PTU_KR3 — копия

Рис.2.1. Схема процесса расширения пара в турбине для определения удельных объемов υ1s

21

2.2. Определение числа ступеней турбины

Предварительно рассчитывается коэффициент возврата тепла α , принимая в качестве первого приближения число ступеней Z в турбине рав-

ным 10-12.

z −1

(

T0I

T0I

α

=

)

+12.

η

lg

lg

z

1−η

1

T2sz

T2sz

oi

oi

где ηoi - внутренний относительный КПД турбины, полученный в части

1 данной курсовой работы;

T0I - температура пара на входе в первую ступень, выраженная в Кельвинах;

T2sz - температура пара на выходе из турбины при изоэнтропическом

расширении, выраженная в Кельвинах.

Число ступеней Z определяется по формуле:

	z	≈	(1 + α)Hs
			(hsI + hsz) 2
где Hs	- изоэнтропический теплоперепад на турбину;

hsI и hsz - изоэнтропические теплоперепады, найденные для первой

и последней ступеней.

Далее на миллиметровой бумаге в масштабе строят схему проточной части подобную той, которая показана на рис.2.2.

Рис.2.2. Схема проточной части турбины

22

Здесь на горизонтальной оси согласно приведенной табл.2.1 откладывают условные расстояния между ступенями, а на вертикальной - высоты лопаток.

На концах отрезка прямой, равном осевому расстоянию между первой и последней ступенями, откладывают отрезки, равные соответственно длинам первой и последней ступени. Для ЦВД линия средних диаметров может быть принята примерно прямой, а для ЦСД - плавной кривой с более интенсивным возрастанием средних диаметров на двух-трех последних ступенях.

			Таблица 2.1
	Условные расстояния между ступенями
		Условные расстояния между ступенями
Ступени		ЦВД	ЦСД
1	- 2	(0.17-0.19)Dср1	(0.14-0.15)Dср1
2	- 3	(0.17-0.19)Dср1	(0.14-0.15)Dср1
3	- 4	(0.17-0.19)Dср1	(0.14-0.15)Dср1
Промежуточные		(0.15-0.16)Dср1	(0.13-0.14)Dср1
ступени
Z - (Z-1)		(0.15-0.16)Dср1	0.24Dср1
(Z-1)	- (Z-2)	(0.15-0.16)Dср1	0.20Dср1
(Z-2)	- (Z-3)	(0.15-0.16)Dср1	0.17Dср1

2.3. Распределение теплоперепада по ступеням

Перепады энтальпий для промежуточных ступеней определяют по формулам расчета высоты сопловой лопатки первой и последней ступени. Необходимые при этом высоты лопаток снимают из схемы проточной части. Результаты расчета сводят в таблицу, форма которой представлена на рис.2.3.

23

Расчет распределения теплоперепада по ступеням

№

Опреде-

Обозна-

Расчетная

п/п

ляе-мая

чение

формула

Ступень

величина

1

2

3

...

Z

Рис.2.3. Форма представления результатов расчета

распределения теплоперепада по ступеням

Сумма полученных

теплоперепадов может

не совпасть в точности с

z

величиной

(1+α)НS.

Если расхождение между

(1+α)НS

и ∑hs

со-

1

ставляет

, так что

z

∑hs ± = (1 + α)Hs ,

1

/Z .

то перепады промежуточных ступеней уточняются величиной

Такая предварительная разбивка теплоперепада, основанная на оценке характера проточной части, позволяет уверенно производить последующий детальный расчет ступеней, не опасаясь, что этот расчет может привести к конструктивно невыполнимому числу ступеней или к нецелесообразным их размерам.

2.4. Корректировка давлений отборов пара

Корректировка давлений отборов пара на регенеративный подогрев

питательной воды заключается в приведении найденных Ротб к ближайшим давлениям пара между ступенями.

Промежуточные отборы нецелесообразно производить ранее, чем за первой ступенью и далее, чем за предпоследней.

В результате выполнения данного пункта работы должно быть определено, между какими ступенями берутся отборы пара на регенерацию и при каких давлениях.

24

Часть 3 РАСЧЕТ ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ ТУРБИНЫ

ПО СРЕДНЕМУ ДИАМЕТРУ

Расчет проточной части турбины по среднему диаметру проводится

“вручную” для первых трех-пяти первых ступеней с использованием i-s диаграммы по алгоритму, представленному в табл.3.1. Результаты расчета сводят в таблицу, форма которой показана на рис.3.1.

Расчет всех ступеней проточной части выполняется по одной из имеющихся на кафедре компьютерных программ. Результаты “ручного” и компьютерного расчетов должны с удовлетворительной точностью совпадать между собой. Компьютерная распечатка является обязательным приложением к расчетно-пояснительной записке.

