Тепловой процесс турбинной ступени

Принципиальная схема:

1. Сапло

2. Диск

3. Рабочие лопатки

4. Вал

Развернутая схема:

1 – неподвижные сопловые лопатки

2 – подвижные рабочие лопатки

– абсолютная скорость пара

– окружная скорость рабочих лопаток.

– относительная скорость пара

Диск + Вал

Совокупность каналом между сопловыми и рабочими лопатками, проточная часть турбин .

Один ряд сопловых лопаток + ряд рабочих лопаток – это первая ступенька для турбинной тупени справедливо выражение:

– удельная энтропия до и после

– скорость турбины до и после

Располагаемая теплофикация ступени

Степень реактивности турбинной ступени:

– теплопередача в рабочих лопатках

– располагаемый перепад в теплоступени

– ступени активные

– ступени реактивные

Паровые турбины.

Паровые турбины обычно многоступенчатые геометрические размеры проточной части по ходу пара возрастает

В активной турбине располагаемый теплоперепад и перепад давлений срабатывает с саплового аппарата

В реактивной турбине срабатывает на рабочих лопатках

Схема полуреактивной турбины:

1 – корпус турбина

2 – вал

3 – неподвижные сопловидные лопатки

4 – подвижные рабочие лопатки.

Классификация паровых турбин.

по назначению:

1. Энергетическое

2. Промышленное

3. Для привода насосов и вентиляторов станции

По характеру:

1. Кондисационные

2. Теплофикационные

По параметрам пара:

1. До критического давления

2. Сверх критического давления

На ТЭС используют перегретый пар, на АЭС используют насыщенный пар.

По числу часов исполнения:

1. Базовые (число часов более 5000 в год)

2. Полупиковые (число часов 2000-5000 в год)

3. Пиковые (число часов < 2000 часов в год)

По конструктивным особенностям:

1. Одноцилиндровое

2. Многоцилиндровое

3. Одновальные

4. Активные

5. Реактивные

По маркировке:

Марка турбины состоит из букв и цифр

К – кондисационная турбина

Р – турбина с противодавлением

П – с производственным отбором пара

Т – с теплофикационным отводом пара

ПТ – производственная и отопительная

ПР – производственный отбор

Пример:

К-300-240 (300 это мощность в МВт, 240 это давление свежего пара)

Т-100-120-130-3

ЦВД – цилиндр высокого давления

С – поток свежего пара

– пар из отопительных отпорок

– конденсатор

Особенности газовых турбин в сравнении с паровыми.

1. У газовых турбин меньше реальный теплоперепад, следовательно меньшее число ступеней

2. Высокая температура рабочего тела 750-1150

3. Детали изготавливают из высокогокачественных лигированных сталей

4. Воздушное охлаждение корпуса и ротора турбины

5. Высокая маневренность

Физические основы атомной энергетики

В основе лежат цепная реакция.

Если свободный нейтрон ударяет по ядру атомов , , , то ядро атомов распадается и выделяется энергия, появляются свободные нейтроны.

При распаде появляются 2.46 свободных нейтронов

Теплотворная способность урана 236 составляет 7,961 кДж/кг

1 кг урана 235 эквивалентен 2.7 млн. кг условного топлива

Природный уран состоит из урана 238 (99.3%) и уран 235 (0.7%)

Перед использованием уран обогащают до содержания урана 235 (3.3 – 4.4%)

Топливо считается отработанным, когда концентрация ураа снижается до 1.26%

На заводе по обогащению урана получают диоксид урана из него делают таблетки d = 9мм, а высота 15-30 мм и таблетки помещают в герметические, цилиндрические трубки длиной 4 м.

Объем активной зоны реактора должен быть достаточно большим, больше критического объёма, чтобы потеря свободных электронов не превышала 10%

Если быстрый нейтрон достигает урана 238, то образуется плутоний 239, а это тоже ядерное топливо. В природе плутония не существует .Период полураспада плутония – 24 тыс. лет.

Коэффициент воспроизводства плутония 1.4 – 1.5

Энергия быстрых нейтронов в 100 раз больше, чем тепловых при распаде ядра плутония 239 получается 3 свободных нейтрона и энергия выделяется больше, чем при распаде.

В реакторах на тепловых нейтронах применяют замедлитель. Им может быть вода , графит и еще тяжелая вода .

Скорость цепной реакции регулируют с помощью компенсирующих стержней чаще из карбидабора.

При определённом режиме АС образуется оружейный уран с содержанием урана 235 больше, чем 90% и оружейный плутоний с содержанием плутония 239 больше, чем 90%.