Расчет конденсационной турбины мощностью 165МВт на основе турбины-прототипа К-160-130-2 ХТГЗ
Министерство образования и науки Российской Федерации
Новосибирский государственный технический университет
Кафедра ТЭС
Курсовой проект
«Расчет конденсационной турбины мощностью 165МВт на основе турбины-прототипа К-160-130-2 ХТГЗ»
Факультет: ЭН
Группа: ТЭ-21
Выполнил: Дугушкин Д. Г. , Тарасов С. А.
Преподаватель: Шумский В. В.
Новосибирск 2005
Содержание
TOC o "1-3" h z u Введение. h 3
3. Ориентировочный рабочий процесс по данным турбины-прототипа. h 6
7. Расчёт на прочность рабочей лопатки последней в турбине ступени. h 61
Введение
Паротурбинная установка К-160-130-2
Номинальные значения основных параметров турбины.
Мощность, МВт ............................…………………………………….. 160
Максимальная мощность, МВт………………………………………. 165
Начальные параметры пара:
давление, МПа абс .................……………………………………… 12,7
температура, 0С ....................………………………………………. 565
Параметры пара после промежуточного перегрева:
давление, МПа абс ..................……………………………………….. 2,6
температура, 0С ......................………………………………………… 565
Температура воды, 0С:
питательной ............................………………………………………… 228
охлаждающей ...........................………………………………………. 12
Расход свежего пара при номинальной мощности, т/ч………………… 436
Расход свежего пара при максимальной мощности, т/ч……………….. 516
Расход охлаждающей воды, т/ч .......…………………………………….. 20800
Давление пара в конденсаторе, кПа абс…………………………………. 3,4
Частота вращения ротора, с-1…………………………………………….. 50
Число ступеней в ЧВД................................................................................. 7
Число ступеней в ЧСД................................................................................. 8
Число ступеней в ЦНД................................................................................. 6X2
Число нерегулируемых отборов ………………………………………... 7
Паровая конденсационная турбина К-160-130 номинальной мощностью 160 МВт и частотой вращения ротора 50 с-1 предназначается для непосредственного привода генератора переменного тока. Турбина и генератор устанавливаются на железобетонном фундаменте.
Турбина не имеет регулируемых отборов пара, работает совместно с конденсационным устройством, снабжена регенеративной установкой для подогрева питательной воды и установкой сетевых подогревателей (бойлерами) для обеспечения нужд теплофикации.
Общая конструкция турбины
Свежий пар после котла, пройдя стопорный клапан и четыре регулирующих клапана, расположенных на ЦВД, попадает в сопловые коробки внутреннего корпуса ЦВД, в котором находятся пять ступеней давления активного типа. За первой, регулирующей ступенью, имеющей парциальный подвод пара, расположена камера, в которой происходит выравнивание потока пара по окружности.
Направляющие лопатки во всех ступенях, кроме 1-й, расположены в диафрагмах. Диафрагмы 6-й и 7-й ступеней находятся в обойме. Первые семь ступеней представляют собой ЧВД, после которой пар отводится в промежуточный перегреватель котла, откуда он возвращается в камеру между разделительной диафрагмой и обоймой 8-й ступени. Диафрагмы ЧСД расположены в четырех обоймах, которые образуют отсеки в цилиндре для отборов пара из проточной части на регенеративные подогреватели. Пройдя с 8-й по 15-ю ступень ЦВД пар по ресиверу проходит в ЦНД. Проточная часть ЦНД расположена в одной общей обойме и состоит из двух параллельных и одинаковых потоков. В каждом из них находится шесть ступеней. Пройдя через последние ступени турбины пар попадает в конденсатор, который своим переходным патрубком приварен к нижней части ЦНД. Все пространство между наружным корпусом ЦНД и внутренней обоймой находится под разрежением конденсатора. Ротор ЦНД опирается на подшипники, расположенные в картерах, которые вварены снаружи в корпус. Цилиндр низкого давления опирается по всему наружному периметру при помощи балкона на фундаментные плиты. Цилиндр высокого давления лежит опорными лапами с одной стороны на передней опоре, с другой стороны — на корпусе ЦНД. В осевом направлении ЦВД жестко связан поперечными шпонками опорных лап с корпусом ЦНД и передней опорой.
Для уплотнения мест выхода вала из цилиндров служат концевые уплотнения. Для ликвидации больших расходов пара мимо направляющих и рабочих лопаток в проточной части имеются диафрагменные и надбандажные уплотнения.
Во избежание теплового прогиба роторов на остановленной турбине из-за неравномерного теплообмена внутри цилиндров турбина снабжается валоповоротным устройством с приводом от электродвигателя. Валоповоротное устройство расположено на крышке картера ЦНД со стороны генератора.
Конденсационное устройство
Состоит из конденсатора, воздухоудаляющего устройства, конденсатных насосов и водяных фильтров.
Конденсатор типа К-9115 однокорпусный поверхностный, двухходовой по охлаждающей воде спроектирован на давление пара 3,43 кПа при температуре охлаждающей воды 12°С. Поверхность охлаждения 9115м2.
В турбине К-160-130 паровоздушная смесь отсасывается из конденсатора двумя параллельно включенными основными эжекторами. Установлены также два эжектора пусковой и циркуляционной смеси. Один из них предназначен для быстрого набора вакуума, другой служит для отсоса воздуха из циркуляционной системы при заполнении ее водой.
Водяные фильтры служат для очистки воды, поступающей в сервомоторы обратных клапанов.
Регенеративная установка
Предназначается для подогрева питательной воды, поступающей в котел, паром из промежуточных нерегулируемых отборов турбины. Основными элементами регенеративной установки являются: деаэратор, четыре подогревателя низкого давления (ПНД1—ПНД5), работающие под напором конденсатного насоса, и три подогревателя высокого давления (ПВД6—ПВД7-1,2), включенные по воде за питательным насосом после деаэратора.
2. Условные обозначения
H –теплоперепад, кДж/кг
h – энтальпия, кДж/кг
t – температура,°С
G – расход пара, Кг/с
s – энтропия, , кДж/кг*К
P – давление, МПа
a - доля отбираемого пара
d – диаметр, м
u – окружная скорость, м/с
сф – фиктивная скорость, м/с
r - степень реактивности
j - коэффициент скорости сопловой решетки
y - коэффициент скорости рабочей решетки
a - эффективный угол, град
m - коэффициент расхода
F – площадь, м2
l – длина лопатки, м
с, w, a – компоненты скоростей, м/с
z – число лопаток
u -удельный объем, м3/кг
b – хорда профиля, м
k – показатель адиабаты
a – cкорость звука, м/с
n - кинематическая вязкость, м2/с
t1 – шаг решетки, м
Re – число Рейнольдса
М – число Маха
Hu – удельная работа, кДж/кг
Nол – мощность развиваемая газом, кДж/кг
N - мощность ступени, кВт
h - КПД
x- относительные потери
s - изгибающее напряжение, МПа
Индексы
- от параметров торможения
0 – начальные параметры
1 – параметры в сопловом аппарате
2- параметры в рабочем аппарате
t - теоретический
3. Ориентировочный рабочий процесс по данным турбины-прототипа.
3.1. Исходные данные для турбины-прототипа.
3.2. Располагаемый теплоперепад турбины-прототипа.
3.2.1. Располагаемый теплоперепад турбины-прототипа до промежуточного перегрева.
