Добавил:
ajieiiika26@gmail.com Делаю контрольные работы, курсовые, дипломные работы. Писать на e-mail. Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
146
Добавлен:
18.01.2018
Размер:
260.11 Кб
Скачать

ИВАНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Тепловые электрические станции»

Рабочая программа и контрольные задания для самостоятельной работы студентов заочного факультета по дисциплине

Турбины ТЭС и АЭС (часть 1)

(для группы 75к)

1. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

1.ПРЕДМЕТ И СОДЕРЖАНТЕ ДИСЦИПЛИНЫ. История развития турбомашин. Классификация турбин. Тип турбин, выпускаемых турбостроительнымы заводами России.

2. ПРИНЦЫП ДЕЙСТВИЯ ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ. Принцип действия турбинных ступеней активного и реактивного типов. Степень реактивности ступени. Изменение параметров пара и скоростей в ступенях активного и реактивного типов. Ступень скорости. Треугольники скоростей. Оптимальное отношение скоростей (U/Cф).

3.ТУРБИННЫЕ РЕШЕТКИ. Геометрические характеристики сопловых и рабочих решеток. Степень парциальности. Газодинамические характеристики решеток: коэффициент потерь энергии, коэффициент скорости, коэффициент расхода, угол выхода потока. Режимные характеристики турбинных решеток. Потери энергии в турбинных решетках. Профильные потери. Потери трения, кромочные и волновые. Концевые потери. Вторичные течения. Расчет коэффициентов потерь, угла выхода потока. Выбор типа турбинной решетки. Переменный режим работы турбинной решетки. Расширение пара в косом срезе турбинной решетки. Угол отклонения потока. Предельная степень расширения .Формула Бэра. Годограф скоростей.

4.ТУРБИННАЯ СТУПЕНЬ. Преобразование энергии в турбинной ступени. Процесс расширения пара в диаграмме h-s. Скорости истечения. Силы, действующие на рабочие лопатки. Относительный лопаточный КПД ступени. Тепловой процесс в турбинной ступени. Дополнительные потери энергии: трения диска и бандажа,

парциального подвода пара. Потери

от влажности

пара. Внутренний

относительный КПД ступени. Процесс в диаграмме h-s c учетом потерь.

5.МНОГОСТУПЕНЧАТЫЕ ТУРБИНЫ.

Необходимость

многоступенчатой

конструкции. Ее преимущества и недостатки. Коэффициент возврата теплоты. Потери энергии в паровпускном и выходном патрубках турбины. Предельная мощность однопоточной турбины. Понятие предельной мощности однопоточной конденсационной турбины. Способы увеличения предельной мощности.

6.ОСЕВЫЕ УСИЛИЯ В ПТ. Составляющие осевого усилия: от рабочих лопаток, кольцевого полотна диска, уступа ротора, ступенчатого диафрагменного уплотнения. Способы уменьшения осевого усилия. Конструкция упорного подшипника.

7.КОНЦЕВЫЕ И ДИАФРАГМЕННЫЕ УПЛОТНЕНИЯ ПАРОВЫХ ТУРБИН. Назначение и принцип работы. Ступенчатые и прямоточные лабиринтовые

уплотнения. Процесс течения пара в уплотнении в диаграмме h-s. Линия Фанно. Определение расхода через уплотнение.

8.РЕГУЛИРУЮЩИЕ КЛАПАНЫ. Назначение, конструкции и принцип действия стопорных, отсечных и регулирующих клапанов. Процесс в диаграмме h-s.

9.ПЕРЕМЕННЫЙ РЕЖИМ РАБОТЫ ПАРОВЫХ ТУРБИН. Классификация режимов работы. Работа ПТ при переменном пропуске пара. Формула Флюгеля-Стодолы. Изменение теплового перепада. Диаграммы режимов работы ПТ. Системы парораспределения ПТ. Дроссельное и сопловое парораспределение, их преимущества и недостатки. Обводное парораспределение. Регулирование мощности ПТ способом скользящего давления.

10.КОНДЕНСАЦИОННЫЕ УСТАНОВКИ. Назначение, принцип работы. Устройство поверхностного конденсатора. Рабочий процесс в конденсаторе. Эжекторы. Конструкция трубного пучка. Тепловой расчет конденсатора. Методика теплового расчета. Требования к элементам конструкции конденсатора. Воздушная и гидравлическая плотность конденсатора.

