Самостоятельная подготовка учебно-методических материалов, конспекта занятия с решениями задач на практическом занятии.
Работа турбины при переменном режиме с постоянным начальным давлением.
Определим параметры пара в камере регулирующей ступени турбины К-300-240 XT3 при номинальном расходе пара G0 = 277,8 кг/с и при режиме открытых полностью только двух клапанов, подводящих пар к левой верхней и правой нижней сопловым коробкам.
Рисунок 2.1. Разрез по паровпуску ЦВД турбины К-300-240 ХТЗ
Будем считать, что параметры пара перед стопорным и регулирующими клапанами одинаковы; неизменны и равны: Роо = 23,5 МПа, tоо = 540°С. Для простоты расчета будем считать, что относительный внутренний КПД регулирующей ступени для двух рассматриваемых режимов одинаков и равен ηоi = 0,8.
Выполним сначала расчет для номинального режима. По параметрам Pоо и toо, пользуясь hs-диаграммой, определим начальную энтальпию пара: ho = 3324 кДж/кг.
Давление в камере регулирующей ступени найдем с помощью диаграммы парораспределения турбины, показанной на рисунке 2.2.
Рисунок 2.2. Изменение давлений в турбине К-300-240 ХЗТ при изменении пропуска пара.
1 – давление перед стопорными клапанами, 2 – давление в левом верхнем и правом нижнем паровыпускных патрубках, 3 – давление в камере регулирующей ступени, 4 – давление за IV ступенью ЦВД, 5 – давление на выходе из ЦВД, 6 – давление в левом нижнем паровыпускном патрубке, 7 – давление в правом верхнем паровпускном патрубке
При заданном расходе пара оно составит Р20 = 19 МПа. Нанося изоэнтропийный процесс расширения пара в регулирующей ступени hs-диаграмме (рис 2.3), получим энтальпию в конце процесса расширения:
h2 = 3260 кДж/кг.
Следовательно, использованный теплоперепад ступени турбины составит:
Рисунок 2.3. Процессы расширения пара в регулирующей ступени турбины К-300-240 ХТЗ при различных пропусках пара
Найдя на hs-диаграмме точку С, соответствующую энтальпии
и давлению Р2о = 19 МПа, получим температуру в камере регулирующей ступени:
t2о = 504°С.
Теперь выполним расчет для режима частичной нагрузки.
Пользуясь рисунком 2.2, получим, что при двух полностью открытых клапанах расход пара G1 = 222,2 кг/с, а давление в камере регулирующей ступени Р2i = 15,2 МПа. Так как дросселирования пара в регулирующих клапанах по предположению не происходит, то расчет этого режима можно выполнить совершенно аналогично и получить использованный теплоперепад регулирующей ступени для рассматриваемого режима: Н’1 = 96 кДж/кг. Таким образом, из рассмотрения сравниваемых режимов следует, что уменьшение расхода пара на 20 % привело к увеличению теплоперепада регулирующей ступени почти вдвое. Точке С ’ конца процесса расширения пара будут отвечать энтальпия h’2 = 3218 кДж/кг и температура t’21 =470 °С. Следовательно, при уменьшении расхода пара на 20 % температура в камере регулирующей ступени уменьшилась с 504 до 470 °С. Дальнейшее уменьшение пропуска пара ведет к еще большему снижению температуры в камере регулирующей ступени.
На рисунке 2.3 линия АА"С" изображает процесс расширения пара при пропуске G2= 111,1 кг/с, при котором открыты частично только два клапана. В этом случае только за счет дросселирования температура пара уменьшается до 490 °С; затем в процессе расширения в ступени она уменьшается до 422 °С.