Modelowanie numeryczne układu rura w rurze wykorzystywanego do chłodzenia rurociągu pary o parametrach ultranadkrytycznych

Odpowiedzią przemysłu energetycznego na wzrost ograniczeń emisji zanieczyszczeń do atmosfery jest dążenie do poprawy sprawności obiegu Rankine’a oraz zastosowanie innowacyjnych rozwiązań technologicznych przy produkcji energii elektrycznej. Coraz częściej projektuje się zaawansowane jednostki o parametrach ultra-nadkrytycznych, w których parametry pary przekraczają 30 MPa i 650°C. Wymusza to stosowanie niezwykle drogich stali stopowych, aczkolwiek są też rozwiązania, które pozwalają na redukcję kosztów budowy elementów kotła przy zastosowaniu tańszych materiałów. Jednym z takich rozwiązań jest układ rura w rurze, w którym rurociąg pary świeżej chłodzony jest parą o niższych parametrach. Chłodzenie ścianki rury wewnętrznej umożliwia zastosowanie powłokowej bariery cieplnej (TBCs – Thermal Barrier Coatings). Niniejsza praca przedstawia matematyczny model cieplny powyższego rozwiązania, dzięki któremu możliwe jest określenie parametrów jego pracy w stanie ustalonym oraz nieustalonym.