3.2.2. Располагаемый теплоперепад турбины-прототипа после промежуточного перегрева.
3.2.3. Полный располагаемый теплоперепад турбины-прототипа.
3.3. Располагаемый теплоперепад проточной части турбины-прототипа.
3.3.1. Располагаемый теплоперепад проточной части турбины-прототипа до перегрева.
3.3.2. Располагаемый теплоперепад проточной части турбины-прототипа после перегрева.
3.3.4. Располагаемый теплоперепад проточной части турбины-прототипа.
3.4 Характеристики отборов пара и пара промежуточного перегрева сведены в табл. 1.
Таблица 1 - Характеристика отборов пара и пара промежуточного перегрева
|
Отбор пара |
Отбор за ступенью № |
Давление отбора, МПа |
Температура, ˚C |
Количество отбора пара |
||
|
кг/с |
||||||
|
1-й отбор ПВД №7-1 ПВД №7-2 |
7 |
3,188 |
375 |
3170,7 |
1,893 10,797 |
0,0156 0,0891 |
|
2-й отбор ПВД№6 Деаэратор |
11 |
1,226 |
451 |
3370,4 |
5,828 1,286 |
0,0481 0,0106 |
|
3-й отбор ПНД №5 |
13 |
0,746 |
384 |
3234,7 |
2,019 |
0,067 |
|
4-й отбор ПНД №4 |
15 |
0,451 |
322 |
3111,2 |
6,407 |
0,0529 |
|
5-й отбор ПНД №3 |
17 |
0,142 |
200 |
2875,5 |
3,501 |
0,0289 |
|
6-й отбор ПНД №2 |
18 |
0,0716 |
138 |
2755,1 |
3,808 |
0,0314 |
|
7-й отбор ПНД №1 |
19 |
0,0336 |
80 |
2645,5 |
5,580 |
0,0461 |
3.5. Характеристика расходов пара через отсеки и используемых теплоперепадов в отсеках турбины-прототипа изображена на рис.1 [1]
3.5.1. Расход пара через отсек
3.5.2. Отношение расхода пара через отсек к расходу свежего пара
3.5.4 Результаты расчёта сведены в таблицу 2.
Таблица 2 - Характеристики расходов пара через отсеки и используемых теплоперепадов в отсеках турбины-прототипа.
|
№ отс |
Ступени, входящие в отсек |
Расход пара через отсек, кг/с |
Используемый теплоперепад Hi(к) кДж/кг |
||
|
I |
1-7 |
121,111 |
1 |
341,8 |
341,8 |
|
II |
8-11 |
108,421 |
0,8952 |
234,2 |
209,6 |
|
III |
12-13 |
101,307 |
0,8365 |
135,7 |
113,5 |
|
IV |
14-15 |
99,288 |
0,8198 |
123,5 |
101,2 |
|
V |
16-17 |
92,888 |
0,7669 |
237,7 |
182,3 |
|
VI |
18-19 |
89,38 |
0,7380 |
118,4 |
87,4 |
|
VII |
19-20 |
85,38 |
0,7066 |
109,6 |
77,4 |
|
VIII |
20-21 |
79,992 |
0,6605 |
271,8 |
179,5 |
|
1292,7 |
3.6 Мощность на лопатках проектируемой турбины
3.7 Расход свежего пара проектируемой турбины.
4. Тепловой расчёт ЧВД.
4.1. Тепловой расчёт первой регулирующей ступени ЧВД.
4.1.1. Исходные данные для проектируемой турбины.
*Диаметр выбран аналогично прототипу
4.1.2 Располагаемый теплоперепад первой ступени.
4.1.2.1 Параметры свежего пара на входе в сопловой аппарат.
4.1.2.2. Окружная и фиктивная скорость
4.1.2.3 Располагаемые теплоперепады проектируемой турбины, соплового аппарата, рабочего колеса.
4.1.3. Параметры пара на выходе из сопловой и рабочей решетки регулирующей ступени
4.1.4. Режим истечения пара через сопловую решетку.
>εкр (εкр=0,546) – дозвуковой режим
4.1.5. Расчет степени порциальности для первой ступени
4.1.6 Высота и хорда профиля сопловой лопатки
4.1.7 Уточнение коэффициента расхода
4.1.8 Выбор сопловой решетки
Тип А. С-90-15А
4.1.9 Число лопаток и шаг сопловой решетки
4.1.10 Число Рейнольдса при выходе пара из сопловой решетки
4.1.11 Число Маха при выходе пара из сопловой решетки
4.1.12 Коэффициент потери скорости в сопловой решетке
4.1.13 Скорость потока на выходе из сопловой решетки
4.1.14 Скорость потока в относительном движении на выходе из сопловой решетки
4.1.15 Расчет угла выхода потока из сопловой решетки
4.1.16 Скорость потока в относительном движении на выходе из рабочей решетки
4.1.17 Число Маха при выходе пара из рабочей решетки
4.1.18 Расчет угла выхода потока из рабочей решетки
4.1.19 Высота и хорда профиля сопловой лопатки
4.1.20 Уточнение коэффициента расхода
4.1.21 Выбор типа рабочей решетки
P-35-25А
4.1.22 Число лопаток и шаг рабочей решетки
4.1.23 Коэффициент потери скорости в рабочей решетке
4.1.24 Определение выходного треугольника
Результаты расчета скоростей потока и углов между ними отражены на рис. 3
4.1.25 Удельная работа регулирующей ступени
4.1.26 Мощность, развиваемая на лопатках
4.1.27 Относительный лопаточный КПД
4.1.28 Определение потерь
4.1.29. Определение дополнительных потерь
4.1.29.1 Потери от трения диска и бандажа о пар
4.1.29.2 Потери, вызванные парциальным подводом пара
при 0<е<1
4.1.29.3 Потери, вызванные утечками
4.1.29.4 Потери от влажности
4.1.30 Относительный внутренний КПД
4.1.31 Проверка лопатки на прочность
4.1.31.1 Окружное усилие, действующее на рабочую лопатку
4.1.31.2 Момент сопротивления изгибу рабочей лопатки
4.1.31.3 Напряжение изгиба рабочей лопатки регулирующей ступени
условие прочности выполняется
Тепловой процесс представлен на рис. 4.
Расчетные параметры регулирующей ступени сведены в табл. 3[2].
4.2. Тепловой расчет второй ступени.
4.2.1. Исходные данные для второй ступени.
4.2.2. Располагаемый теплоперепад второй ступени.
4.2.2.1 Параметры пара на входе в сопловой аппарат.
4.2.2.2. Окружная и фиктивная скорость
4.2.2.3 Располагаемые теплоперепады второй ступени, соплового аппарата, рабочего колеса.
4.2.3. Параметры пара на выходе из сопловой и рабочей решетки регулирующей ступени
4.2.4 Проверка истечения пара через сопловую решетку.
4.2.4.1. Режим истечения пара через сопловую решетку.
>εкр (εкр=0,546) – дозвуковой режим
4.2.5. Расчет степени порциальности для второй ступени
4.2.6 Высота и хорда профиля сопловой лопатки
4.2.7 Уточнение коэффициента расхода.
4.2.8 Корневой диаметр
4.2.9 Длина рабочей лопатки.
4.2.10 Корневая степень реактивности.
