- •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
2.3. Построение процесса расширения турбины. Уточнение расхода пара
После выбора типа регулирующей ступени и ее теплоперепада на диаграмме H–S определяется давление за ступенью . Для уточнения расхода пара на турбину необходимо найти относительный внутренний КПД турбины ηоi, который определяется с учетом КПД регулирующей ступени и отсеков последующих нерегулируемых ступеней части высокого, среднего и низкого давления.
КПД регулирующей ступени подсчитывается по формулам:
для одновенечной ступени
для двухвенечной ступени
где , – параметры перед соплами регулирующей ступени в точке , соответственно бар и м3/кг.
Полезно использованный теплоперепад регулирующей ступени, кДж/кг:
=
Отложив отрезок от точки , на изобаре фиксируют точку А1– начало процесса расширения в нерегулируемых ступенях. В точке А1 определяется удельный объем пара .
Если проектируется одноцилиндровая конденсационная турбина, отрезок обозначающий располагаемый теплоперепад нерегулиру-емых ступеней , делится примерно поровну на три условных отсека: часть высокого, среднего и низкого давления (ЧВД, ЧСД, и ЧНД) (рис. 2). Для каждого отсека определяется располагаемый теплоперепад , , , определяются давления и за ЧВД и ЧСД соответственно. Давление за последней ступенью ЧНД определено выше.
Средний удельный объем отсека ступеней ЧВД, м3/кг:
.
Рис. 3. Предварительный процесс расширения регулирующей ступени
Здесь , – удельный объем за регулирующей ступенью и теоретический объем за ЧВД, соответственно (рис. 2, 3, 4).
Если проектируется турбина с противодавлением или отдельный цилиндр высокого давления многоцилиндровой турбины (ЦВД), вся проточная часть рассчитывается, как один отсек, ЧВД.
КПД ЧВД:
.
Если меньше 600 кДж/кг, в правых скобках учитывается отрицательное значение.
Полезно использованный теплоперепад ЧВД, кДж/кг:
.
Теплоперепад HiЧВД откладывается вниз от точки А1 и на изобаре фиксируется точка А2, в которой определяется действительный удельный объем за ЧВД (рис. 2, 4).
Точка А2 – начало процесса расширения в ЧСД. От нее откладыва-ется изоэнтропа до давления и определяется теоретический удельный объем за ЧСД .
Средний удельный объем для отсека ступеней ЧCД, м3/кг:
.
КПД ЧСД:
.
Здесь kвл – коэффициент, учитывающий снижение КПД от влажнос-ти (если процесс расширения ЧСД опускается в область влажного пара),
,
где y1, y2 – степень влажности в начале и конце процесса расширения ЧСД; – часть располагаемого теплоперепада ЧСД, расположенная в области влажного пара (ниже пограничной кривой Х = 1) (рис. 6).
Полезно использованный теплоперепад ЧСД, кДж/кг:
.
Теплоперепад откладывается вниз от точки А2 и на изобаре фиксируется точка А3 – начало процесса расширения в ЧНД. От нее откладывается изоэнтропа до давления (рис. 2, 6).
КПД ЧНД:
.
Здесь kвл определяется аналогично ЧСД; – относительная потеря с выходной скоростью ЧНД:
где для турбин малой и средней мощности принимается 16–20 кДж/кг; для турбин большой мощности – 25–45 кДж/кг.
Если проектируется турбина с противодавлением или отдельный ЦВД, их проточная часть принимается за один отсек, т. е. ЧВД. В этом случае в соответствующей формуле для КПД ЧВД необходимо учесть потерю с выходной скоростью .
Полезно использованный теплоперепад ЧНД, кДж/кг:
.
Теплоперепад откладывается вниз от точки А3 и на изобаре фиксируется точка с удельным объемом Vк (рис 2, 7).
Полезно использованный теплоперепад всей турбины, кДж/кг:
.
В конечном итоге уточняется расход пара на турбину, кг/с:
где ηм , ηг – КПД механический и генератора (табл. 1).
Затем строится реальный процесс расширения турбины с учетом найденных КПД отсеков, рис. 2. Фрагменты процесса расширения для всех отсеков приведены на рис. 3, 4, 6, 7.