3. Понятие однопоточной турбины. Мощность однопоточной турбины и пропускная способность последней ступени: основные факторы, их определяющие.

Пропускная способность последней ступени

Конструктивное выполнение последней ступени конденсационной турбины представляет большой интерес, т.к. размеры проходных сечений этой ступени определяют максимальную мощность, на которую может быть построена турбина.

Как известно   кВт.

Расход пара G - ограничивается пропускной способностью последней ступени (здесь наибольший объем пара).

Пропускная способность зависит от проточной площади последней ступени и удельного объема пара в ней.

В свою очередь 

Величины D_срz и  ограничиваются условиями прочности рабочих .лопаток последней ступени из-за возникающей здесь большой центробежной силы. При работе турбины с 3000 об/мин и стальных рабочих лопатках предельные допустимые значения составляют D_срz  2,5 м и  1,0 м.

В результате, для однопроточной турбины с учетом уменьшения расхода пара на последней ступени за счет отборов максимальная возможная мощность составляет порядка 100 МВт.

4.Определение размеров рабочих лопаток последней ступени. Предельная длина рабочих лопаток последней ступени

Первым этапом следует определить площадь кольцевого сечения F₂

где G массовый расход кг/с

v₂ удельный объем м³/кг

С_2а радиальная скорость на выходе м/с

определяют по таблице

5.Способы увеличения предельной мощности турбины.

6.Особенности расчета отсека (цилиндра) с постоянным корневым диаметром и унифицированными ступенями. Выбор корневого диаметра, корневой степени реактивности.

7. Цилиндры с унифицированными ступенями. Преимущества и недостатки.

8.Диффузоры и выхлопные патрубки. Конструкции. Принцип действия. Назначение. Расчет.

9.Осевые усилия, действующие на ротор турбины. Основные составляющие осевого усилия.

10.Способы снижения и уравновешивания осевых усилий

11. Классификация уплотнений по месту установки в турбине. Конструкции лабиринтовых уплотнений.

В табл. 18.1 приводятся ориентировочные границы применения уплотнений по скоростям скольжения (столбец 4). температурам (столбец 5). давлениям (столбец б), а также по герметичности (столбец 7) причем герметичность оценивается эффективным зазором . Заметим, что в большинстве случаев определяется экспериментально через измеренную утечку.

В первой строке табл. 18.1 представлены лабиринтовые уплотнения, у которых гидравлическое сопротивление утечкам выполняется многократным чередованием щелей (зазоров) и расширительных камер при отсутствии контакта между подвижной (вращающихся) и неподвижной частями уплотнения.

Во второй строке табл. 18.1 представлены щеточные уплотнения, являющиеся комбинацией лабиринтного и щеточного уплотнений В этих уплотнениях вход воздуха в каждую щель лабиринтного уплотнения загромождается проволочными щетками. упруго скользящими по вращающейся части уплотнения- Щетки увеличивают гидравлическое сопротивление утечкам на 20...40%.

В третьей строке табл. 18.1 представлены графитовые (или из других материалов) воздушные (газовые) уплотнения, у которых на каждом режиме работы машины, для уменьшения утечки воздуха, автоматически минимизируется торцевой зазор между вращающейся и неподвижной частями уплотнения и они работают на воздушной (газовой) смазке толщиной 5...10 мкм. В этих бесконтактных уплотнениях невращающаяся часть уплотнения имеет некоторую свобод) осевых перемещений для того, чтобы отслеживать изменения (хотя и небольшие ~0,2...2.5 мм) положений вращающейся части уплотнения.

В четвертой строке табл. 18.1 представлены графитовые контактные уплотнения В этих уплотнениях произведение давления Р в контакте на скорость скольжения V не должно превышать 50 МПам/с.

Кроме того, сама скорость скольжения не дол­жна превышать 100 м/с, а температура уплотняемой среды должна быть не выше 400С (673 К).

Требования к поверхностям уплотнения такие же. как к поверхностям уплотнений третьей строки.

В пятой строке табл. 18.1 представлены уплотнения поршневыми кольцами, сальниками с металлической набивкой. Кроме ГТД поршневые кольца широко применяют во многих областях машиностроения, в частности, в поршневых дви­гателях. Они применяются до средних скоростей скольжения порядка 15…80 м/с и требуют смазки.

В шестой строке табл. 18.1 представлены притертые поршневые пары (плунжеры) и сальники с мягкой набивкой. Применение сальников с мягкой набивкой ограничивается относительной скоростью скольжения 2...3 м/с и температурой 20...50С (293...323К).

В седьмой строке табл. 18.1 представлены уплотнения кожаными манжетами, резиновыми разжимными кольцами и т.п.

Конструкция лабиринтных уплотнений

Существуют разные виды лабиринтных уплотнений (см. рис. 18.5).

Самое простое, но наименее эффективное из всех лабиринтных уплотнений - прямоточное (см. рис. 18.5 а). Расположение гребешков под углом к потоку несколько повышает его эффективность (см. рис. 18.5 б).

При расположении гребешков на поверхности с уступами или наклонной поверхности к эффекту полезных потерь при дросселировании гребешками, добавляются потери от изменения направления потока, что способствует уменьшению утечек (см. Рис. 18.5 д) и т.д.

Рисунок 18.5. Разновидности конструкций лабиринтных уплотнении:

а – с прямыми гребешками; б – с наклонными гребешками; в – с уступами напротив гребешков; г – с уступами во впадинах гребешков, д – с наклонными ступенчатыми гребешками