4.2.11 Выбор сопловой решетки
Тип А. С-90-15А
4.2.12 Число лопаток и шаг сопловой решетки
4.2.13 Число Рейнольдса при выходе пара из сопловой решетки
4.2.14 Число Маха при выходе пара из сопловой решетки
4.2.15 Коэффициент потери скорости в сопловой решетке.
4.2.16 Скорость потока на выходе из сопловой решетки
4.2.17 Скорость потока в относительном движении на выходе из сопловой решетки
4.2.18 Расчет угла выхода потока из сопловой решетки
4.2.19 Скорость потока в относительном движении на выходе из рабочей решетки
4.2.20 Число Маха при выходе пара из рабочей решетки
4.2.21 Расчет угла выхода потока из рабочей решетки
4.2.22 Высота и хорда профиля сопловой лопатки
принимаем
4.2.23 Уточнение коэффициента расхода
4.2.24 Выбор типа рабочей решетки
P-30-21А
4.2.25 Число лопаток и шаг рабочей решетки
4.2.26 Коэффициент потери скорости в рабочей решетке
4.2.27 Определение выходного треугольника
Результаты расчета скоростей потока и углов между ними отражены на рис. 5
4.2.28 Удельная работа регулирующей ступени
4.2.29 Мощность, развиваемая на лопатках
4.2.30 Относительный лопаточный КПД
4.2.31 Определение потерь
4.2.32. Определение дополнительных потерь
4.2.32.1 Потери от трения диска и бандажа о пар
4.2.32.2 Потери, вызванные парциальным подводом пара
4.2.32.3 Потери, вызванные утечками
4.2.32.4 Потери от влажности
4.2.33 Относительный внутренний КПД
4.2.34. Проверка лопатки на прочность
4.2.34.1. Окружное усилие, действующее на рабочую лопатку
4. 2.34.2. Момент сопротивления изгибу рабочей лопатки
4. 2.34.3. Напряжение изгиба рабочей лопатки регулирующей ступени
условие прочности выполняется
Тепловой процесс представлен на рис. 6.
Расчетные параметры второй ступени ЧВД сведены в табл. 4.
Во всех ступенях группы примем:
b1=40 мм
b2=28 мм
dК=962 мм
4.3. Тепловой расчёт последней в группе ступени ЧВД.
4.3.1. Исходные данные для последней в группе ступени.
4.3.2. Определение характерных размеров рабочей лопатки последней ступени.
4.3.2.1 Параметры пара на входе в сопловой аппарат (первая в группе ступень).
4.3.2.2 Средний диаметр последней в группе ступени.
где
В результате решения уравнения корень, удовлетворяющий условиям расчета равен
4.3.2.3 Длина рабочей лопатки последней в группе ступени.
4.3.3 Располагаемый теплоперепад последней в группе ступени.
4.3.3.1 Средняя степень реактивности.
4.3.3.2 Окружная и фиктивная скорость.
4.3.2.3 Располагаемые теплоперепады последней в группе ступени, соплового аппарата, рабочего колеса.
4.3.2.4 Число ступеней в группе определяется графоаналитическим способом рис. 7.
z=7 ступеней в группе
в случае меньшего числа ступеней возрастает теплоперепад на каждой ступени
в группе, тем самым увеличивая тепловое воздействие на материал лопаток, что может привести к уменьшению срока службы лопаток, кроме того с увеличением числа ступеней достигается увеличение мощности турбины.
Данные, полученные графоаналитическим путём сведены в таблицу 5.
Таблица 5 - Характеристики группы ступеней ЧВД полученные графоаналитическим способом.
|
Номер ступени |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
Сумма |
|
Диаметр ступени, м |
0,99 |
0,995 |
1,000 |
1,005 |
1,010 |
1,015 |
1,020 |
|
|
Предварительный теплоперепад, кДж/кг |
44,7 |
44,73 |
44,75 |
44,78 |
44,81 |
44,84 |
44,86 |
313,47 |
|
Окончательный теплоперепад, кДж/кг |
44,7 |
50,82 |
50,84 |
50,87 |
50,90 |
50,92 |
50,95 |
350 |
4.4 Тепловой расчёт ступеней в группе.
4.4.1 Тепловой расчёт третьей ступени.
4.4.1.1 Исходные данные ступени.
4.4.1.2 Длина рабочей и сопловой лопатки.
4.4.1.3 Средняя степень реактивности.
4.4.1.4 Располагаемые теплоперепады ступени, соплового аппарата, рабочего колеса.
4.4.2 Тепловой расчёт четвёртой ступени.
4.4.2.1 Исходные данные ступени.
4.4.2.2 Длина рабочей и сопловой лопатки.
4.4.2.3 Средняя степень реактивности.
4.4.2.4 Располагаемые теплоперепады ступени, соплового аппарата, рабочего колеса.
4.4.3 Тепловой расчёт пятой ступени.
4.4.3.1 Исходные данные ступени.
4.4.3.2 Длина рабочей и сопловой лопатки.
4.4.3.3 Средняя степень реактивности.
4.4.3.4 Располагаемые теплоперепады ступени, соплового аппарата, рабочего колеса.
4.4.4 Тепловой расчёт шестой ступени.
4.4.4.1 Исходные данные ступени.
4.4.4.2 Длина рабочей и сопловой лопатки.
4.4.4.3 Средняя степень реактивности.
4.4.4.4 Располагаемые теплоперепады ступени, соплового аппарата, рабочего колеса.
4.4.5 Тепловой расчёт седьмой ступени.
4.4.5.1 Исходные данные ступени.
4.4.5.2 Длина рабочей и сопловой лопатки.
4.4.5.3 Средняя степень реактивности.
4.4.5.4 Располагаемые теплоперепады ступени, соплового аппарата, рабочего колеса.
4.4.6 Тепловой расчёт восьмой ступени.
4.4.6.1 Исходные данные ступени.
4.4.6.2 Длина рабочей и сопловой лопатки.
4.4.6.3 Средняя степень реактивности.
4.4.6.4 Располагаемые теплоперепады ступени, соплового аппарата, рабочего колеса.
Результаты расчёта характеристик ступеней в группе сведены в табл. 6.
Таблица 6 – Расчетные характеристики группы ступеней ЧВД.
|
№ ступени |
Средний диаметр |
Длина лопатки |
Средняя степень реактивности |
Располагаемые теплоперепады |
|||
|
рабочей |
сопловой |
Ступени |
СА |
РК |
|||
|
м |
м |
м |
- |
кДж/кг |
кДж/кг |
кДж/кг |
|
|
3 |
0,995 |
0,033 |
0,030 |
0,225 |
50,82 |
39,39 |
11,43 |
|
4 |
1,000 |
0,038 |
0,035 |
0,232 |
50,84 |
39,02 |
11,82 |
|
5 |
1,005 |
0,043 |
0,040 |
0,239 |
50,87 |
38,70 |
12,17 |
|
6 |
1,010 |
0,048 |
0,045 |
0,246 |
50,90 |
38,38 |
12,52 |
|
7 |
1,015 |
0,053 |
0,050 |
0,253 |
50,92 |
38,05 |
12,87 |
|
8 |
1,020 |
0,058 |
0,055 |
0,259 |
50,95 |
37,74 |
13,21 |
5. Тепловой расчёт ЧCД.
5.1 Тепловой расчёт девятой ступени.
5.1.1 Исходные данные для ЧСД проектируемой турбины.
5.1.2. Располагаемый теплоперепад девятой ступени.
5.1.2.1 Параметры пара на входе в сопловой аппарат.
