Тепловой расчет паровой турбины на номинальный режим работы.

Тепловой расчет турбины выполняется в два этапа:

1-й этап — предварительный (ориентировочный) расчет

2-й этап — подробный расчет

Задачей ориентировочного расчета является определение числа ступеней, их диаметров и распределения тепловых перепадов по ступеням.

В подробном расчете рассчитываются треугольники скоростей, потери, КПД ступней, размеры проточной части, выбираются профили облапачивания, рассчитываются мощность и КПД турбины в целом.

1. Предварительный расчет.

   1. Определение номинальной мощности цвд

По известным Р₀ и Р_к определяем тепловой перепад: кДж/кг.

Произведение КПД принимаем равным: .

Мощность цилиндра будет равна:

кВт.

1.2 Построение рабочего ориентировочного процесса в цвд

1.2.1 Определим давление перед соплами первой ступени.

Потери давления на впуске оцениваются в 36%, следовательно, давление перед соплами первой ступени будет равно:

МПа.

2. Определяем давление за последней ступенью турбины Р_К’ с учетом потери давления в выходном патрубке:

МПа,

где Р_К – давление в конденсаторе за турбиной; С_В – скорость потока в выходном

патрубке, принимаем равной для турбин с противодавлением равной: С_В = 50 м/c;

– коэффициент местного сопротивления патрубка, принимаем равным:

.

2. По известным Р₀’ и Р_к’ определяем тепловой перепад проточной части: кДж/кг

Выбираем тепловой перепад регулирующей ступени равный: кДж/кг, в связи с чем применяется одновенечная регулирующая ступень.

2. Оценка экономичности регулирующей ступени.

Внутренний относительный КПД для одновенечной регулирующей ступени равен:

м³/кг

2. Построение ориентировочного процесса регулирующей ступени в hs диаграмме.

Внутренний тепловой перепад регулирующей ступени равен:

кДж/кг

Энтальпия пара на выходе из регулирующей ступени равна:

кДж/кг

2. Оценка экономичности нерегулируемых ступеней ЦВД

Располагаемый тепловой перепад, приходящийся на нерегулируемые ступени

кДж/кг

м³/кг,

где ₁=0,0179 м³/кг , ₂=0,054 м³/кг – удельные объемы на входе и выходе из группы рассматриваемых ступеней.

2. Определение состояния пара за ЦВД.

кДж/кг

кДж/кг

Использованный тепловой перепад всего ЦВД:

кДж/кг

Внутренний относительный КПД ЦВД:

2. Ориентировочный расчет регулирующей ступени

Для одновенечных ступеней задаемся:

• Степенью реакции регулирующей ступени: =0,09

• Углом направления потока пара соплами: _1Э=15

• Отношением скоростей: u/c₀=0,45

Условная теоретическая скорость по всему располагаемому тепловому перепаду:

м/с

Располагаемый тепловой перепад в соплах:

кДж/кг

Теоретическая скорость истечения из сопл:

м/с

Окружная скорость на среднем диаметре регулирующей ступени:

м/с

Средний диаметр ступени:

м

Произведение степени парциальности на высоту сопловой решетки:

м

Оптимальная степень парциальности:

см

0,976 > 0,8 => примем см

Высота сопловой решетки:

Уточняем мощность цилиндра:

кВт