Таблица 3.1 Последовательность расчета проточной части паровой турбины

по среднему диаметру

№	Определяемая	Расчетная формула
п/п	величина
1.	Расход пара через	Из 2-й части курсовой работы
	ступень, G, кг/с
2.	Средний диаметр для со-
	пловых лопаток,	Из 2-й части курсовой работы
	Dср1 , м
3.	Длина сопловых	Из 2-й части курсовой работы
	лопаток, l1 , м
4.	Степень реактивности на	Из 2-й части курсовой работы
	среднем диаметре, ρср
5.	Изоэнтропический теп-
	лоперепад на	Из 2-й части курсовой работы
	ступень, hs, кДж/кг
6.	Теплоперепад, соответст-	Для 1-й ступени h	≈ 0. Для последующих
	вующий скорости входа	с0	hс0)i-1 , где i - номер
		ступеней ( hс0) i ≈ (
	пара в ступень,
	hс0, кДж/кг	ступени

25

		Продолжение табл.3.1.
№	Определяемая	Расчетная формула
п/п	величина
7.	Изоэнтропический теп-
	лоперепад,
	срабатываемый на сопло-	hs1 = (1-ρср)hs
	вых лопатках, hs1,
	кДж/кг (см.рис.3.2)
8.	Абсолютная скорость	C1 = 44.72ϕc hs1 +		hCo , где ϕс - ко-
	выхода потока пара
	из сопловых лопаток,	эффициент скорости для сопловых лопаток, кото-
	С1, м/с	рый принимается равным 0.96-0.98
9.	Потери в сопловых ло-	h1 = (1−ϕ2c)(hs1 + hc0)
	патках, h1, кДж/кг
10.	Действительный тепло-	h1 = hs1 −		h1
	перепад, срабатываемый
	на сопловых лопатках,
	h1, кДж/кг
11.	Давление P , бар,
	1
	удельный объем υ1,	Из i-s диаграммы
	м3/кг, и температура пара
	T , 0С за
	1
	сопловыми лопатками
12.	Угол выхода потока пара	α1 = ArcSin		G υ1
	из сопловых
			πDср1l1C1
	лопаток в абсолютном
	движении, α1, град
13.	Окружная скорость	U1 = πnDср1
	на среднем диаметре для
	сопловых лопаток,
	U1, м/с

14.Относительная скорость

	выхода потока из сопло-	W1	=	C12 +U12 − 2C1U1Cosα1
	вых лопаток, W1, м/с

26

Продолжение табл.3.1.

№	Определяемая	Расчетная формула
п/п	величина
15.	Длина рабочих	l2 = l1+ l , где	l- перекрыша, которая при-
	лопаток, l2 , м
		нимается в зависимости от длины сопловых лопа-
		ток по следующей справочной таблице:
		l1 , мм		l, мм
		30 - 150		1.5 - 2.0
		150 - 300		2.5 - 3.0
		300 - 400		3.5
		400 - 650		4.0 - 5.0

16.Изоэнтропический теп-

	лоперепад, срабатывае-	hs2 = ρср hs
	мый на рабочих лопатках,
	hs2, кДж/кг
17.	Теплоперепад, соответ-				2
	ствующий скорости W1,	hw1	= W1
	hw1, кДж/кг			44.72
18.	Относительная скорость	W 2 = 44.72ψw	hs2 + hw1 ,		где ψw - коэффи-
	выхода потока пара из
	рабочих лопаток, W2,	циент скорости для рабочих лопаток, который
		принимается равным 0.94-0.96
	м/с
19. Потери в рабочих лопат-		h2 = (1−ψ2w)(hs2 + hw1)
	ках, h2, кДж/кг
20. Теплоперепад, срабаты-		h2 = hs2 −			h2
	ваемый на рабочих ло-
	патках, h2, кДж/кг
21.	Давление P , бар,
	2
	удельный объем υ2,	Из i-s диаграммы
	м3/кг, и температура T ,
	2
	0С пара за рабочими ло-
	патками

27

			Продолжение табл.3.1.
	22. Угол выхода потока из	β2	= ArcSin	Gυ2
	рабочих лопаток
				πDср2 l2W 2
	в относительном
	движении, β2, град

23.Окружная скорость на среднем диаметре для

рабочих лопаток,	U2 = πnDср2
U2, м/с

24.Скорость выхода потока

	пара из рабочих лопаток в	C2 =	W22 +U22 − 2W2U2Cosβ2
	абсолютном движении,
	C2, м/с
25. Теплоперепад, соответст-								2
	вующий скорости C2,		hc2		= C2
	hc2, кДж/кг						44.72
26.	Относительный лопаточ-	ηол	=1	−		h1 +		h2 + hc2
	ный КПД, ηол
						hs + hc0
27.	Мощность,	Lu = G(hs +						hc0)ηол
	развиваемая паром на
	лопатках ступени,
	Lu, кВт

Результаты расчета проточной части турбины по среднему диаметру

№	Определяе-	Размер-
п/п	мая величина	ность	Расчетная формула		Ступень
				1	2	. . . .	Z

Рис. 3.1. Форма представления результатов расчета проточной части турбины по среднему диаметру

28

Выполнение части 3 курсовой работы заканчивается построением на миллиметровой бумаге треугольников скоростей для всех ступеней.

Рис. 3.2. Схема процесса расширения пара в ступени

29

ЛИТЕРАТУРА

1.Абрамов В.И., Филиппов Г.А., Фролов В.В., Тепловой расчет турбин. - М.: Машиностроение, 1974. - 184 с.

2.Рыжкин В.Я. Тепловые электрические станции. - М.: Энергоатомиз-

дат, 1987. - 328 с.

3.Елизаров Д.П. Теплоэнергетические установки электростанций. - М.: Энергия, 1967.

4.Щегляев А.В. Паровые турбины. - М.: Энергия, 1976. - 368 с.

30