5.1.2.2. Окружная и фиктивная скорость
5.1.2.3 Располагаемые теплоперепады девятой ступени, соплового аппарата, рабочего колеса.
5.1.3. Параметры пара на выходе из сопловой и рабочей решетки
5.1.4 Проверка истечения пара через сопловую решетку.
5.1.4.1. Режим истечения пара через сопловую решетку.
>εкр (εкр=0,546) – дозвуковой режим
5.1.5. Расчет степени порциальности для девятой ступени
5.1.6 Высота и хорда профиля сопловой лопатки
5.1.7 Уточнение коэффициента расхода.
5.1.8 Корневой диаметр
5.1.9 Длина рабочей лопатки.
5.1.10 Корневая степень реактивности.
5.1.11 Выбор сопловой решетки
Тип А. С-90-15А
5.1.12 Число лопаток и шаг сопловой решетки
5.1.13 Число Рейнольдса при выходе пара из сопловой решетки
5.1.14 Число Маха при выходе пара из сопловой решетки
5.1.15 Коэффициент потери скорости в сопловой решетке.
5.1.16 Скорость потока на выходе из сопловой решетки
5.1.17 Скорость потока в относительном движении на выходе из сопловой решетки
5.1.18 Расчет угла выхода потока из сопловой решетки
5.1.19 Скорость потока в относительном движении на выходе из рабочей решетки
5.1.20 Число Маха при выходе пара из рабочей решетки
5.1.21 Расчет угла выхода потока из рабочей решетки
5.1.22 Высота и хорда профиля сопловой лопатки
принимаем
5.1.23 Уточнение коэффициента расхода
5.1.24 Выбор типа рабочей решетки
P-30-21А
5.1.25 Число лопаток и шаг рабочей решетки
5.1.26 Коэффициент потери скорости в рабочей решетке
5.1.27 Определение выходного треугольника
Результаты расчета скоростей потока и углов между ними отражены на рис.8
5.1.28 Удельная работа регулирующей ступени
5.1.29 Мощность, развиваемая на лопатках
5.1.30 Относительный лопаточный КПД
5.1.31 Определение потерь
5.1.32. Определение дополнительных потерь
5.1.32.1 Потери от трения диска и бандажа о пар
5.1.32.2 Потери, вызванные парциальным подводом пара
5.1.32.3 Потери, вызванные утечками
5.1.32.4 Потери от влажности
5.1.33 Относительный внутренний КПД
5.1.34. Проверка лопатки на прочность
5.1.34.1. Окружное усилие, действующее на рабочую лопатку
5.1.34.2. Момент сопротивления изгибу рабочей лопатки
5.1.34.3. Напряжение изгиба рабочей лопатки регулирующей ступени
условие прочности выполняется
Тепловой процесс представлен на рис. 9.
Расчетные характеристики расчетные параметры 1й ступени ЧСД приведены в табл. 7.
Во всех ступенях группы примем:
b1=66 мм
b2=34 мм
dК=1,093 м
5.2 Тепловой расчёт последней в группе ступени (ЧСД).
5.2.1 Исходные данные для последней в группе ступени.
5.2.2 Определение характерных размеров рабочей лопатки последней в группе ступени.
5.2.2.1 Параметры пара на входе в сопловой аппарат (первая в группе ступень).
5.2.2.2 Средний диаметр последней в группе ступени.
В результате решения уравнения корень, удовлетворяющий условиям расчета равен
5.2.2.3 Длина рабочей лопатки последней в группе ступени.
5.2.3 Располагаемый теплоперепад последней в группе ступени.
5.2.3.1 Средняя степень реактивности.
5.2.3.2 Окружная и фиктивная скорость.
5.2.2.3 Располагаемые теплоперепады последней в группе ступени, соплового аппарата, рабочего колеса.
5.2.2.4 Число ступеней в группе определяется графоаналитическим способом рис. 10.
z=9 ступеней в группе
в случае меньшего числа ступеней возрастает теплоперепад на каждой ступени в группе, тем самым увеличивается тепловое воздействие на материал лопаток, что может привести к уменьшению срока службы лопаток. Кроме того, с увеличением числа ступеней достигается увеличение мощности турбины.
Данные, полученные графоаналитическим путём сведены в табл. 8.
Таблица 8 - Характеристики группы ступеней ЧСД полученные графоаналитическим способом.
|
Номер ступени |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
Сумма |
|
Диаметр ступени, м |
1,16 |
1,181 |
1,200 |
1,219 |
1,238 |
1,257 |
1,276 |
1,295 |
1,314 |
|
|
Предварительный теплоперепад, кДж/кг |
56,51 |
56,70 |
56,89 |
57,08 |
57,27 |
57,45 |
57,64 |
57,83 |
58,02 |
515,39 |
|
Окончательный теплоперепад, кДж/кг |
56,51 |
57,50 |
57,69 |
57,88 |
58,07 |
58,26 |
58,44 |
58,63 |
58,82 |
521,8 |
5.3 Тепловой расчёт ступеней в группе.
5.3.1 Тепловой расчёт десятой ступени.
5.3.1.1 Исходные данные ступени.
5.3.1.2 Длина рабочей и сопловой лопатки.
5.3.1.3 Средняя степень реактивности.
5.3.1.4 Располагаемые теплоперепады ступени, соплового аппарата, рабочего колеса.
5.3.2 Тепловой расчёт одиннадцатой ступени.
5.3.2.1 Исходные данные ступени.
5.3.2.2 Длина рабочей и сопловой лопатки.
5.3.2.3 Средняя степень реактивности.
5.3.2.4 Располагаемые теплоперепады ступени, соплового аппарата, рабочего колеса.
5.3.3 Тепловой расчёт двенадцатой ступени.
5.3.3.1 Исходные данные ступени.
5.3.3.2 Длина рабочей и сопловой лопатки.
5.3.3.3 Средняя степень реактивности.
5.3.3.4 Располагаемые теплоперепады ступени, соплового аппарата, рабочего колеса.
5.3.4 Тепловой расчёт тринадцатой ступени.
5.3.4.1 Исходные данные ступени.
5.3.4.2 Длина рабочей и сопловой лопатки.
5.3.4.3 Средняя степень реактивности.
5.3.4.4 Располагаемые теплоперепады ступени, соплового аппарата, рабочего колеса.
5.3.5 Тепловой расчёт четырнадцатой ступени.
5.3.5.1 Исходные данные ступени.
5.3.5.2 Длина рабочей и сопловой лопатки.
5.3.5.3 Средняя степень реактивности.
5.3.5.4 Располагаемые теплоперепады ступени, соплового аппарата, рабочего колеса.
5.3.6 Тепловой расчёт пятнадцатой ступени.
5.3.6.1 Исходные данные ступени.
5.3.6.2 Длина рабочей и сопловой лопатки.
5.3.6.3 Средняя степень реактивности.
5.3.6.4 Располагаемые теплоперепады ступени, соплового аппарата, рабочего колеса.
5.3.7 Тепловой расчёт шестнадцатой ступени.
5.3.7.1 Исходные данные ступени.
5.3.7.2 Длина рабочей и сопловой лопатки.
5.3.7.3 Средняя степень реактивности.
5.3.7.4 Располагаемые теплоперепады ступени, соплового аппарата, рабочего колеса.
5.3.8 Тепловой расчёт семнадцатой ступени.
5.3.8.1 Исходные данные ступени.
5.3.8.2 Длина рабочей и сопловой лопатки.
