
- •Предварительный расчет.
- •Определение номинальной мощности цвд
- •1.2 Построение рабочего ориентировочного процесса в цвд
- •Ориентировочный расчет регулирующей ступени
- •Определение размеров первой нерегулируемой ступени
- •Определение размеров и теплового перепада последней ступени цвд
- •Определение числа нерегулируемых ступеней и распределение теплового перепада
- •Подробный расчет ступеней цвд.
- •Расчет регулирующей ступени
- •Расчет сопл регулирующей ступени
- •Выбор профиля сопловой лопатки
- •Определение потерь сопловой решетки
- •Выбор профиля рабочей лопатки
- •Определение внутреннего относительного кпд
- •Определение расхода пара через нерегулируемые ступени
- •Детальный расчет нерегулируемых ступеней
- •Переменный режим работы.
- •4. Расчет элементов турбины на прочность
- •4.1. Расчет на прочность ленточного бандажа рабочих лопаток рс
- •4.2. Расчет рабочих лопаток регулирующей ступени на изгиб и растяжение при режиме первого полностью открытого клапана
- •4.3. Расчет рабочих лопаток 1-ой не регулирующей ступени на изгиб и растяжение при режиме максимального пропуска пара.
- •4.4. Ориентировочный расчет первой критической частоты вращения ротора
- •4.5. Расчет шейки вала на скручивание при коротком замыкании.
- •4.6. Расчет корпуса турбины в районе выхлопа
- •4 .7. Расчет фланцев и шпилек турбины в районе регулирующей ступени на изгиб и растяжение.
- •4.8. Расчет диафрагмы 1-ой нерегулируемой ступени в режиме максимального пропуска пара.
- •4.9. Расчет на вибронадежностъ рабочих лопаток регулирующей ступени.
Переменный режим работы.
Уточнение расхода пара на турбину. Определение числа клапанов.
кг/с
где
0=f(0;);
По диаграмме Щегляева 0=0,76;
Общее количество сопл: z0=45
z1 = 19 ; z2 = 13 ; z3 = 13 ;
Площадь сечения каждой группы сопл:
Выбор способа перегрузки турбины.
Перегрузка через дополнительную группу сопл до достижения епер=0,841
епер=0,841
соответствует
кг/с
Для случаев перегрузки определяем общее количество сопл
Количество сопл, пропускающих пар в перегрузочные клапана
Определение расходов через сопловые группы при полном открытии регулирующих клапанов.
Определяем критические расходы через группы сопл
На основании таблицы 3.1 выполняем графическое построение.
Определяем значения относительных расходов пара при полностью открытых клапанах
Расчет на переменный режим ЦВД многоцилиндровой турбины
Расчет на переменный режим ЦВД многоцилиндровой турбины с перегрузкой дополнительной группой сопл представлен в таблице 3.2.
Поскольку ЦВД является частью турбины и за этим отсеком располагаются остальные нерегулируемые ступени, группу нерегулируемых ступеней следует рассматривать как промежуточный отсек всей турбины, тепловой перепад которого, а, следовательно, и КПД практически не меняются.
По этой схеме турбина делится на два отсека. Первый отсек — регулирующая ступень, второй отсек — нерегулируемые ступени, давление за которыми меняется по уравнению Флюгеля. Таким образом, заданное давление Рк справедливо только для расчетного режима. Для ЦВД определение Ne, Nэ, оэ, dэ не имеет реального смысла, и поэтому эти величины в расчете не приводятся.
