Обеспечение надежности основных элементов паровых турбин.
Выбор конструкции роторов.
Лекция 12
Построение процесса расширения водяного пара в проточной части турбины и оценки его расхода
Рис. К расчету осевого усилия, формируемого в турбинной ступени
Первая составляющая осевого |
|
|
|
|
Третья составляющая осевого |
|
||
усилия |
|
|
|
|
|
усилия |
|
|
Ra1 G(c1 sin 1 c2 sin 2 ) ( p1 |
|
p2 ) dl2 |
(1) |
Ra111 0,25 p11(d2 |
2 d12 ) |
(3) |
||
Вторая составляющая осевого |
|
|
|
|
Четвертая составляющая осевого |
|
||
усилия |
|
|
|
|
|
усилия |
|
|
Ra11 ( p11 p2 )0,25 (dкор |
2 d2 |
2 ), |
|
|
(2) |
Ra1V 0,5( p0 p11) dу h |
(4) |
|
2
Рис. Схема разгрузки осевого подшипника
Рис. Конструкция ЦВД с петлевой схемой движения водяного пара (половина вида)
3
Статическая прочность рабочих лопаток турбинных ступеней
Рис. Рабочая лопатка (слева) и распределение напряжений растяжения в ней (справа)
p0 0,5 ст 2 dср l2 (5)
4
Рис. Схема нагружения лопатки изгибающими усилиями
|
|
вх |
|
М |
х |
|
M y |
x |
(6) |
|
|
|
где приведенные моменты M = M sin |
|
+ M |
cos |
|
, M |
= - M |
cos |
|
+ M sin . |
|||||||||||||||
изг |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
Wx |
I y |
|
|
|
|
уст |
уст |
уст |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
a |
u |
|
y |
a |
|
|
u |
уст |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Тогда для условий qa=const, qu=const, уст 80-900 (sin уст 1, cos уст 0) |
|
|
|
|
|
|
(7) |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
Окружное усилие |
|
Ru |
|
|
Nол |
|
|
GH0 ол |
(8) |
Изгибное напряжения в рабочей лопатке |
изг |
GH0 ол l2 |
(9) |
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
z2eu |
|
|
z2eu |
|
|
|
2uez W |
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 min |
|
|
|
|
|
|
|
|
Wmin Wmin атл ( |
b2 |
)3 |
|
|
Обычно принимают следующие значения допускаемых значений напряжений на изгиб: |
|
|||||||||||||||||||||||||
Момент сопротивления |
|
(10) |
|
- |
для ступеней активного типа с е=1 [ изг]=25…45 МПа; |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
bатл |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
то же при е 1 |
[ изг]=15…20 МПа; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(11) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Новое значение хорды |
|
|
b 1 b |
изг |
/[ |
изг |
] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
- для ступеней реактивного типа [ изг]=40…60 МПа. |
|
|
|
|
5 |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Конструкции роторов паровых турбин
Роторы являются наиболее нагруженными элементами паровой турбины и могут выполняться: а) с насадными дисками (рис. а); б) цельноковаными (рис. б); в) сварными (рис.в). Кроме того, используются комбинированные роторы, в которых диски первых ступеней откованы заодно с валом, а последних ступеней - насадные. Пример исполнения ротора для турбин реактивного типа показан на рис. г.
Рис. Конструкции роторов паровых турбин: а – с насадными дисками; б – цельнокованый; в – сварной; г – для турбин реактивного6типа
Конструкции уплотнений паровых турбин
Рис. Фрагменты концевых уплотнений ЦВД |
Рис. Схема подвода и отвода пара в уплотнениях турбины |
а) уплотнение с гребнями в статоре; |
|
б) уплотнение с гребнями в роторе |
|
7
Рис. Организация уплотнений паровой турбины К-210-12,7 ЛМЗ: |
|
|
1 – регулятор подачи пара на уплотнения; 2 – коллектор уплотняющего пара; |
Рис. Схема потоков пара |
|
3 – предохранительный клапан; 4 – подача пара в отбор №2; 5 – подача пара |
||
в концевом уплотнении ЦВД турбины |
||
в отбор №4; 6 – подача пара в сальниковый подогреватель; 7 – отсос пара из |
||
|
||
концевых камер уплотнений в охладители ЭУ |
|
8
Пример конструкции паровой турбины
Рис. Паровая турбина К-300-23,5 ЛМЗ в процессе сборки на испытательном стенде завода |
9 |