11.ГАЗОТУРБИННЫЕ УСТАНОВКИ. Назначение, преимущества и недостатки. Схема и цикл простейшей ГТУ. Термический КПД цикла. Способы повышения экономичности ГТУ. ГТУ с регенерацией теплоты уходящих газов. ГТУ со ступенчатым сжатием воздуха. ГТУ со ступенчатым сжиганием топлива. Сложные

имноговальные ГТУ. Замкнутые схемы ГТУ. Конструкции ГТУ. Осевой компрессор. Камеры сгорания. Газовые турбины. Охлаждение лопаток ГТУ. Воздухоочистительное устройство. Пусковое устройство. Системы регулирования

изащиты ГТУ.

2.СПИСОК КОНТРОЛЬНЫХ ВОПРОСОВ

1.Основные этапы развития паротурбостроения

2.Классификация паровых турбин.

3.Конструкция и принцип действия паровой турбины.

4.Принцип действия и конструкция турбинной ступени активного типа.

5.Принцип действия и конструкция турбинных ступеней реактивного типа.

6.Степень реактивности ступени.

7.Конструкция и принцип действия двухвенечной ступени.

8.Геометрические характеристики турбинных решеток.

9.Газодинамические характеристики турбинных решеток.

10.Выбор турбинной решетки. Классификация профилей.

11.Профильные потери энергии решеток.

12.Концевые потери энергии решеток.

13.Расширение пара в косом срезе решетки. Формула Бэра.

14.Построение годографа скоростей λ за соплом.

15.Процесс течения пара в турбинной ступени.

16.Конструкции ступеней активного и реактивного типов.

17.Усилия, действующие на рабочие лопатки турбин.

18.Относительный лопаточный КПД ступени.

19.Потери трения диска и лопаточного бандажа.

20.Потери парциального подвода пара.

21.Потери от утечек пара.

22.Внутренний относительный КПД турбинной ступени.

23.Потери от влажности пара.

24.Особенности работы турбинной ступени на влажном паре.

25.Необходимость многоступенчатой конструкции ПТ, ее преимущества и недостатки.

26.Предельная мощность однопоточной турбины.

27.Способы увеличения предельной мощности однопоточной турбины.

28.Устройство и принцип работы двухярусной ступени.

29.Коэффициент возврата теплоты в ПТ.

29.Потери энергии в паровпуске и в выходном патрубке турбины.

30.Особенности ступеней большой веерности. Треугольники скоростей.

31.Способы профилирования лопаток большой длины.

32.Осевые усилия в паровой турбине. Составляющие осевого усилия. Расчет осевых усилий.

33.Способы компенсации осевых усилий.

34.Уплотнения паровых турбин.

35.Подшипники паровых турбин. Опорные подшипники.

36.Конструкция, назначение, принцип работы упорного подшипника.

37.Режимы работы паровых турбин.

38.Работа турбины при переменном пропуске пара. Формула ФлюгеляСтодолы.

39.Изменение теплового перепада ступени. Треугольники скоростей.

40.Системы парораспределения. Сопловое. Дроссельное. Обводное.

41.Диаграммы режимов работы паровых турбин.

42.Назначение, принцип работы и конструкция конденсационной установки.

43.Тепловой расчет конденсатора.

44.Конструкция ГТУ открытого цикла с горением при постоянном давлении. Процесс в тепловых диаграммах.

45.Схема и цикл ГТУ с регенерацией теплоты уходящих газов.

46.Внутренние потери ГТУ. Определение внутреннего КПД ГТУ. Внешние потери ГТУ.

47.Способы повышения экономичности ГТУ.

48.Схема и цикл ГТУ со ступенчатым сжатием воздуха и промежуточным его охлаждением.

49.Схема и цикл ГТУ со ступенчатым сжиганием топлива в камерах сгорания.

50.Преимущества и недостатки ГТУ в сравнении с ПТУ.

3.УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

1.Паровые и газовые турбины для электростанций: учебник для вузов. – 3-е изд., переработ. и доп. / А.Г. Костюк, В.В. Фролов, А.Е. Булкин, А.Д. Трухний; под ред. А.Г. Костюка. – М.: Издательский дом МЭИ, 2008. – 556 c.