Определение расходов через сопловые группы при полном открытии регулирующих клапанов
Таблица 3.1
№ п./п. |
Величина |
Порядок определения |
Раз- мерность |
|
|||||||||||
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1,0 |
1,03 |
1,05 |
1,07 |
||||
1 |
Расход пара |
|
кг/с |
33,85 |
50,78 |
67,71 |
84,64 |
101,56 |
118,49 |
135,42 |
152,34 |
169,27 |
174,35 |
177,73 |
181,12 |
2 |
Давление за соплами регулирующей ступени |
|
МПа |
2,04 |
3,05 |
4,07 |
5,09 |
6,11 |
7,13 |
8,14 |
9,16 |
10,18 |
10,18 |
10,18 |
10,18 |
3 |
Отношение давлений |
|
— |
0,157 |
0,235 |
0,313 |
0,392 |
0,47 |
0,548 |
0,636 |
0,705 |
0,783 |
0,783 |
0,783 |
0,783 |
4 |
Отношение давлений |
|
— |
0,962 |
0,962 |
0,962 |
0,962 |
0,962 |
0,962 |
0,962 |
0,962 |
0,962 |
0,962 |
0,962 |
0,962 |
5 |
Коэффициент расхода |
|
— |
0,962 |
0,962 |
0,962 |
0,962 |
0,962 |
0,96 |
0,93 |
0,875 |
0,795 |
0,795 |
0,795 |
0,795 |
6 |
Расход через первый клапан |
|
кг/с |
90,46 |
90,46 |
90,46 |
90,46 |
90,46 |
90,27 |
87,45 |
82,28 |
74,76 |
74,76 |
74,76 |
74,76 |
7 |
Расход через второй клапан |
|
кг/с |
61,90 |
61,90 |
61,90 |
61,90 |
61,90 |
61,77 |
59,84 |
56,30 |
51,15 |
51,15 |
51,15 |
51,15 |
8 |
Расход через третий клапан |
|
кг/с |
61,90 |
61,90 |
61,90 |
61,90 |
61,90 |
61,77 |
59,84 |
56,30 |
51,15 |
51,15 |
51,15 |
51,15 |
9 |
Расход через четвертый клапан |
|
кг/с |
38,09 |
38,09 |
38,09 |
38,09 |
38,09 |
38,01 |
36,82 |
34,64 |
31,48 |
31,48 |
31,48 |
31,48 |
Таблица 3.2 Расчет на переменный режим работы
№ п./п. |
Величина |
Порядок определения |
Раз- мерность |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
q1 0,534 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
q2 0,849 |
0,9 |
q3 1,0 |
1,04 |
q4 1,07 |
|
|||||||||||||||||||||||
Расчет на переменный режим регулирующей ступени |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 |
Расход пара |
|
кг/с |
33,85 |
50,78 |
67,71 |
84,64 |
90,39 |
101,56 |
118,49 |
135,42 |
143,71 |
152,34 |
169,27 |
176,04 |
181,12 |
|
|||||||||||||||||||
2 |
Давление за соплами регулирующей ступени |
|
МПа |
3,11 |
3,82 |
4,63 |
5,50 |
5,80 |
6,40 |
7,33 |
8,27 |
8,74 |
9,22 |
10,18 |
10,56 |
10,85 |
|
|||||||||||||||||||
3 |
Отношение давлений |
|
— |
0,239 |
0,294 |
0,356 |
0,423 |
0,446 |
0,493 |
0,564 |
0,636 |
0,672 |
0,709 |
0,783 |
0,813 |
0,835 |
|
|||||||||||||||||||
4 |
Давление в камере регулирующей ступени |
|
МПа |
3,09 |
3,77 |
4,56 |
5,41 |
5,71 |
6,30 |
7,20 |
8,12 |
8,58 |
9,06 |
10,00 |
10,37 |
10,66 |
|
|||||||||||||||||||
Поток через полностью открытые клапаны |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
5 |
Номер П.О.К. |
|
— |
- |
- |
- |
- |
1 |
1 |
1 |
1 |
1+2 |
1+2 |
1+2+3 |
1+2+3 |
1+2+3+4 |
|
|||||||||||||||||||
6 |
Расход через П.О.К. |
Gпок |
кг/с |
- |
- |
- |
- |
90,39 |
90,39 |
90,39 |
90,39 |
143,75 |
143,75 |
169,30 |
169,30 |
181,1 |
|
|||||||||||||||||||
7 |
Отношение давлений |
|
— |
0,247 |
0,302 |
0,365 |
0,433 |
0,457 |
0,504 |
0,576 |
0,650 |
0,686 |
0,724 |
0,800 |
0,830 |
0,852 |
|
|||||||||||||||||||
8 |
Использованный теплоперепад |
|
кДж/кг |
- |
- |
- |
- |
130,3 |
120,62 |
106,25 |
90,62 |
82,5 |
76,25 |
60,2 |
54,37 |
50,8 |
|
|||||||||||||||||||
Поток через частично открытый клапан |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
9 |
Номер Ч.О.К. |
|
— |
