Способы повышения предельной мощности

8. Отборы пара.

Применение развитой системы регенерации позволяет увеличить расход пара в голову турбины при сохранении предельного расхода пара через последнюю ступень.

Пар, уходящий в отборы, вырабатывает дополнительную мощность. В результате предельная мощность однопоточной турбины увеличивается.

В современных турбинах количество отборов достигает 9.

Способы повышения предельной мощности Предельные начальные параметры.

Ранее было показано, что величина начальных параметров ограничивается свойствами металлов.

Металлургическая промышленность интенсивно развивается. Уже сейчас существуют материалы, которые надежно работают в ПТУ при температурах (600-650) ⁰С и в ГТУ при температурах 1200 ⁰С и выше.

В будущем могут появиться еще более термостойкие материалы, что позволяет увеличивать начальные параметры, тепловой перепад турбины и предельную мощность.

Вопрос: Существуют ли какие либо другие ограничения повышения теплового перепада, кроме свойств материалов?

Способы повышения предельной мощности

Предельные начальные параметры.

_{Увеличение начальных параметров приводит к уменьшению удельного объема за соплами 1 ступени}

_{В свою очередь (при G=Gпр=const) уменьшается площадь проходного сечения и высота решетки.}

Способы повышения предельной мощности

Предельные начальные параметры.

Для поддержания высоты решетки на допустимом минимуме

(около 15 мм) требуется уменьшать диаметр ступени.

Величина диаметра определяется из конструктивных соображений и не может быть бесконечно малой.

определяется из условия оптимальности теплового перепада.

Если подставить в уравнение неразрывности минимальные значения диаметра ступени, высоты решетки и предельного расхода, определяемого пропускной способностью последней ступени, то можно вычислить минимально допустимый удельный объем пара и соответствующую ему совокупность максимальных начальных параметров (предельно допускаемые давление и температуру).

Способы повышения предельной мощности Предельные начальные параметры.

Дальнейшее повышение начальных параметров невозможно, даже если в наличии имеются необходимые конструкционные материалы, по следующим причинам:

1. Уменьшение диаметра первой ступени приводит к многократному увеличению числа ступеней, увеличению длины ротора и числа цилиндров, что влечет за собой ужесточение проблем обеспечения вибрационной надежности и тепловых расширений.

2. Уменьшение высоты решетки приводит к увеличению концевых потерь при обтекании решетки и снижению КПД.

Способы повышения предельной мощности

Предельные начальные параметры.

Вывод:

Всегда найдутся такие начальные параметры, при которых значения l₁ и d достигнут минимальной допустимой величины.

Именно эти параметры и будут определять максимально возможный тепловой перепад турбины и предельную мощность.

Таким образом, предельная мощность однопоточной турбины ограничивается:

1. Пропускной способностью последней ступени, которая определяет максимальный расход пара.

2. Минимально допустимой площадью проходного сечения первой ступени, которая ограничивает максимальный тепловой перепад.

62. Тепловые расширения паровых турбин

Тепловые расширения в паровых турбинах

Современные мощные паровые турбины имеют большие габариты. Их длина достигает 70 м.

При переходе из холодного состояния в горячее в процессе пуска турбины металл ротора и корпуса расширяется. Расширение составляет несколько десятков мм (40÷50 мм).

При изменении режима работы меняется и температурный режим металла, что приводит к изменению величины температурных расширений.

Скорость изменения расширения зависит от скорости изменения нагрузки.

Задача заключается в том, чтобы организовать тепловые расширения таким образом, чтобы при изменении нагрузки сохранить компоновку турбины и сопряжение ее деталей.

Не допускается повышенная вибрация ротора, осевые или радиальные задевания ротора о статор.