Турбины тепловых и атомных электростанций

Содержание
Введение
1. Краткая характеристика общего конструктивного оформления спроектированной турбины, ее тепловой схемы и основных показателей.
2.ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
3. Расчетная часть проекта.
3.1 Выбор расчетной мощности.
3.2 Выбор системы парораспределения и типа регулирующей ступени.
3.3 Определение предельной мощности турбины в однопоточном исполнении.
3.4 Выбор общего конструктивного оформления турбины.
4. Определение расхода пара на турбоустановку.
4.1 Приближенная оценка протекания процесса расширения пара в турбине.
4.2 Определение расхода пара на турбину и по ее частям.
4.2.1 Определяем уточнённый расход пара на турбину.
4.2.2 Расчёт первого отсека.
5. Тепловой расчет регулирующей ступени.
6. Определение числа нерегулируемых ступеней.
6.1 Предварительный расчетпервой нерегулируемой ступени.
7. Определение технико- экономических показателей турбины
Заключение.
Литература.

Турбины тепловых и атомных электростанций

пересечение изоэнтальпы hк* с изобарой рк
(т.е. в данном варианте пересечение изоэнтальпы hк* =
2239,8 кДж / кг с изобарой рк = 0,05 бар ), тогда используемый
теплоперепад в турбине:
Hi = h0 – h*к = 3302,6 – 2239,8 = 1062,8 кДж / кг.
На линии действительного процесса расширения пара в турбине “ а*- с* ”
находятся изобары р5к.о.=34,29 бар, р4
к.о.=16,4 бар, р3к.о.=9 бар, р2к.о.
=2,28 бар, р1к.о.=0,51 бар. Схема процесса с изобарами в
камерах отборов дана на рис. 2.б.
Полученные значения энтальпий h0 , hка , hк
*и hк наносятся на hs - диаграмму из [Л.2] или [Л.3]; и
получаются теоретический (а - в) и действительный (а – а* -c*)
процессы. Далее наносятся изобары р5к.о., р4
к.о., р3к.о., р2к.о., р1
к.о. В точках пересечения этих изобар с действительным процессом
расширения пара необходимо найти соответствующие энтальпии и температуры пара
на выходе из камер отборов турбины. Таким образом, по hs - диаграмме
последовательно находятся значения энтальпий и температур пара (а также степень
сухости пара (х) для подогревателей П-2 и П-1 ):
h5 = 3192 кДж / кг, t5к.о =388 °С;
h4 = 3040 кДж / кг, t4к.о = 305 °С;
h3 (hд ) = 2932 кДж / кг, t3к.о = 245 °С;
h2 = 2692 кДж /кг; х2к.о =0.995;
h1. =2508 кДж / кг, х1к.о = 0.94.
4.2 Определение расхода пара на турбину и по ее частям
4.2.1 Определяем уточнённый расход пара на турбину
Определим теплоперепад регулирующей ступени.
Но = 100 КДж/кг h2t = h0-H0 = 3510-100 = 3410 КДж/кг
Р2 = 6300 V0 = 0.0432.2 Определяем внутренний относительный КПД ступени.
Noj = 0.83-0.2/Gо*( Ро/Vо
Noj = 0.83-0.2/35,55*(8,550/0.043 = 0.75
Определяем действительный теплоперепад регулирующей ступени. КДж/кг
Нj = Ho*(oj = 100*0.75 = 75 КДж/кг
Ищем точку начала процесса в нерегулирующих ступенях. h2 = hо = hо-Hj = 3510-75 = 3435
4.2.2 Расчёт первого отсека
Определяем располагаемый теплоперепад 1 отсека. КДж/кг
Но = hо-hkt = 3435-2940 = 495 КДж/кг
Определяем
oj , %=Р2/Рпо = 6300/1100 = 5,73
Gо*Vо = 35,55*0.056 = 1,991
oj = 89%
Определяем действительный теплоперепад 1 отсека. КДж/кг
Нj = Hо*oj = 495*0.89 = 440,55 КДж/Кг
Строим действительный процесс расширения пара 1 отсека.
Hk = hо-Hj = 3435-440,55 = 2994,45
4.2.3 Расчёт 2 отсека. hпо = 0.9 Pпо = Рпо*0,9 = 1100*0,9 = 990
hо = 2994,45 V0 = 0.25
4.2.4 Определяем располагаемый теплоперепад 2 отсека. КДж/кг
Но = hо-hkt = 2994,45-2565 = 429,45 КДж/кг
4.2.5 Определяем noj отсека по формуле . %
