33. Понятие регулируемых и нерегулируемых ступеней.

Регулирующая ступень — это первая ступень турбины при сопловом парораспределении. При дроссельном парораспределении регулирующая ступень в турбине отсутствует. Основной конструк­тивной особенностью регулирующей ступени явля­ется изменяющаяся степень парциальности при из­менении расхода пара на турбину. В свя­зи с этим сопла регулирующей ступени объединены в группы. К каждой группе сопл пар подводится че­рез самостоятельный регулирующий клапан. При одном открытом клапане работает одна группа сопл, и поэтому ступень работает при малой степе­ни парциальности. По мере открытия следующих регулирующих клапанов степень парциальности растет. При всех открытых регулирующих клапанах степень парциальности регулирующей ступени все­гда меньше единицы. Регулирующая ступень конструктивно отделена объемной камерой от последую­щих нерегулируемых ступеней. Эта камера необхо­дима для растекания пара в окружном направлении, чтобы обеспечить подвод его к первой нерегулируе­мой ступени по всей окружности без существенных аэродинамических потерь энергии.

Первые нерегулируемые ступени турбин неболь­шой мощности (ступени с малым объемным расхо­дом пара) отличаются небольшими высотами со­пловых и рабочих лопаток. Для повышения КПД этих ступеней необходимо всеми возможными пу­тями увеличивать высоту этих лопаток.

33. Организация температурных расширений ротора и статора турбины. Относительные удлинения. Фикспункт турбины.

Для турбин на умеренные нагрузки и умеренные начальные параметры корпус ЦВД выполняют одностенным.

С повышением начальных параметров корпус выполняют 2-ух стенным.

При затяжке шпилек и болтов большого диаметра используется тепловая затяжка, обеспечивающая легкость и отсутствие повреждений на поверхности контакта.

Поскольку через внутренние и внешние корпусы проходит один и тот же ротор, внутренний корпус должен быть прицентрирован к внешнему.

Для этого в вертикальной плоскости используют специальные шпонки.

Рис. 7.4.

1 – продольная шпонка

2 – внутренний корпус закрытой крышки

3 – лопатки-подвески.

4 – внешний корпус

5 – вертикальная шпонка

Если не принять дополнительных мер, то внутренний корпус может перемещаться во внешнем. При этом будет возникать опасность выламывания штуцеров в месте сварки. Поэтому строго на оси паровпуска между корпусами устанавливают по две вертикальные шпонки.

В результате пересечения 3-ух плоскостей образуют фикс-пункт, от которого происходит свободное расширение внутри корпуса во внешнем при сохранении центровки.

Также используется 2-ух стенная конструкция корпусов ЦСД.

Внутренний корпус подвешивается во внешний на уровне горизонтального разъема и центрируется с помощью 4-х продольных шпонок. Фикс-пункт (мертв. точка) расположена на пересечении оси турбины и в поперечной плоскости паровпуска.

33. Особенности ступеней влажного пара турбин атомных электрических станций.

Подавляющее большинство турбин АЭС работа­ет на насыщенном паре. Особенности использова­ния влажного пара в турбинах АЭС существенным образом влияют на их расчет и конструкцию. Рас­смотрим некоторые из этих особенностей.

В турбинах насыщен­ного пара из-за пониженных начальных парамет­ров, меньшего располагаемого теплоперепада и по­ниженного КПД объемные расходы пара примерно на 60—90 % больше, чем в турбинах на высокие па­раметры той же мощности. В связи с этим для кон­струкции турбин АЭС характерны следующие осо­бенности: 1) повышенные габариты паровпускных органов; 2) двухпоточное исполнение ЧВД турбин мощностью выше 500 МВт; 3) из-за больших высот лопаток уже первые ступени выполняют с перемен­ным профилем лопаток по высоте; 4) большие вы­соты лопаток регулирующей ступени, что затрудня­ет применение парциального подвода пара, т.е. со­плового парораспределения из-за значительных из­гибающих напряжений в лопатках; 5) большие рас­ходы пара в ЦНД, что требует увеличения числа по­токов, применения пониженной частоты вращения.

Для турбин АЭС особо важна проблема влажности, так как все ступени таких тур­бин работают в зоне влажного пара. Приближенно можно считать, что увеличение средней влажности пара на 1 % приводит к уменьшению внутреннего относительного КПД турбины на 1 %.

Образование влаги в паре относительно высокой плотности в начале его расширения вызывает эро­зионное разрушение элементов проточной части. В турбинах, работающих на влажном паре, сущест­вуют различные виды эрозии: ударная, межщеле­вая, эрозия вымывания, встречающаяся в ресиве­рах, сепараторах и других частях, на которые дей­ствует влага в виде струй.

Одним из эффективных методов снижения по­терь от влажности пара является проектирование ступеней и решеток турбины с учетом особенно­стей течения влажного пара. В частности, увеличе­ние зазора между сопловыми и рабочими решетка­ми ведет к выравниванию потока при входе на ра­бочее колесо и дополнительному разгону капель влаги. Однако за счет этого уменьшается кинетиче­ская энергия потока на входе в рабочую решетку. Поэтому в каждой ступени существуют оптималь­ное соотношение размеров и оптимальный осевой зазор. Опыты показали, что увеличение осевого за­зора существенно не сказывается на экономичности ступени. В некоторых турбинах размер осевого за­зора в периферийной части последних ступеней до­ходит до 100 мм и более. Существуют и другие ме­тоды рационального проектирования ступени: уменьшение окружной скорости на периферии ло­паток, достигаемое сокращением высоты лопаток, переходом на пониженную частоту вращения, уменьшением числа сопловых лопаток, благодаря чему сокращается количество крупной влаги, сры­вающейся с выходных кромок сопловых лопаток и попадающей на рабочие лопатки.