2.Паpовые туpбины. А.В.Щегляев.М.: Энергоатомиздат ,1993 г., в 2-х книгах.

3.Тpухний А.Д. Стационаpные паpовые туpбины. М.: Энеpгоатомиздат,

1990. - 640 с.

4.Цанев С.В., Буров В.Д., Ремезов А.Н. Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций. Уч. пос. для вузов. МЭИ. 2002 г.

5.Трухний А.Д. Теплофикационные паровые турбины и турбоустановки. Уч. пос. для вузов. МЭИ. 2002 г.

6.Панков С.А. Выбор конструкции и тепловой расчет паровой турбины. Учебное пособие. 2007.

4.

ЗАДАЧИ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)

Для промежуточной ступени дано: р0=3,5Мпа,

t0 =450 С, С0 =80 м/с , р1 =2,5Мпа,

 

Р 2 =2Мпа, С2 =80м/с,

W1 =95м/с,

 

φ

=0,95,

ψ

=0,92,

χ вс = 0,5.

 

 

 

Определить:

С1 , W2 ,

; построить процесс в диаграмме h-s.

 

 

 

2)

Параметры пара перед первой н.р.с. турбины К-300-23,5 составляют: р0 =

 

0 = 17МПа

 

t0 = 520 0С , за ступенью: р2 =14,5 МПа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определить : (по абсолютным и относительным скоростям, и потерям теплоты),

 

погрешность

и построить треугольники скоростей (в масштабе), если известно:

 

U/Cф = 0,48 ,

= 0,08 , 1эф =130

,

2

1 - 50 ,

= 0,97 , = 0,935 , χ вс = 0,8 .

 

3)

На входе в первую ступень турбины : р0 = 130 кгс/см2 ; t 0= 540 0C ; С0 = 20 м/c.

 

Определить: С1 , W1 , W2 , ρ , , (U/C)опт ,

если известно: р1 = 8 МПа,

р2 = 7,5

 

МПа,

φ = 0,97 , ψ

= 0,94 ,

α 1эф = 150,

χ вс = 0,6 ,

β2эф

= 210.

Построить треугольники

 

скоростей (в масштабе).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4) На входе в последнюю ступень турбины параметры пара:

р0 = 3МПа, t0 = 3400 С ,

 

С0 = 80 м/с,

на выходе р2

= 1,4 МПа.

Определить:

 

по тепловым и скоростным

параметрам,

погрешность

,

если известно:

α 1эф = 150,

2 1 - 50 ,

 

= 0,08

,

φ = 0,96 , ψ = 0,94.

 

Построить треугольники скоростей (в масштабе).

 

 

 

5)

Перед последней ступень ЦВД параметры пара: р0 = 3,4 МПа, t0 = 3400 С ,

 

С0 = 70 м/с,

на выходе р2

= 1,5 МПа.

Определить:

 

по тепловым и скоростным

параметрам,

погрешность

,

если известно:

α 1эф = 160,

2 1 - 70 ,

 

= 0,13

,

φ = 0,97 , ψ = 0,93.

 

Построить треугольники скоростей (в масштабе).

 

 

 

6)

На входе во вторую ступень турбины К-500-23,5 параметры пара: р0 =

 

0 = 16,8 МПа ;

 

t0 = 510 0С , за ступенью: р2 =14,0 МПа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определить :

(по абсолютным и относительным скоростям, и потерям теплоты),

 

погрешность

и построить треугольники скоростей (в масштабе), если известно:

 

U/Cф = 0,52 ,

= 0,12 , 1эф =110

,

2

1 - 70 ,

= 0,97 , = 0,95 , χ вс = 0,75 .

 

7)

На входе в первую ступень турбины Т-100-130: р0 = 12,8 МПа ; t 0= 550 0C ;

 

С0 = 20 м/c. Определить: С1 , W1 , W2 ,

ρ ,

, (U/C)опт , если известно: р1 = 8,2

 

МПа,

р2 = 7,5 МПа,

φ = 0,97 , ψ

= 0,93 , α 1эф

= 140,

 

χ вс = 0,65 , β2эф = 230.

