29. Профили лопаток ступени, входной и выходной треугольники скоростей. Силы, действующие на рабочую лопатку(окружная, осевая)

Основное уравнение для определения окружного усилия, действующего со стороны потока рабочего тела на рабочие лопатки турбинной ступени осевого типа: R_u=G(c₁cosα₁+c₂cos₂α₂). Направление окружного усилия совпадает с направлением окружной скорости рабочих лопаток. Поэтому окружное усилие R_u определяет работу, совершаемую потоком на рабочих лопатках и на роторе турбины.

Основное уравнение для определения осевого усилия, действующего со стороны потока рабочего тела на рабочие лопатки турбинной ступени осевого типа: R_а=G(c₁sinα₁-c₂sin₂α₂)+(p₂-p₁)πdl₂.Эта осевая составляющая усилия направлена вектору окружной скорости и не производит работы. Однако составляющая должна учитываться при расчете осевых усилий, воспринимаемых упорным подшипником, а также наряду с R_u при определении изгибных напряжений в рабочих лопатках.

59. Особенности влажнопаровых турбин аэс. Мероприятия по повышению их надежности.

На АЭС с турбинами, рабо­тающими на влажном паре, начальные параметры характеризуются давлением р₀ (или температурой t₀) и степенью сухости пара x₀. При использовании слабоперегретого пара под начальными параметра­ми понимают температуру t₀ и давление р₀ пара перед турбиной. Известно, что увеличение начальных парамет­ров заметно повышает экономичность турбинной установки. На рис. 1.32 представлена зависимость термическою КПД цикла сухого насыщенного па­ра, широко применяемого на АЭС, от начальной температуры.

Для турбин насыщенного пара увеличение терми­ческого КПД цикла происходит при повышении на­чальных параметров только до определенных значе­ний- Максимум термического КПД цикла сухого на­сыщенного пара имеет место при начальной темпе­ратуре пара около 350 °С и соответствующем ей на­чальном давлении пара 17 МПа. В настоящее время давление теплоносителя в реакторах не превышает 17 МПа, н поэтому начальное давление пара перед турбиной в основном определяется типом реактора. Для одноконтурных АЭС на выбор начального давления пара перед турбиной оказывает существен­ное влияние интенсивность теплообмена в тепловы­деляющем элементе (тюле) реактора. Наибольшее значение коэффициента теплоотдачи от стенки твэла к кипящей воде соответствует давлению насы­щенного пара 7 МПа. При этом давлении температу­ра оболочки твэла, определяемая температурой ки­пения и коэффициентом теплоотдачи, находится в допустимых пределах. Применение более высоко­го начального давления пара приведет к росту тем­пературы и уменьшению коэффициента теплоотда­чи и заставит использовать более дорогостоящие ма­териалы для изготовления конструкций твэла. По­этому при работе турбины в составе одноконтурной АЭС давление в реакторе выбирают равным 7 МПа.

Для реактора одноконтурной АЭС, генерирую­щего насыщенный пар, кроме выбора давления и влажности важен выбор его активности. Для сниже­ния активности пара после реактора применяют про­мывку и комплексную обработку воды реактора. В простейшей тепловой схеме АЭС двухконтур-ного типа, когда парогенератор не имеет экономай­зера it пароперегревателя, разность температур те­плоносителя на входе в парогенератор и пара на выходе из него составляет 45—60 °С. Поэтому дав­ление воды на выходе из реактора должно быть на 8—11 МПа выше давления пара на входе в турбину, что усложняет конструкцию корпуса реактора и обеспечение его надежности, особенно при больших его размерах. В связи с этим давление пара на входе в турбину двухконтурной АЭС выбирают по пре­дельным значениям давления и температуры, на ко­торые может быть рассчитан корпус реактора. Для двухконтурной АЭС р$ < 6,0 ... 7,3 МПа, а трехконтурной — р₀ < 4,2 ... 7,2 МПа.

Надежность. К турбинам АЭС предъявляются повышенные требования по надежности. Причиной этого является невозможность немедленной оста­новки реактора при аварийной остановке турбины. В связи с этим при проектировании турбин АЭС предусматривают большие запасы прочности, при­меняют более качественные материалы, по возмож­ности используют уже апробированные сопловые и рабочие решетки. Радикальным средством повыше­ния надежности является уменьшение частоты вра­щения, позволяющее снизить напряжения в элемен­тах ротора, увеличить его жесткость, сократить чис­ло цилиндров.

БИЛЕТ 30.