Задачи по предмету "Турбины ТЭС и АЭС"

1 задача: Для турбоустановки с промперегревом (без регенеративного подогрева питательной воды) по приведенным в таблице исходным данным определить:
а) мощности: идеальной турбины, внутреннюю, эффективную и электрическую;
б) относительные КПД: эффективный и электрический;
в) абсолютные КПД: внутренний, эффективный, электрический, и тер-мический;
г) удельный расход пара и тепла;
д) полный расход тепла на турбоустановку;
е) потерю тепла в конденсаторе.
Проанализировать, как изменятся показатели установки, если при со-хранении исходных данных убрать промперегрев.

2 задача: Произвести тепловой расчет промежуточной ступени для паровой тур¬бины по следующим данным:
1) расход пара G, кг/с;
2) давление пара перед ступенью Pо, МПа;
3) температура пара перед ступенью t0, С;
4) частота вращения п, с ...

Анализируя оба расчета видим, что в цикле без промперегрева:
1. Все мощности турбины уменьшаются;
2. Абсолютные и относительные КПД турбины уменьшаются;
3. Удельные расходы пара и тепла на выработанный кВт•ч увеличиваются;
4. Расход тепла на турбоустановку и потери тепла в конденсаторе уменьшаются;
5. Влажность пара на выходе из турбины увеличивается.

Решение первой задачи
Решение
Из [2] по Р0=21 МПа и t0=565°Cопределяем параметры пара на входе в турбину:
h0=3429,6 кДж/кг;
s0=6,3595 кДж/(кг•К).
по Р1=1,05•4,41=4,63 МПа и s1=s0 определяем параметры пара в конце изоэнтропийного процесса расширения пара в первом отсеке турбины:
h1t=2994,1 кДж/кг.
Располагаемыйтеплоперепад первого отсека :
.
Решение 2 задачи
РЕШЕНИЕ.
Окружная скорость вращения диска на среднем диаметре определяется по формуле:

Фиктивная изоэнтропийная скорость пара определяется по формуле:

Располагаемыйтеплоперепад ступени определяется по формуле:

Располагаемые теплоперепады на сопловую Н0си рабочую Н0р решетки определяем с учетом реактивности ступени:

Располагаемый теплоперепад второго отсека :.Действительный теплоперепад второго отсека :.Параметры пара на выходе из второго отсека:hк= h1-=3072,5-980=2092,5 кДж/кг.х=0,81489 – степень сухостиРасполагаемый теплоперепад турбины :.Действительный теплоперепад турбины :.Мощность идеальной турбины N0:Внутренняя мощность турбины Ni:Эффективная мощность турбины Nе:Электрическая мощность турбины Nэ:Относительный эффективный КПД турбины ηо.е:Относительный электрический КПД турбины ηо.э:Абсолютный внутренний КПД турбины ηi: Абсолютный (термический) КПД турбины ηt: где – энтальпия конденсата в конденсаторе.Абсолютный эффективный КПД турбины ηе: Абсолютный электрический КПД турбины ηэ:Удельный расход пара на выработку 1 кВт·ч электроэнергии:Удельный расход теплоты на 1 выработанный кВт·ч электроэнергии:Полный расход тепла на турбоустановку:Потеря тепла в конденсаторе:Анализируя оба расчета видим, что в цикле без промперегрева:Все мощности турбины уменьшаются;Абсолютные и относительные КПД турбины уменьшаются;Удельные расходы пара и тепла на выработанный кВт·ч увеличиваются;Расход тепла на турбоустановку и потери тепла в конденсаторе уменьшаются;Влажность пара на выходе из турбины увеличивается.Задача № 2Произвести тепловой расчет промежуточной ступени для паровой турбины по следующим данным:1) расход пара G, кг/с;2) давление пара перед ступенью Pо, МПа;3) температура пара перед ступенью t0, С;4) частота вращения п, с-1 (во всех вариантах п = 50 с-1);5) скорость пара на входе в сопловую решетку со, м/с;6) угол выхода потока из сопловой решетки α1, град.;7) средний диаметр ступени dc = dл = d, м.8) Степень реактивности на среднем диаметре ρср.В результате расчета необходимо определить основные геометрические параметры решеток, подобрать их профиль, найти число лопаток в решетках, определить относительный КПД на лопатках ступени и мощность на лопатках.К расчетам приложить эскиз проточной части ступени, треугольники скоростей и изображение процесса расширения пара на решетках в h-s –диаграмме.Исходные данные по вариантам приведены в табл. 2.Для всех вариантов принять одинаковым отношение и/са=ха=0,5.Таблица 2Вариант №G, кг/сP0, МПаt0, °Сc0, м/сα1, градd, мρср10804,550040161,050,2РЕШЕНИЕ.Окружная скорость вращения диска на среднем диаметре определяется по формуле:Фиктивная изоэнтропийная скорость пара определяется по формуле:Располагаемый теплоперепад ступени определяется по формуле:Располагаемые теплоперепады на сопловую Н0с и рабочую Н0р решетки определяем с учетом реактивности ступени:Определяем параметры пара за сопловой решеткой:Р1=3,966 МПа;υ1t=0,08446 м3/кг.за рабочей решеткой:Р2=3,841 МПа;υ1t=0,08661 м3/кг.Тепловой расчет сопловой решеткиТеоретическая абсолютная скорость выхода пара из сопловой решеткиЧисло Маха на выходе из сопелгде а1 – скорость звука на выходе из сопел при изоэнтропийном истечении пара при давлении Р1, МПа и удельном объеме υ1t, м3/кг определяется какгде k – показатель адиабаты, для перегретого пара k=1,3; для насыщенного k =1,13. Режим истечения пара и тип сопловой решетки определяем по числу Маха или по относительному конечному давлению пара ε, за сопловой решеткой:Режим истечения пара из сопловых каналов докритический (дозвуковой) –М1t <1 и ε1> εкр;Для перегретого пара εкр= 0,546.Для докритических режимов, когда М1t <0,9, следует применять суживающиеся сопла группы А, для околозвуковых (0,85< М1t <1,15) применяются суживающиеся сопла группы Б и для сверхзвуковых режимов – расширяющиеся сопла группы Р.Площадь выходного сечения сопел определяем из уравнения неразрывности потока в зависимости от режима истечения. При докритическом и критическом истечениигде μ1 – коэффициент расхода для сопловой решетки, предварительно принимаем μ1=0,98 с последующим уточнением.Высоту сопловой решетки определяем по формуле:Выбор профиля лопаток сопловой решетки.Профиль сопловых лопаток выбираем по входному углу α0, выходному углу α1 в зависимости от числа М1t по данным табл. II (приложение I) [1].