5.3.8.3 Средняя степень реактивности.
5.3.8.4 Располагаемые теплоперепады ступени, соплового аппарата, рабочего колеса.
Расчетные характеристики группы ступеней ЧСД сведены в табл. 9.
Таблица 9 – Расчетные характеристики группы ступеней ЧСД.
|
№ ступени |
Средний диаметр |
Длина лопатки |
Средняя степень реактивности |
Располагаемые теплоперепады |
|||
|
рабочей |
сопловой |
Ступени |
СА |
РК |
|||
|
м |
м |
м |
- |
кДж/кг |
кДж/кг |
кДж/кг |
|
|
10 |
1,093 |
0,088 |
0,085 |
0,268 |
57,50 |
42,12 |
15,38 |
|
11 |
1,200 |
0,107 |
0,104 |
0,288 |
57,69 |
41,06 |
16,63 |
|
12 |
1,219 |
0,126 |
0,123 |
0,308 |
57,88 |
39,91 |
17,78 |
|
13 |
1,238 |
0,145 |
0,142 |
0,327 |
58,07 |
39,07 |
18,996 |
|
14 |
1,257 |
0,164 |
0161 |
0,345 |
58,26 |
38,14 |
20,12 |
|
15 |
1,276 |
0,183 |
0,180 |
0,363 |
58,44 |
37,24 |
21,20 |
|
16 |
1,295 |
0,202 |
0,199 |
0,379 |
58,63 |
36,38 |
22,25 |
|
17 |
1,314 |
0,221 |
0,218 |
0,396 |
58,82 |
35,55 |
23,27 |
6. Тепловой расчёт ЦНД
6.1 Тепловой расчёт восемнадцатой ступени.
6.1.1 Исходные данные.
6.1.2 Располагаемый теплоперепад тридцать пятой ступени ЧНД.
6.1.2.1 Параметры свежего пара на входе в сопловой аппарат.
6.1.2.2. Окружная и фиктивная скорость
6.1.2.3 Располагаемые теплоперепады девятой ступени, соплового аппарата, рабочего колеса.
6.1.3. Параметры пара на выходе из сопловой и рабочей решетки
6.1.4 Проверка истечения пара через сопловую решетку.
6.1.4.1. Режим истечения пара через сопловую решетку.
>εкр (εкр=0,546) – дозвуковой режим
6.1.5. Расчет степени порциальности для восемнадцатой ступени
6.1.6 Высота и хорда профиля сопловой лопатки
6.1.7 Уточнение коэффициента расхода.
6.1.8 Корневой диаметр
6.1.9 Длина рабочей лопатки.
6.1.10 Корневая степень реактивности.
6.1.11 Выбор сопловой решетки
Тип А. С-90-15А
6.1.12 Число лопаток и шаг сопловой решетки
6.1.13 Число Рейнольдса при выходе пара из сопловой решетки
6.1.14 Число Маха при выходе пара из сопловой решетки
6.1.15 Коэффициент потери скорости в сопловой решетке.
6.1.16 Скорость потока на выходе из сопловой решетки
6.1.17 Скорость потока в относительном движении на выходе из сопловой решетки
6.1.18 Расчет угла выхода потока из сопловой решетки
6.1.19 Скорость потока в относительном движении на выходе из рабочей решетки
6.1.20 Число Маха при выходе пара из рабочей решетки
6.1.21 Расчет угла выхода потока из рабочей решетки
6.1.22 Высота и хорда профиля сопловой лопатки
принимаем
6.1.23 Уточнение коэффициента расхода
6.1.24 Выбор типа рабочей решетки
P-30-21А
6.1.25 Число лопаток и шаг рабочей решетки
6.1.26 Коэффициент потери скорости в рабочей решетке
6.1.27 Определение выходного треугольника
Результаты расчета скоростей потока и углов между ними отражены на рис.11
6.1.28 Удельная работа регулирующей ступени
6.1.29 Мощность, развиваемая на лопатках
6.1.30 Относительный лопаточный КПД
6.1.31 Определение потерь
6.1.32. Определение дополнительных потерь
6.1.32.1 Потери от трения диска и бандажа о пар
6.1.32.2 Потери, вызванные парциальным подводом пара
6.1.32.3 Потери, вызванные утечками
6.1.32.4 Потери от влажности
6.1.33 Относительный внутренний КПД
6.1.34. Проверка лопатки на прочность
6.1.34.1. Окружное усилие, действующее на рабочую лопатку
6.1.34.2. Момент сопротивления изгибу рабочей лопатки
6.1.34.3. Напряжение изгиба рабочей лопатки регулирующей ступени
условие прочности выполняется
Тепловой процесс представлен на рис. 12.
Расчетные характеристики первой ступени ЦНД сведены в табл. 10.
Во всех ступенях группы примем:
b1=71 мм
b2=36 мм
dК=1610мм
6.2 Тепловой расчёт последней в группе ступени (ЦНД).
6.2.1 Средний диаметр, высоты рабочей и сопловой лопатки последней в группе ступени.
Пользуясь данными турбины-прототипа задаём высоту рабочей лопатки и среднего диаметра последней ступени ЦНД.
6.2.3 Располагаемый теплоперепад последней в группе ступени.
6.2.3.1 Средняя степень реактивности.
6.2.3.2 Окружная и фиктивная скорость.
6.2.2.3 Располагаемые теплоперепады последней в группе ступени, соплового аппарата, рабочего колеса.
6.2.2.5 Параметры пара на входе в ступень, выходе из сопловой и рабочей решётки ступени
6.2.2.4 Число ступеней в группе определяется графоаналитическим способом рис.13 .
z=6 ступеней в группе
Данные полученные графоаналитическим путём сведены в табл. 11.
Таблица 11 - Характеристики группы ступеней ЦНД полученные графоаналитическим способом.
|
Номер ступени |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
Сумма |
|
Диаметр ступени, м |
1,689 |
1,829 |
1,969 |
2,110 |
2,250 |
2,390 |
|
|
Предварительный теплоперепад, кДж/кг |
102,2 |
104,94 |
107,68 |
110,42 |
113,16 |
115,90 |
654,30 |
|
Окончательный теплоперепад, кДж/кг |
102,2 |
134,08 |
136,82 |
139,56 |
142,30 |
145,04 |
800 |
Расчет последней ступени ЦНД.
6.2.3 Проверка истечения пара через сопловую решетку.
>εкр (εкр=0,546) – дозвуковой режим
6.2.4 Высота и хорда профиля сопловой лопатки
6.2.5 Уточнение коэффициента расхода.
6.2.6 Выбор сопловой решетки
Тип A. С-90-15A
6.2.7 Число лопаток и шаг сопловой решетки
6.2.8 Число Рейнольдса при выходе пара из сопловой решетки
6.2.9 Число Маха при выходе пара из сопловой решетки
6.2.10 Коэффициент потери скорости в сопловой решетке.
