36. Кинематическая схема потока пара в ступени паровой турбины.

u=nR/60, где n=3000 об/мин.

Относительную скорость пара на входе рабочих лопаток w1 и входной угол определяют из входного треугольника скоростей.

В выходном β1 треугольнике скоростей w2 = с1, с2 = w1, β1=а1, а2= β1пара в турбине активного типа.

Затем рассчитывается энергия пара на входе рабочих лопаток. Результаты расчета выносятся на hs-диаграмму.

37. Понятие критической скорости вращения ротора.

Формула Лаваля. Гибкий ротор.

Под критическим числом оборотов ротора понимают такое число оборотов, при котором развивающиеся центробежные силы вызывают прогиб вала ротора, равный бесконечности, т. е. разрушают вал.

Критическое число оборотов обычно равно (или кратно) частоте собственных колебаний ротора на опорах, т.е. вызвано появлением резонанса массы ротора на упругом основании.

Для исключения разрушения ротора необходимо увеличивать его прочность, но при этом увеличивается и критическое число оборотов, также сознательно снижают жесткость ротора до допустимых пределов, но при этом обеспечивается условие nкр<400 об/мин.

Гибкий ротор – ротор, работающий на закритических режимах ω>7*ωкр. У словие носит название формулы Лаваля, которую он разработал для турбин, выпускаемых на его предприятии.

Прогиб вала у может быть бесконечно большим при условии, что J-mω= 0 (условие разрушения вала). Угловую скорость ωкр, при которой происходит разрушение, называют критической угловой скоростью ωкр, а число оборотов ротора — критическим числом оборотов nкр. В уравнении обозначено: m – масса диска в кг. J - жесткость ротора в кг/м, т.е. согласно размерности сила в 1 кг вызывает смещение оси ротора в месте установки диска относительно осевой линии на 1 метр.

38. Схема конденсатора паровой турбины. Описание его работы. Влияние величины вакуума в конденсаторе на кпд паротурбинной установки (график).

В корпусе 1 поверхностного конденсатора установлены трубные доски 2, в отверстия которых завальцованы тонкостенные трубки 3.

Охлаждающая поверхность конденсатора образуется совокупностью поверхностей трубок, называемых «трубными пучками».

Трубки выполняются из латуни или нержавеющей стали, они имеют, как правило, диаметр 24-28 мм и толщину 1-2 мм.

Пространство между трубными досками и боковыми стенками конденсатора 4 представляют собой водяные камеры 5 и могут быть разделены перегородками на несколько отделений.

Охлаждающая циркуляционная вода подводится под напором через патрубок 6 к нижнему отсеку водяной камеры, проходит по трубкам в поворотную камеру, проходит по другому пучку трубок и удаляется через патрубок 7. При этом вода нагревается примерно на 10 °C.

Пар входит в конденсатор через горловину 8 цилиндра низкого давления турбины, попадает на холодную поверхность трубок 3, конденсируется, стекает вниз и скапливается в сборнике конденсата 9, откуда откачивается конденсатными насосами.

Бо́льшая часть пара (свыше 99 %) конденсируется в т. н. зоне массовой конденсации, куда проникает сравнительно мало воздуха.

Температура насыщенного пара на входе в конденсатор обычно не превышает 50-60 °C.

В зоне охлаждения парциальное давление пара меньше и температура паровоздушной смеси ниже. В этой зоне возможно переохлаждение конденсата, что неблагоприятно сказывается на эффективности установки в целом. Зону охлаждения отделяют перегородкой.

В конденсаторе создается вакуум 0,004-0,002 МПа.

Величина вакуума в конденсаторе существенно влияет на тепловую экономичность станции.

Приближенная численная зависимость термического к. п. д. паротурбинной установки от конечного давления пара представлена на правом рисунке, из которого следует, что, снизив давление в конденсаторе с 0,004 до 0,003 МПа, можно увеличить к. п. д. установки примерно на 2%, и, наоборот, увеличение давления с 0,004 до 0,005 МПа приведет к снижению экономичности паротурбинной установки более чем на 1%.

Диаграмма изменения термического КПД паротурбинной установки в зависимости от величины вакуума (при неизменных начальных параметрах пара).