1 Краткое описание турбины к-500-166-1

Давление свежего пара на входе в турбину:

р₀ = 162,7 бар;

Давления отборов пара:

p_к = 0,063 бар;

Температура свежего пара на входе:

t₀ = 535 ºС.

Давление пара после промежуточного перегрева:

р = 36,2 бар.

Температура пара после промежуточного перегрева:

t = 530 ºС

Расход свежего пара при номинальной нагрузке:

Д = 1715 т/ч = 476,38 кг/с

Номинальная мощность:

N_э = 500 МВт.

Максимальная мощность:

N = 525 МВт

Формула проточной части:

для ЧВД: Р+8 (2 отбора)

для ЧСД: 2×11 (4 отбора)

для ЧНД: 2×5 (1 отбор)

Число цилиндров:

z_цил = 4.

Число выхлопов пара:

z_выхл = 4.

Число конденсаторов:

z_конд = 1.

Число ступеней:

z_ступ=25

Завод производитель – ЛМЗ

Полная длина турбины (с генератором/без генератора) – 47,2/30 м;

Температура питательной воды – 244 ºС;

Средний диаметр последней ступени – 2480 мм;

Высота рабочих лопаток последней ступени – 960 мм.

Рисунок 1. Принципиальная тепловая схема паровой турбины К-500-166-1

2 Построение h-S диаграммы

Определим по h–S диаграмме энтальпию пара на входе:

i₀ = 3380 кДж/кг;

Определим по h–S диаграмме теоретическую энтальпию пара на выходе:

i_kt =2250 кДж/кг;

Построим h-S диаграмму для всей турбины:

р_гпп=31 бар

h, кДж/кг

i_гпп = 3520

t_гпп=530°C

р₀=163 бар

р₁=155 бар

t₀=535°C

i₀ = 3380

р_хпп=34 бар

i_хпп = 3027

t_хпп=315°C

i_хt = 2980

i_к = 2767

р_к=0,063 бар

к

i_кt = 2250

кt

S, кДж/кг·К

Рисунок 2.1. H–S диаграмма турбины

Построим h–S диаграмму регулирующей ступени:

р₀=163 бар

р₁=155 бар

h, кДж/кг

i₀= 3380

t₀=535°C

t₁=530°C

υ_2t=0,025м³/кг

р^рс ₂=120 бар

i₂=3315

S, кДж/кг·К

Рисунок 2.2. H–S диаграмма регулирующей ступени

р_р=120 бар

р_с=130 бар

t₂= 487°C

i₂=3315

р₀=163 бар

р₁=155 бар

t₀=535°C

t₁=530°C

υ_ct=0,024 м³/кг

υ_pt=0,025 м³/кг

υ_c=0,0245 м³/кг

∆h_c=4,64

h_0л=6,4

∆h_p=3,75

∆h_вс=3,35

∆h_тр=0,86

∆h_вен=0,41

∆h_вых=0,62

h, кДж/кг

S, кДж/кг·К

Рисунок 2.3. Изображение процесса одновенечной регулирующей ступени в тепловой диаграмме

Определим энтальпию отработавшего пара:

i_k = i_гпп – (i_гпп – i_kt)η_oi

i_k = 3520 – (3520 – 2250)0,77 = 2767 кДж/кг

Определим располагаемый теплоперепад турбины:

Н₀ = i₀ - i_хпп + i_гпп – i_kt

Н₀ = 3380 – 3027 + 3520 – 2250 = 1623 к Дж/кг

3 Предварительный расчёт регулирующей ступени

ТУРБИНЫ K-300-240

Располагаемый теплоперепад регулирующей ступени для частоты вращения n=50 1/с определяется по формуле:

h₀=13,1·(d_p/x_опт)²,

где d_p- средний диаметр регулирующей ступени (для одновенечной регулирующей ступени d_p= 1,10 м), м; x_опт- оптимальная величина характеристики ступени.

По рекомендации преподавателя примем располагаемы теплоперепад:

h₀= 80 кДж/кг.

x_опт=φ·х₀,

где φ – коэффициент скорости сопловых решёток.

φ=0,96…0,97;

Определим характеристику ступени по уравнению:

(е·l_c / х₀)= 9,9·υ_2t / d²_p;

По графику находим

х₀ =0,43,

е = 0,82,

е·l_c / х₀=9,9·0,025/1,1² = 29,

x_опт=0,96·0,43=0,41;

Найдём окончательное значение давления пара за регулирующей ступенью Р₂. Относительный внутренний КПД регулирующей ступени:

0,81;

Определим по «i-S»- диаграмме значения энтальпии и удельного объёма пара:

i₂=i₀ – h₀· = 3380 – 80 · 0,81= 3315 (кДж/кг) ,

υ_2t = 0,025 м³/кг.