6.2.11 Скорость потока на выходе из сопловой решетки
6.2.12 Скорость потока в относительном движении на выходе из сопловой решетки
6.2.13 Расчет угла выхода потока из сопловой решетки
6.2.14 Скорость потока в относительном движении на выходе из рабочей решетки
6.2.15 Число Маха при выходе пара из рабочей решетки
6.2.16 Расчет угла выхода потока из рабочей решетки
6.2.17 Высота и хорда профиля сопловой лопатки
принимаем
6.2.18 Уточнение коэффициента расхода
6.2.19 Выбор типа рабочей решетки
P-35-25Б
6.2.20 Число лопаток и шаг рабочей решетки
6.2.21 Коэффициент потери скорости в рабочей решетке
6.2.22 Определение выходного треугольника
Результаты расчета скоростей потока и углов между ними отражены на рис.14
6.2.23 Удельная работа регулирующей ступени
6.2.24 Мощность, развиваемая на лопатках
6.2.25 Относительный лопаточный КПД
6.2.26 Определение потерь
6.2.27. Определение дополнительных потерь
6.2.27.1 Потери от трения диска и бандажа о пар
6.2.27.2 Потери, вызванные парциальным подводом пара
6.2.27.3 Потери, вызванные утечками
6.2.27.4 Потери от влажности
Степень влажности перед и за ступенью
6.2.28 Относительный внутренний КПД
6.2.29. Проверка лопатки на прочность
6.2.29.1. Окружное усилие, действующее на рабочую лопатку
6.2.29.2. Момент сопротивления изгибу рабочей лопатки
6.2.29.3. Напряжение изгиба рабочей лопатки регулирующей ступени
условие прочности выполняется
Результаты расчёта выведены в табл. 12.
Рабочий процесс представлен на рис. 15.
6.3.1 Тепловой расчёт девятнадцатой ступени.
6.3.1.1 Исходные данные ступени.
6.3.1.2 Длина рабочей и сопловой лопатки.
6.3.1.3 Средняя степень реактивности.
6.3.1.4 Располагаемые теплоперепады ступени, соплового аппарата, рабочего колеса.
6.3.2 Тепловой расчёт двадцатой ступени.
6.3.2.1 Исходные данные ступени.
6.3.2.2 Длина рабочей и сопловой лопатки.
6.3.2.3 Средняя степень реактивности.
6.3.2.4 Располагаемые теплоперепады ступени, соплового аппарата, рабочего колеса.
6.3.3 Тепловой расчёт двадцать первой ступени.
6.3.3.1 Исходные данные ступени.
6.3.3.2 Длина рабочей и сопловой лопатки.
6.3.3.3 Средняя степень реактивности.
6.3.3.4 Располагаемые теплоперепады ступени, соплового аппарата, рабочего колеса.
6.3.4 Тепловой расчёт двадцать второй ступени.
6.3.4.1 Исходные данные ступени.
6.3.4.2 Длина рабочей и сопловой лопатки.
6.3.4.3 Средняя степень реактивности.
6.3.4.4 Располагаемые теплоперепады ступени, соплового аппарата, рабочего колеса.
Расчетные характеристики группы ступеней ЦНД сведены в табл. 13.
Таблица 13 – Расчетные характеристики группы ступеней ЦНД.
|
№ ступени |
Средний диаметр |
Длина лопатки |
Средняя степень реактивности |
Располагаемые теплоперепады |
|||
|
рабочей |
сопловой |
Ступени |
СА |
РК |
|||
|
м |
м |
м |
- |
кДж/кг |
кДж/кг |
кДж/кг |
|
|
19 |
1,829 |
0,219 |
0,216 |
0,435 |
134,08 |
75,78 |
58,30 |
|
20 |
1,969 |
0,359 |
0,356 |
0,505 |
136,82 |
67,71 |
69,11 |
|
21 |
2,110 |
0,500 |
0,497 |
0,563 |
139,56 |
60,98 |
78,57 |
|
22 |
2,250 |
0,640 |
0,637 |
0,611 |
142,30 |
55,39 |
86,91 |
7. Расчёт на прочность рабочей лопатки последней в турбине ступени.
7.1 Исходные данные.
7.2 Напряжение от центробежных сил.
7.2.1 Напряжение в корневом сечении лопатки.
7.2.2 Наибольшее напряжение в лопатке
7.3 Изгиб лопатки под действием аэродинамических сил со стороны потока пара (парового усилия).
7.3.1 Допущения для проведения расчёта
- рабочее колесо большой веерности
1.Профиль по высоте лопатки сохраняется постоянным.
2.Ось параллельна b.
3.
4.Давление постоянно по высоте лопатки.
5.Зависимость F(z)-линейная.
7.3.2 Высота центра тяжести лопатки
7.3.3 Составляющая усилия направленная по окружной скорости
7.3.4 Осевая составляющая усилия.
7.3.5 Результирующее усилие.
7.3.6 Изгибающий момент аэродинамического действия потока пара.
7.3.7 Напряжение изгиба от аэродинамического действия потока пара.
7.4 Суммарное напряжение, возникающее под действием центробежных сил и аэродинамического действия потока пара.
для стали 2Х13
Рисунок 1 – Характеристика расходов пара через отсеки.
SHAPE * MERGEFORMAT
|
7 |
|
6 |
|
5 |
|
4 |
|
3 |
|
2 |
|
1 |
|
8 |
|
9 |
|
10 |
|
11 |
|
12 |
|
13 |
|
14 |
|
15 |
|
21 20 19 18 17 16 |
|
22 23 24 25 26 27 |
|
I |
|
К ПВД №7 |
|
деаэратор |
|
К ПВД №6 |
|
К ПНД №5 |
|
К ПНД №4 |
|
II |
|
III |
|
IV |
|
V |
|
VI |
|
VII |
|
VII |
|
К ПНД № 1 2 3 |
Рисунок 2 – Тепловой процесс турбины-прототипа
Рисунок 3 – Треугольники скоростей потока регулирующей ступени.
Рисунок 4 – Тепловой процесс регулирующей ступени.
Рисунок 5 – Треугольники скоростей потока второй ступени ЧВД (2-й ступени турбины)
Рисунок 6 – Тепловой процесс второй ступени ЧВД (2й ступени турбины)
Рисунок 7 - Характеристики группы ступеней ЧВД.
Рисунок 8 – Треугольники скоростей потока ЧСД.
