la vida útil remanente se realiza calculando los ciclos de tensión alternativa ocurridos durante la operación y comparándolos con los valores admisibles definidos por el Código aplicable Comparación de los ciclos de tensión ocurridos durante la operación con las curvas de fatiga del material 12

13 Paso 7: visualización y análisis de resultados Gráficos Árbol de componentes Paneles configurables en tamaño y ubicación Árbol de resultados Representación 3D de componentes, destacando puntos clave en el consumo de fatiga Tablas: cálculo de fatiga y otros elementos relevantes 13

14 Para más información: Titularidad y confidencialidad Derechos de propiedad y copyright reservados por Innomerics S.L., sociedad con domicilio en calle Cardencha 33, Madrid, España, CIF B Este documento contiene información propiedad de Innomerics S.L., disponible únicamente a título informativo, con el fin de describir las características y funcionalidades de fatone. No está permitido cualquier otro uso de este documento o de la información que contiene sin autorización expresa de Innomerics S.L., incluyendo su reproducción o redistribución a terceros. El receptor y usuario de este documento reconoce que la reproducción o redistribución del mismo por cualquier medio representaría un uso no autorizado del mismo, que afectaría a los derechos e intereses de Innomerics S.L. El envío y/o recepción de este documento no suponen la adjudicación de ninguna licencia o permiso para publicar o distribuir la información que contiene sin la autorización previa de Innomerics S.L. Page 14