- •Турбины тепловых и атомных электростанций
- •Введение
- •1. Задачи, содержание и объем курсового проекта
- •1.1. Расчетно-пояснительная записка
- •1.2. Графическая часть
- •2. Предварительные расчеты
- •2.1. Определение экономической мощности и предварительная оценка расхода пара
- •2.2. Выбор типа регулирующей ступени и её теплоперепада
- •2.3. Построение процесса расширения турбины. Уточнение расхода пара
- •2.4. Определение предельной мощности турбины и числа выхлопов
- •2.5. Определение числа нерегулируемых ступеней турбины и их теплоперепадов
- •2.5.1. Предварительный расчет чвд
- •2.5.2. Предварительный расчет чсд
- •2.5.3. Предварительный расчет чнд
- •3. Детальный расчет проточной части
- •4. Расчет закрутки последней ступени
- •5. Расчеты на прочность
- •5.1. Определение осевого усилия на ротор
- •5.2. Расчет лопатки последней ступени
- •5.3. Расчет диафрагмы первой нерегулируемой ступени
- •5.4. Расчет диска последней ступени
- •5.5. Расчет подшипников
- •6. Индивидуальное задание
- •6.1. Организация нерегулируемого теплофикационного отбора
- •6.2. Перевод конденсационной турбины на ухудшенный вакуум
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Порядок расчета одновенечной ступени
- •Порядок расчета двухвенечной ступени
- •Порядок расчета закрутки
- •Расчет закрутки
- •Порядок расчета осевого усилия на ротор в промежуточной ступени
- •Порядок расчета на прочность рабочей лопатки
- •Приложение VI порядок расчета диафрагмы
- •Порядок расчета диска произвольного профиля
- •Первый расчет
- •Второй расчет
- •Суммирование двух расчетов
- •Порядок расчетов при организации нерегулируемого теплофикационного отбора пара
- •Порядок расчетов при переводе конденсационной турбины на ухудшенный вакуум
- •1. Первый вариант перевода на ухудшенный вакуум
- •Теплофикационный режим (зима).
- •2. Второй вариант перевода на ухудшенный вакуум
- •Теплофикационный режим (зима) при удалении последних ступеней.
- •Конденсационный режим с расчетным вакуумом (лето) после удаления последних ступеней.
- •Геометрические характеристики профилей мэи
- •Химический состав, механические и физические характеристики материалов, применяемых для изготовления деталей турбин и компрессоров
- •Оглавление
4. Расчет закрутки последней ступени
В любой ступени параметры потока изменяются не только вдоль оси, но и по высоте лопаток. В ступенях с относительно короткими лопатками, у которых отношение среднего диаметра к высоте dср/l2 ≥ 10, эти изме-нения сравнительно невелики и при расчете таких ступеней изменением параметров по высоте пренебрегают. Так рассчитывают, например, ступе-ни ЧВД и часть ступеней ЧСД турбин малой и средней мощности. В ступе-нях с длинными лопатками, у которых отношение dср/l2 ≤ 10, параметры потока по высоте лопаток изменяются уже весьма значительно. Кроме того, существенно возрастает окружная скорость по высоте. Суммарное влияние этих факторов приводит к изменению степени реактивности, треугольников скоростей, перераспределению расхода и пр. и побуждает закручивать лопатки, изменяя их профиль по высоте в соответствии с изменением углов потока. Это касается ступеней ЧНД и части ступеней ЧСД (а иногда и всей турбины). Закрученная лопатка показана на рис. V.1. Порядок расчета закрутки приведен в Приложении III.
5. Расчеты на прочность
5.1. Определение осевого усилия на ротор
Расчет осевого усилия выполняется упрощенно в пределах первой нерегулируемой ступени; полученное значение умножается на число ступеней. Определяются две главные составляющие осевого усилия: на рабочих лопатках и на поверхности диска с учетом влияния разгрузочных отверстий и протечек через диафрагменные и корневые уплотнения. Методика расчета приведена в Приложении IV. Особое внимание следует обратить на правильное определение перепада давлений на поверхности диска . Если суммарное осевое усилие на упорный подшипник турбины превышает максимально допустимое для подшипника 30 т (300000 н), необходимо снизить его с помощью разгрузочного поршня, который устраивается в зоне переднего концевого уплотнения, рис. IV.2.
Разгрузочный поршень обычно выполняется в виде втулки, наса-женной на вал турбины в зоне переднего концевого уплотнения. На пор-шень действует разгрузочное усилие Rразгр, направленное противоположно суммарному осевому усилию . Оно возникает за счет большой раз-ности давлений по обе стороны поршня, так как давление перед поршнем равно давлению после сопел регулирующей ступени , бар, а давление за поршнем практически равно давлению в конденсаторе Рк, бар.
5.2. Расчет лопатки последней ступени
Рабочие лопатки испытывают напряжение изгиба от воздействия потока пара и напряжение растяжения от центробежной силы собственной массы и массы бандажа. В длинных лопатках последних ступеней ЧНД напряжения особенно велики и порой достигают предельных значений. Если в упрощенной постановке задачи принять линейный закон изменения площади профиля лопатки от корневого сечения к периферийному, то наиболее опасным сечением окажется корневое. Тогда можно ограничиться определением напряжений только в этом сечении. Методика упрощенного расчета приведена в Приложении V. Здесь следует обратить внимание на правильное определение геометрических характеристик прикорневого профиля рабочей лопатки – площади профиля fк и мини-мального момента сопротивления профиля изгибу Wmin.