Рисунок 9 – Тепловой процесс ЧСД
Рисунок 10 - Характеристики группы ступеней ЧСД
Рисунок 11 - Треугольники скоростей потока первой ступени ЦНД
Рисунок 12 – Тепловой процесс первой ступени ЦНД
Рисунок 13 - Характеристики группы ступеней ЦНД
Рисунок 14 – Треугольники скоростей потока последней ступени ЦНД
Рисунок 15 – Тепловой процесс последней ступени ЦНД
Таблица 3 - расчетные параметры регулирующей ступени (1-я ступень турбины)
|
Наименование параметра |
обозначение |
размерность |
значение |
|
Расход пара |
G |
кг/с |
131,57 |
|
Средний диаметр |
d1 |
м |
1,050 |
|
Окружная скорость |
u |
м/с |
164,934 |
|
Отношения скоростей |
- |
0,46 |
|
|
Степень реакции |
- |
0,02 |
|
|
Фиктивная скорость |
м/с |
358,551 |
|
|
Теоретическая скорость выхода из сопловой решетки |
м/с |
355 |
|
|
Теоретическая скорость выхода из рабочей решетки |
м/с |
185,331 |
|
|
Коэффициент расхода сопловой решетки |
- |
0,96 |
|
|
Коэффициент расхода рабочей решетки |
- |
0,93 |
|
|
Угол направления скорости с1 |
град |
14 |
|
|
Угол направления скорости w2 |
град |
25,4 |
|
|
Угол направления скорости с2 |
град |
83,2 |
|
|
Угол направления скорости w1 |
град |
26,94 |
|
|
Числа Маха по скорости c1t |
- |
0,53 |
|
|
Числа Маха по скорости w2t |
- |
0,278 |
|
|
Высота сопловой решетки |
м |
0,020 |
|
|
Высота рабочей решетки |
м |
0,023 |
|
|
Хорда профиля сопловой решетки |
м |
0,088 |
|
|
Хорда профиля рабочей решетки |
м |
0,053 |
|
|
Относительный шаг профиля сопловой решетки |
- |
0,71 |
|
|
Относительный шаг профиля рабочей решетки |
- |
0,34 |
|
|
Коэффициент скорости сопловой решетки |
- |
0,94 |
|
|
Коэффициент скорости рабочей решетки |
- |
0,932 |
|
|
Скорость выхода потока из сопловой решетки |
м/с |
333,768 |
|
|
Скорость выхода потока из рабочей решетки |
м/с |
172,728 |
|
|
Относительная скорость входа пара на рабочую решетку |
м/с |
178,257 |
|
|
Абсолютная скорость выхода пара на рабочую решетку |
м/с |
74,622 |
|
|
Удельная работа регулирующей ступени |
кДж/кг |
54,87 |
|
|
Мощность, развиваемая на лопатках |
МВт |
7,22 |
|
|
Относительный лопаточный КПД |
- |
0,853 |
|
|
Потери в сопловой решетке |
кДж/кг |
7,31 |
|
|
Потери в рабочей решетке |
кДж/кг |
2,2 |
|
|
Потери с выходной скоростью |
кДж/кг |
2,78 |
|
|
Потери от трения диска и бандажа о пар |
- |
0,005 |
|
|
Потери, вызванные парциальным подводом пара |
- |
0,024 |
|
|
Потери, вызванные утечками |
- |
0,033 |
|
|
Потери от влажности |
- |
0 |
|
|
Относительный внутренний КПД |
- |
0,791 |
|
|
Окружное усилие на рабочей лопатке |
Н |
43770 |
Таблица 4 - расчетные параметры 2й ступени ЧВД (2-я ступень турбины)
|
Наименование параметра |
обозначение |
размерность |
значение |
|
Расход пара |
G |
кг/с |
131,57 |
|
Средний диаметр |
d1 |
м |
0,99 |
|
Окружная скорость |
u |
м/с |
155,509 |
|
Отношения скоростей |
- |
0,52 |
|
|
Степень реакции |
- |
0,2 |
|
|
Фиктивная скорость |
м/с |
299,056 |
|
|
Теоретическая скорость выхода из сопловой решетки |
м/с |
267,432 |
|
|
Теоретическая скорость выхода из рабочей решетки |
м/с |
175,616 |
|
|
Коэффициент расхода сопловой решетки |
- |
0,974 |
|
|
Коэффициент расхода рабочей решетки |
- |
0,95 |
|
|
Угол направления скорости с1 |
град |
14 |
|
|
Угол направления скорости w2 |
град |
20,1 |
|
|
Угол направления скорости с2 |
град |
90 |
|
|
Угол направления скорости w1 |
град |
33,3 |
|
|
Числа Маха по скорости c1t |
- |
0,404 |
|
|
Числа Маха по скорости w2t |
- |
0,266 |
|
|
Высота сопловой решетки |
м |
0,025 |
|
|
Высота рабочей решетки |
м |
0,028 |
|
|
Хорда профиля сопловой решетки |
м |
0,040 |
|
|
Хорда профиля рабочей решетки |
м |
0,028 |
|
|
Относительный шаг профиля сопловой решетки |
- |
0,032 |
|
|
Относительный шаг профиля рабочей решетки |
- |
0,019 |
|
|
Коэффициент скорости сопловой решетки |
- |
0,966 |
|
|
Коэффициент скорости рабочей решетки |
- |
0,946 |
|
|
Скорость выхода потока из сопловой решетки |
м/с |
258,339 |
|
|
Скорость выхода потока из рабочей решетки |
м/с |
166,133 |
|
|
Относительная скорость входа пара на рабочую решетку |
м/с |
113,845 |
|
|
Абсолютная скорость выхода пара на рабочую решетку |
м/с |
57,095 |
|
|
Удельная работа регулирующей ступени |
кДж/кг |
38,98 |
|
|
Мощность, развиваемая на лопатках |
МВт |
5,13 |
|
|
Относительный лопаточный КПД |
- |
0,872 |
|
|
Потери в сопловой решетке |
кДж/кг |
2,39 |
|
|
Потери в рабочей решетке |
кДж/кг |
1,62 |
|
|
Потери с выходной скоростью |
кДж/кг |
1,63 |
|
|
Потери от трения диска и бандажа о пар |
- |
0,004 |
|
|
Потери, вызванные парциальным подводом пара |
- |
0,005 |
|
|
Потери, вызванные утечками |
- |
0,044 |
|
|
Потери от влажности |
- |
0 |
|
|
Относительный внутренний КПД |
- |
0,819 |
|
|
Окружное усилие на рабочей лопатке |
Н |
32980 |
Таблица 7 - расчетные параметры 1й ступени ЧСД (9-я ступень турбины)
|
Наименование параметра |
обозначение |
размерность |
значение |
|
Расход пара |
G |
кг/с |
118,88 |
|
Средний диаметр |
d1 |
м |
1,162 |
|
Окружная скорость |
u |
м/с |
182,55 |
|
Отношения скоростей |
- |
0,543 |
|
|
Степень реакции |
- |
0,25 |
|
|
Фиктивная скорость |
м/с |
336,188 |
|
|
Теоретическая скорость выхода из сопловой решетки |
м/с |
291,136 |
|
|
Теоретическая скорость выхода из рабочей решетки |
м/с |
203,358 |
|
|
Коэффициент расхода сопловой решетки |
- |
0,977 |
|
|
Коэффициент расхода рабочей решетки |
- |
0,957 |
|
|
Угол направления скорости с1 |
град |
14 |
|
|
Угол направления скорости w2 |
град |
20,2 |
|
|
Угол направления скорости с2 |
град |
90 |
|
|
Угол направления скорости w1 |
град |
36,7 |
|
|
Числа Маха по скорости c1t |
- |
0,421 |
|
|
Числа Маха по скорости w2t |
- |
0,295 |
|
|
Высота сопловой решетки |
м |
0,069 |
|
|
Высота рабочей решетки |
м |
0,072 |
|
|
Хорда профиля сопловой решетки |
м |
0,066 |
|
|
Хорда профиля рабочей решетки |
м |
0,034 |
|
|
Относительный шаг профиля сопловой решетки |
- |
0,053 |
|
|
Относительный шаг профиля рабочей решетки |