(oj = (oj-Kу-(вс- (noj вл
(Gо*Vо) = (Gо-Gпо)*Vо = (35,55-15)*0,25 = 5,14
(= Рпо/Рто = 990/110 = 9 (oj = 91% у2t = у2t*Hо/Hо = 5*160/429,45 = 1,86 у2t = (1-x2t)* 100% = (1-0.95)*100% = 5
Hо = h-hkt = 2725-2565 = 160
Pср = Рпо+Ро/2 = 990+110/2 = 550
Noj = 0.8 Ку = 0,99%
Noj = 91*0.99-0,8 = 89,29%
4.2.6 Определяем действительный теплоперепад 2 отсека. КДж/кг
Hj = Hо*(oj = 429,45*0,89 = 382,21
hk = hо-Hj = 3041-410 = 2611,24
4.2.7 Расчёт 3 отсека
(то = 0,7 Рто = 0,7*110 = 77
hо = hk = 2611,24 V0 = 2,3
Определяем располагаемый теплоперепад 3 отсека. КДж/кг
Но = hо-hkt = 2611,24-2260 = 351,24
Определяем noj отсека по формуле.
% noj = noj*Kу-(вс-(noj вл
(Gо-Vо) = (Gо-Gпо-Gто)*V0 = (35,55-15-15)*2,3 = 12,77
( = Рто/Р2z = 77/6,6 = 11,67 ( = 92,4% Ky = 0,998
(вс = (hвс/Но*100% =11/351,24*100 = 3,13 у2t = у2t = (1-x2t)*100 = (1-0.872)*100 = 12.8
Рср = Рто+Р2z/2 = 77+6,6/2 = 41,8 =0,041 МПа
((oj = 7%
(oj = 92,4*0,988-3,13-7 = 81,16%
Определяем действительный теплоперепад 3 отсека. КДж/кг
Hj = Hо*(oj = 351,24*0,812 = 285,21
hk = hо-Hj = 2611,24-285,21 = 2326,03
Действительный теплоперепад турбины. КДж/кг
Hj = hо-hk = 3510-2326,03 = 1183,97 КДж/кг
Уточняем расход пара на турбину. Кг/сек
G = Nэ/Hj*(м*(г+Упо*Gпо+Уто*Gто =
25000/1183,97*0,98*0,96+0,58*15+0,272*15 = 35,22 кг/сек
5. Тепловой расчет регулирующей ступени
Для теплового расчета ступени обычно задают : давление и температуру пара перед соплами ( перед ступенью) ро, бар, и to ºC; давление пара за рабочими лопатками ( за ступенью) р2, расход пара через ступень G кг/сек; число оборотов турбины n, об/мин.
В результате расчета требуется определить КПД
Определение среднего диаметра ступени.
Но = 100КДж/кг
Фиктивная изоэнтропийная скорость Сф. м/с
Сф = 2000*Но = 2000*100 = 447 м/с
Определяем оптимальное отношение скоростей.
Хф = 0,385
Окружная скорость вращения рабочих лопаток. м/с
И = Хф-Сф = 447*0,385 = 172,18
Средний диаметр ступени. м d = И/П*п = 172,18/3,14*50с = 1,09 м
6. Определение числа нерегулируемых ступеней
6.1 Предварительный расчет первой нерегулируемой ступени
Расчёт сопловой решётки
Располагаемый теплоперепад сопловой решётки. КДж/кг
Нос = Но*(1-р) = 100*(1-0,1) = 90
Абсолютная теоретическая скорость потока на выходе из сопловой решётки при изоэнтропийном расширении пара. м/с
С1t =( 2000*90 = 427 м/с
Число Маха для теоретического процесса расширения пара.
М1t = C1t/A1t = 435/675,4 = 0,64
A1t = (k*P1*V1t *10 = 1,3*6,5*0,053 *103 = 669,22
Расчёт суживающихся сопл при докритическом истечении пара.
Сечение для выхода пара из сопловой решётки.
F1 = G*V1t/m1*G1t = 35,22*0,053/0,91*427,26 = 0,0048
Произведение степени парциальности ступени на высоту сопловой решётки. м el1 = F1/П*d*sin 1 = 0,0048/3,14*1,09*sin11 = 0,00816м
Оптимальная степень парциальности. е = 0,5*(еl1 = 0,5*(0,816 = 0,45166
Высота сопловой решётки. см l1 = el1/e = 0,816/0,45166 = 1,80666
Потеря энергии в соплах. КДж/кг
(hc = (1-()*Hoc = (1-0,97)*90 = 2,7
Тип профиля сопловой решётки.
С-90-12А
По характеристике выбранной сопловой решётки принимаются:
tопт = 0,8 в1 = 62,5 мм
Шаг решётки. мм t = в1*tопт = 62,5*0,8 = 50
Число каналов сопловой решётки. Шт.
Уточняем шаг в сопловой решётки. мм t = П*d*e/Zc = 3,14*1090*0,45166/31 = 49,87мм
10 Расчёт рабочей решётки.
10.1 Располагаемый теплоперепад рабочей решётки. КДж/кг
Нор = (*Но = 0,1*100 = 10
Абсолютная скорость входа пара на рабочие лопатки. м/с
С1 = 0,97*427,26 = 414,44