 

Построить треугольники скоростей (в масштабе).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8)

На входе в ступень турбины параметры пара:

 

р0 = 3,2МПа, t0 = 3300 С ,

 

 

 

С0 = 55 м/с,

на выходе р2

= 1,3 МПа.

Определить:

 

по тепловым и скоростным

параметрам,

погрешность

,

если известно:

α 1эф = 130,

2 1 - 60 ,

 

= 0,09

,

φ = 0,965 , ψ = 0,94, χ вс = 0,8. Построить треугольники скоростей (в масштабе).

 

9)

Перед промежуточной ступенью параметры пара:

р0 = 3,45 МПа, t0 = 3500 С ,

 

С0 = 62 м/с,

на выходе р2

= 1,6 МПа.

Определить:

 

по тепловым и скоростным

параметрам,

погрешность

,

если известно:

α 1эф = 150,

2 1 - 80 ,

 

= 0,14

,

φ = 0,97 , ψ = 0,935, χ вс = 0,7. Построить треугольники скоростей (в масштабе).

 

10)

На входе в ступень турбины параметры пара: р0 =

 

 

0 = 16,0 МПа ; t0 = 500 0С ,

 

 

 

 

за ступенью: р2 =13,0 МПа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определить :

(по абсолютным и относительным скоростям, и потерям теплоты),

 

погрешность

и построить треугольники скоростей (в масштабе), если известно:

 

U/Cф = 0,5 ,

= 0,15 , 1эф =120 ,

 

2 1 - 50 ,

=

0,97 ,

= 0,94 , χ вс = 0,75 .

 

Построение процесса расширения пара в ступени в диаграммеhS обязательно для каждой задачи.

ЗАДАНИЕ

на контрольную работу №2 по дисциплине

«Турбины ТЭС и АЭС»

ОРИЕНТИРОВОЧНЫЙ РАСЧЕТ ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ

Студенту_____________________________ группы __________

Исходные данные:

1.Номинальный расход пара на турбину, G0________________кг/с

2.Номинальная электрическая мощность, N ________________МВт

3.

Частота вращения ротора,

n ________________с-1

4.

Давление пара на входе в турбину,

Р0 _______________МПа

5.

Температура пара на входе в турбину,

t0 _______________ оС

6.

Давление пара на выходе из турбины,

РК _______________ МПа

7.

Располагаемый тепловой перепад

Н0рс_______________кДж/кг

 

регулирующей ступени,

Расчетная часть работы:

1.Построить ориентировочный процесс расширения пара в проточной части турбины в h,S- диаграмме, предварительно оценив экономичность (КПД) регулирующей ступени, группы нерегулируемых ступеней и турбины в целом.

2.Выполнить ориентировочный расчет регулирующей ступени.

3.Определить параметры первой нерегулируемой ступени.

4.Определить параметры последней ступени турбины.

5.Определить число нерегулируемых ступеней, их диаметры и распределить располагаемый теплоперепад между ними.

6.Выполнить эскиз проточной части рассчитанной турбины.

Литеpатуpа

1.Паровые и газовые турбины для электростанций. Учебник для вузов, под редакцией А.Г. Костюка. М.: Издат. дом МЭИ. 2008 г.

2.Панков С.А. Выбор конструкции и тепловой расчет паровой турбины. Учебное пособие 2007 г.

3.Рабенко В.С., Буданов В.А. Предварительный расчет проточной части паровой турбины. Учебное пособие. 2009 г.

Варианты заданий к ориентировочному расчету паровой турбины

G0, кг/с

N, МВт

n, с-1

Р0 , МПа

t0 , оС

РК , МПа

Н0рс, кДж/кг

пп

 

 

 

 

 

 

 

1

250

-

50

23,5

540

3,8

70

2

740

-

50

23,5

550

4,0

80

3

170

-

50

12,75

540

2,4

70

4

130

-

50

12,75

550

3,2

180

5

-

100

50

12,75

560

1,5

90

6

-

50

50

8,8

500

1,5

90

7

90

-

50

8,8

510

1,3

100

8

-

6

50

3,43

435

0,6

100

9

16

 

50

3,43

440

0,3

150

0

450

-

50

23,5

545

4,2

65

Соседние файлы в папке Турбины ТЭС и АЭС