- |
0,023 |
|
|
Коэффициент скорости сопловой решетки |
- |
0,971 |
|
|
Коэффициент скорости рабочей решетки |
- |
0,952 |
|
|
Скорость выхода потока из сопловой решетки |
м/с |
283,693 |
|
|
Скорость выхода потока из рабочей решетки |
м/с |
193,597 |
|
|
Относительная скорость входа пара на рабочую решетку |
м/с |
114,431 |
|
|
Абсолютная скорость выхода пара на рабочую решетку |
м/с |
66,854 |
|
|
Удельная работа регулирующей ступени |
кДж/кг |
50,07 |
|
|
Мощность, развиваемая на лопатках |
МВт |
5,95 |
|
|
Относительный лопаточный КПД |
- |
0,886 |
|
|
Потери в сопловой решетке |
кДж/кг |
2,42 |
|
|
Потери в рабочей решетке |
кДж/кг |
1,94 |
|
|
Потери с выходной скоростью |
кДж/кг |
2,24 |
|
|
Потери от трения диска и бандажа о пар |
- |
0,002 |
|
|
Потери, вызванные парциальным подводом пара |
- |
0,005 |
|
|
Потери, вызванные утечками |
- |
0,020 |
|
|
Потери от влажности |
- |
0 |
|
|
Относительный внутренний КПД |
- |
0,859 |
|
|
Окружное усилие на рабочей лопатке |
Н |
32610 |
Таблица 10 - расчетные параметры 1й ступени ЦНД (18-я ступень турбины)
|
Наименование параметра |
обозначение |
размерность |
значение |
|
Расход пара |
G |
кг/с |
103,34 |
|
Средний диаметр |
d1 |
м |
1,689 |
|
Окружная скорость |
u |
м/с |
265,3 |
|
Отношения скоростей |
- |
0,587 |
|
|
Степень реакции |
- |
0,35 |
|
|
Фиктивная скорость |
м/с |
452,0 |
|
|
Теоретическая скорость выхода из сопловой решетки |
м/с |
364,5 |
|
|
Теоретическая скорость выхода из рабочей решетки |
м/с |
275,1 |
|
|
Коэффициент расхода сопловой решетки |
- |
0,978 |
|
|
Коэффициент расхода рабочей решетки |
- |
0,958 |
|
|
Угол направления скорости с1 |
град |
14 |
|
|
Угол направления скорости w2 |
град |
20,7 |
|
|
Угол направления скорости с2 |
град |
77,6 |
|
|
Угол направления скорости w1 |
град |
94,5 |
|
|
Числа Маха по скорости c1t |
- |
0,477 |
|
|
Числа Маха по скорости w2t |
- |
0,506 |
|
|
Высота сопловой решетки |
м |
0,079 |
|
|
Высота рабочей решетки |
м |
0,082 |
|
|
Хорда профиля сопловой решетки |
м |
0,071 |
|
|
Хорда профиля рабочей решетки |
м |
0,036 |
|
|
Относительный шаг профиля сопловой решетки |
- |
0,057 |
|
|
Относительный шаг профиля рабочей решетки |
- |
0,024 |
|
|
Коэффициент скорости сопловой решетки |
- |
0,972 |
|
|
Коэффициент скорости рабочей решетки |
- |
0,952 |
|
|
Скорость выхода потока из сопловой решетки |
м/с |
257,1 |
|
|
Скорость выхода потока из рабочей решетки |
м/с |
264,9 |
|
|
Относительная скорость входа пара на рабочую решетку |
м/с |
64,2 |
|
|
Абсолютная скорость выхода пара на рабочую решетку |
м/с |
94,8 |
|
|
Удельная работа регулирующей ступени |
кДж/кг |
90,58 |
|
|
Мощность, развиваемая на лопатках |
МВт |
4,68 |
|
|
Относительный лопаточный КПД |
- |
0,886 |
|
|
Потери в сопловой решетке |
кДж/кг |
3,67 |
|
|
Потери в рабочей решетке |
кДж/кг |
3,54 |
|
|
Потери с выходной скоростью |
кДж/кг |
4,84 |
|
|
Потери от трения диска и бандажа о пар |
- |
0,003 |
|
|
Потери, вызванные парциальным подводом пара |
- |
0,004 |
|
|
Потери, вызванные утечками |
- |
0,019 |
|
|
Потери от влажности |
- |
0 |
|
|
Относительный внутренний КПД |
- |
0,84 |
|
|
Окружное усилие на рабочей лопатке |
Н |
17600 |
Таблица 12 - расчетные параметры последней ступени ЦНД (23-я ступень турбины)
|
Наименование параметра |
обозначение |
размерность |
значение |
|
Расход пара |
G |
кг/с |
45,23 |
|
Средний диаметр |
d1 |
м |
2,390 |
|
Окружная скорость |
u |
м/с |
375,5 |
|
Отношения скоростей |
- |
0,78 |
|
|
Степень реакции |
- |
0,651 |
|
|
Фиктивная скорость |
м/с |
481,4 |
|
|
Теоретическая скорость выхода из сопловой решетки |
м/с |
284,43 |
|
|
Теоретическая скорость выхода из рабочей решетки |
м/с |
408,2 |
|
|
Коэффициент расхода сопловой решетки |
- |
0,978 |
|
|
Коэффициент расхода рабочей решетки |
- |
0,962 |
|
|
Угол направления скорости с1 |
град |
14 |
|
|
Угол направления скорости w2 |
град |
43,7 |
|
|
Угол направления скорости с2 |
град |
109,3 |
|
|
Угол направления скорости w1 |
град |
147,6 |
|
|
Числа Маха по скорости c1t |
- |
0,70 |
|
|
Числа Маха по скорости w2t |
- |
1,036 |
|
|
Высота сопловой решетки |
м |
0,777 |
|
|
Высота рабочей решетки |
м |
0,780 |
|
|
Хорда профиля сопловой решетки |
м |
0,223 |
|
|
Хорда профиля рабочей решетки |
м |
0,112 |
|
|
Относительный шаг профиля сопловой решетки |
- |
0,175 |
|
|
Относительный шаг профиля рабочей решетки |
- |
0,067 |
|
|
Коэффициент скорости сопловой решетки |
- |
0,977 |
|
|
Коэффициент скорости рабочей решетки |
- |
0,955 |
|
|
Скорость выхода потока из сопловой решетки |
м/с |
277,9 |
|
|
Скорость выхода потока из рабочей решетки |
м/с |
389,8 |
|
|
Относительная скорость входа пара на рабочую решетку |
м/с |
125,4 |
|
|
Абсолютная скорость выхода пара на рабочую решетку |
м/с |
285,14 |
|
|
Удельная работа регулирующей ступени |
кДж/кг |
65,83 |
|
|
Мощность, развиваемая на лопатках |
МВт |
2,98 |
|
|
Относительный лопаточный КПД |
- |
0,568 |
|
|
Потери в сопловой решетке |
кДж/кг |
1,839 |
|
|
Потери в рабочей решетке |
кДж/кг |
7,33 |
|
|
Потери с выходной скоростью |
кДж/кг |
40,65 |
|
|
Потери от трения диска и бандажа о пар |
- |
0,0005 |
|
|
Потери, вызванные парциальным подводом пара |
- |
0,003 |
|
|
Потери, вызванные утечками |
- |
0,001 |
|
|
Потери от влажности |
- |
0,174 |
|
|
Относительный внутренний КПД |
- |
0,54 |
|
|
Окружное усилие на рабочей лопатке |
Н |
7900 |
Список литературы
- Костюк А. Г. Динамика и прочность турбомашин: Учебник для вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Издательство МЭИ, 2000.-480 с.:ил.
- Паровая турбина К-160-130 ХТГЗ / под ред. С. П. Соболева. – М.:Энергия, 1980. – 192 с., ил.
- Щегляев А. В. Паровые турбины. (Теория теплового процесса и конструкция турбин.) Изд. 4-е, переработ. М., «Энергия», 1967.
[1] Все рисунки вынесены к конец курсового проекта.
[2] Таблицы 3, 4, 7, 10, 12 вынесены в конец курсового проекта