I |
I |
I |
I |
- |
II |
II |
II |
- |
III |
- |
IV |
- |
|
|||||||||||||||||||
10 |
Расход через Ч.О.К. |
|
кг/с |
33,85 |
50,78 |
67,71 |
84,64 |
- |
11,17 |
28,1 |
45,03 |
- |
8,59 |
- |
6,74 |
- |
|
|||||||||||||||||||
11 |
Относительный пропуск пара |
|
— |
0,36 |
0,54 |
0,72 |
0,9 |
- |
0,174 |
0,437 |
0,7 |
- |
0,134 |
- |
0,105 |
- |
|
|||||||||||||||||||
12 |
Отношение начальных давлений |
|
— |
0,36 |
0,54 |
0,72 |
0,9 |
- |
0,505 |
0,605 |
0,82 |
- |
0,72 |
- |
0,818 |
- |
|
|||||||||||||||||||
13 |
Давление за Ч.О.К |
|
МПа |
4,68 |
7,02 |
9,36 |
11,7 |
- |
6,57 |
7,87 |
10,66 |
- |
9,36 |
- |
10,63 |
- |
|
|||||||||||||||||||
14 |
Отношение давлений |
|
— |
0,659 |
0,537 |
0,488 |
0,463 |
- |
0,959 |
0,916 |
0,762 |
- |
0,968 |
- |
0,975 |
- |
|
|||||||||||||||||||
15 |
Использованный теплоперепад |
|
кДж/кг |
89,37 |
113,75 |
124,75 |
130,4 |
- |
-37,5 |
37,2 |
68,87 |
- |
-37,5 |
- |
-32,5 |
- |
|
|||||||||||||||||||
Регулирующая ступень в целом |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
16 |
Усредненный теплоперепад |
|
кДж/кг |
89,37 |
113,75 |
124,75 |
130,4 |
130,3 |
103,227 |
89,87 |
83,38 |
82,5 |
69,83 |
60,2 |
51,04 |
50,8 |
|
|||||||||||||||||||
17 |
Энтальпия за регулирующей ступенью |
|
кДж/кг |
3355,73 |
3331,35 |
3320,35 |
3314,7 |
3314,8 |
3341,87 |
3355,22 |
3361,71 |
3362,6 |
3375,27 |
3384,9 |
3394,06 |
3394,3 |
|
|||||||||||||||||||
18 |
Внутренняя мощность рег. ступени |
|
кВт |
3025,5 |
5776,3 |
8446,6 |
11036,4 |
11777,8 |
10483,9 |
10649,2 |
11292,1 |
11856,1 |
10638,7 |
10190,1 |
8985,8 |
9200,8 |
|
|||||||||||||||||||
Нерегулируемые ступени |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
19 |
Давление за ЦВД |
|
МПа |
0,48 |
0,72 |
0,96 |
1,2 |
1,282 |
1,44 |
1,68 |
1,92 |
2,04 |
2,16 |
2,4 |
2,496 |
2,562 |
|
|||||||||||||||||||
20 |
Теплоперепад нерегулируемых ступеней |
|
кДж/кг |
385,6 |
385,6 |
385,6 |
385,6 |
385,6 |
385,6 |
385,6 |
385,6 |
385,6 |
385,6 |
385,6 |
385,6 |
385,6 |
|
|||||||||||||||||||
21 |
Внутренний КПД нерегулируемых ступеней |
|
— |
0,861 |
0,861 |
0,861 |
0,861 |
0,861 |
0,861 |
0,861 |
0,861 |
0,861 |
0,861 |
0,861 |
0,861 |
0,861 |
|
|||||||||||||||||||
22 |
Использованный теплоперепад нерег. ступеней |
|
кДж/кг |
332 |
332 |
332 |
332 |
332 |
332 |
332 |
332 |
332 |
332 |
332 |
332 |
332 |
|
|||||||||||||||||||
23 |
Мощность нерегулируемых ступеней |
|
кВт |
11239,5 |
16859 |
22479 |
28099 |
30009 |
33718 |
39338 |
44958 |
47712 |
50578 |
56198 |
58445 |
60131 |
|
|||||||||||||||||||
Турбина в целом |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
24 |
Внутренняя мощность |
|
кВт |
14265 |
22635 |
30926 |
39135 |
41787 |
44202 |
49987 |
56250 |
59568 |
61217 |
66388 |
67431 |
69332 |
||||||||||||||||||||
25 |
Внутренний относительный КПД |
|
— |
0,521 |
0,607 |
0,672 |
0,727 |
0,743 |
0,727 |
0,746 |
0,775 |
0,794 |
0,789 |
0,809 |
0,806 |
0,816 |
||||||||||||||||||||
26 |
|
|
кВт |
13997 |
22211 |
30347 |
38401 |
41004 |
43374 |
49051 |
54506 |
58452 |
60069 |
65144 |
66168 |
68033 |
||||||||||||||||||||
27 |
|
|
— |
0,511 |
0,596 |
0,659 |
0,713 |
0,729 |
0,713 |
0,732 |
0,76 |
0,779 |
0,774 |
0,794 |
0,791 |
0,801 |
||||||||||||||||||||
28 |
|
|
кг/c |
8,707 |
8,05 |
8,032 |
7,934 |
7,936 |
8,429 |
8,696 |
8,944 |
8,851 |
9,13 |
9,354 |
9,578 |
9,584 |