- •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
2.5.2. Предварительный расчет чсд
Во избежание неоправданных потерь при движении пара проточная часть турбины должна расширяться плавно, без уступов (конечно, при отсутствии камер для отборов пара на регенерацию и др.). В этом случае первая ступень ЧСД одноцилиндровой конденсационной турбины должна по возможности плавно сопрягаться с предыдущей, т. е. последней сту-пенью ЧВД. В данном проекте отборы пара на регенерацию не учиты-ваются. Поскольку высота рабочих лопаток последней ступени ЧВД уже определена, высоту рабочих лопаток первой ступени ЧСД можно оценить с учетом ее увеличения:
= + (9–10 мм).
Тогда высота сопловых лопаток
= – ∆,
где перекрыша ∆ = 4–5 мм (табл. I.1).
ЧСД целесообразно проектировать с постоянным корневым диамет-ром dk = const. Если задаться корневым диаметром ЧСД, например, равным корневому диаметру ЧВД или следуя прототипу, то средний диаметр первой ступени ЧСД:
Степень реактивности первой ступени ЧСД следует принять чуть выше, чем в последней ступени ЧВД. Степень парциальности в ЧСД по возможности следует иметь е = 1, во всяком случае, не меньше, чем в последней ступени ЧВД.
Рис. 6. Процесс расширения ЧСД
Средний диаметр последней ступени ЧСД, а также число ступеней и их теплоперепады определяются по той же методике, что и в ЧВД. Параметры пара определяются в соответствии с рис. 6.
2.5.3. Предварительный расчет чнд
Высоту рабочих лопаток первой ступени ЧНД можно оценить так же, как и в ЧСД:
= + (15–20 мм).
Тогда высота сопловых лопаток
= – ∆,
где перекрыша ∆ = 8 – 10 мм (табл. I.1).
Приняв корневой диаметр первой ступени ЧНД таким же, как в ЧСД или задавшись им по прототипу, определяют средний диаметр первой ступени ЧНД, м:
Степень реактивности первой ступени ЧНД принимается несколько выше, чем в последней ступени ЧСД.
Средний диаметр последней ступени, м:
где G – расход пара, кг/с; – удельный объем за последней ступенью ЧНД, рис. 2; – веерность ступени; – скорость пара за последней ступенью, м/с; – угол выхода из ступени.
Веерность характеризует пропускную способность ступени. Для ЧНД турбин малой мощности (менее 50 МВт) = 3,5–4, большой мощности = 2,5–3. При выборе значения следует опираться на прототип. Скорость определяется потерей с выходной скоростью ∆Hвс. В турбинах малой мощности ∆Hвс = 16–20 кДж/кг, большой мощности – 25–45 кДж/кг. Тогда скорость м/с. Угол стремятся обеспечить близким к 90о.
Высота рабочих лопаток последней ступени, м:
Средний диаметр ступени и высоту лопаток следует сравнивать с прототипом. Если они значительно отличаются от прототипа, следует перезадаться и . Размеры последней ступени можно также выбрать из ряда типовых ступеней ЧНД Ленинградского Металлического завода (ЛМЗ) по величине объемного расхода GV2 из условия минимума потерь с выходной скоростью и максимума КПД, рис. X.1.
Корневой диаметр последней ступени, м:
Степень реактивности:
где = 0,03–0,05.
После определения размеров последней ступени целесообразно произвести оценку ожидаемых углов и в следующем порядке:
Здесь принимается μ1 = 0,97, φ = 0,97 – удельный объем за сопловой решеткой последней ступени, рис. 7.
,
где перекрыша ∆ принимается по табл. I.1.
,
,
где μ2 = 0,94, – удельный объем за последней ступенью ЧНД, рис. 7.
Удельные объемы следует определять очень точно, лучше по электронным таблицам.
Рис. 7. Процесс расширения ЧНД
В последних ступенях ЧНД конденсационных турбин максимальные значения углов на среднем диаметре не превышают = 20–25º, = 30–35º. Нередко первоначально найденные размеры и не обеспечивают приемлемых углов, вследствие чего не удается подобрать эффективные профили решеток из атласа МЭИ (Приложение XI). Это затрудняет определение геометрических характеристик профилей (fк, Wmin), необходимых для расчета лопаток на прочность. Тогда следует увеличить значение или выбрать его, например, из ряда типовых ступеней ЧНД ЛМЗ, рис. X.1.
В конечном итоге определяется число ступеней и их теплоперепады (см. расчет ЧВД и ЧСД). На диаграмме обязательно наносится линия изменения корневых диаметров, так как при детальном расчете ступеней ЧНД высота рабочих лопаток определяется как разность средних и кор-невых диаметров:
l2 = dср – dк .