Электронный учебно-методический комплекс по учебной дисциплине «Проектирование и эксплуатация турбин АЭС» для специальности 1-43 01 08 «Проектирование и эксплуатация атомных электрических станций»

Вопросы к экзамену по дисциплине

«Проектирование и эксплуатация турбин АЭС. Часть 1»

1.Классификация турбин ТЭС и АЭС. Маркировка и особенности конструкции.

2.Тепловые циклы паротурбинных установок на перегретом и насыщенном паре. КПД цикла. Мощность турбины.

3.Абсолютные и относительные КПД турбины.

4.Технико-экономические показатели турбоустановок. Удельный расход пара и теплоты.

5.Влияние начального давление на КПД.

6.Влияние начальной температуры на КПД.

7.Влияние конечного давления на КПД.

8.Промежуточный перегрев пара в турбинах ТЭС.

9.Сепарация и промежуточный перегрев пара в турбинах АЭС.

10.Регенеративный подогрев питательной воды. Особенности регенеративного подогрева питательной воды на АЭС.

11.Основные допущения для описания процессов в проточной части турбин.

12.Уравнение состояния и его применение при расчете турбин. 13.Уравнение неразрывности потока и его применение при расчете турбин. 14.Уравнение количества движения и его применение при расчете турбин. 15.Уравнение сохранения энергии и его применение при расчете турбин. 16.Полные и статические параметры потока.

17.Критические параметры потока.

18.Диаграмма изменения параметров потока в функции изоэнтропийного теплоперепада.

19.Расход через суживающее сопло.

20.Реальное течение пара в канале.

21.Геометрические характеристики турбинных решеток.

22.Газодинамические характеристики турбинных решеток.

23.Расширение пара в косом срезе решеток.

24.Основные потери энергии в турбинных решетках.

25.Переохлаждение пара в турбинных решетках.

26.Течение влажного пара в турбинных решетках.

27.Преобразование энергии в турбинной ступени. Треугольники скоростей. 28.Активные и реактивные ступени.

29.Усилия, действующие на рабочие лопатки ступени. Удельная работа. Мощность ступени.

30.Относительный лопаточный КПД ступени. Оптимальное отношение u/cф

241

31.Ступени скорости.

32.Относительный внутренний КПД ступени. Дополнительные потери.

33.Потери на трение диска и ленточного бандажа.

34.Потери от утечек в турбинной ступени.

35.Лабиринтовые уплотнения. Линия Фанно.

36.Потери при парциальном подводе пара.

37.Потери при работе ступени на влажном паре.

38.Процесс расширения пара в ступени в hs-диаграмме с учетом потерь.

242

Вопросы к экзамену по дисциплине

«Проектирование и эксплуатация турбин АЭС. Часть 2»

1.Многоступенчатые турбины. Преимущества и недостатки многоступенчатых турбин.

2.Тепловой процесс в многоступенчатой паровой турбине.

3.Явление возврата теплоты в многоступенчатой паровой турбине.

4.Определение количества ступеней в цилиндрах турбин.

5.Концевые уплотнения турбин.

6.Осевые усилия, действующие на ротор турбины.

7.Способы уравновешивания (уменьшения) осевых усилий турбин.

8.Предельная мощность конденсационных турбины.

9.Способы повышения предельной мощности турбин.

10.Активные и пассивные методы защиты от эрозии в проточной части тур-

бины.

11.Переменный режим ступени при увеличении теплоперепада.

12.Переменный режим ступени при уменьшении теплоперепада.

13.Переменный режим ступени при изменении частоты вращения.

14.Изменение реактивности ступени при переменном режиме. Влияние переменного режима на экономичность ступени.

15.Распределение давлений по ступеням при переменном режиме при достижении в одной из ступеней критической скорости.

16.Распределение давлений по ступеням при переменном режиме при отсутствии критической скорости.

17.Формула Стодолы-Флюгеля. Применение к конденсационным турби-

нам.

18.Распределение теплоперепадов по ступеням при достижении в одной из ступеней критической скорости.

19.Распределение теплоперепадов по ступеням при отсутствии критической скорости во всех ступенях турбины.

20.Дроссельное парораспределение.

21.Сопловое парораспределение.

22.Обводное парораспределение.

23.Выбор системы парораспределения.

24.Регулирование мощности турбины способом скользящего давления.

25.Влияние отклонения начальных параметров на мощность турбины.

26.Влияние отклонения конечного давления на мощность турбины.

27.Конденсационные установки паровых турбин.

243

28.Конструкции конденсаторов турбин

29.Тепловой баланс конденсатора турбины.

30.Эффект переохлаждения конденсата.

31.Регулирование паровых турбин. Требования к системам автоматического регулирования турбин.

32.Схема регулирования частоты вращения конденсационных турбин.

33.Вибрации турбоагрегата.

34.Защиты турбин.

244

Электронный учебно-методический комплекс

Вспомогательный раздел

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ ТУРБИН АЭС

Учебная программа для учреждения высшего образования

Минск 2024 г.

245

246

247

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Учебная программа по учебной дисциплине «Проектирование и эксплуатация турбин АЭС» разработана для специальности 1-43 01 08 «Проектирование и эксплуатация атомных электрических станций».

Целью преподавания учебной дисциплины является овладения студентами знаниями теории теплового процесса паровых турбин, инженерных методов расчета паровых турбин, необходимых для проектирования, осуществлять надежную эксплуатацию.

Основными задачами преподавания учебной дисциплины являются: изучение принципа действия, конструирования, расчета переменных режимов работы, основ построения систем автоматического регулирования и защиты турбин, а также особенностей конструкций. Теоретическая подготовка подкрепляется выполнением курсового проекта.

Учебная дисциплина базируется на знаниях, полученных при изучении таких курсов как: «Математика», «Физика», «Прикладная механика», «Термодинамические циклы АЭС», «Теория автоматического регулирования», «Технологические циклы производства энергии на АЭС», «Проектирование и эксплуатация парогенераторов АЭС», «Водоподготовка и водно-химические режимы АЭС».

В результате изучения учебной дисциплины «Проектирование и эксплуатация турбин АЭС» студент должен:

знать:

-устройство и принцип работы турбин (паровых и газовых);

-условия надежной и экономичной работы турбин;

-конструктивные особенности различных видов турбин;

-основы построения систем автоматического регулирования и защит турбины;

уметь:

-рассчитать переменные режимы работы турбоустановки;

-спроектировать и рассчитать турбоустановку, рассчитать отдельные узлы и элементы турбины;

-решать вопросы модернизации турбин;

владеть:

-конструкторским расчетом ступеней турбины;

-поверочным расчетом турбин;

-прочностными расчетами турбоустановки и отдельных узлов и элементов турбины.

Освоение данной учебной дисциплины должно обеспечить формирование следующей компетенции:

248

БПК-8. Быть способным применять знания об особенностях проектирования и эксплуатации 1 и 2 контуров АЭС.

Согласно учебному плану для очной формы получения высшего образования на изучение учебной дисциплины отведено: всего 240 ч., из них аудиторных – 134 ч. На курсовой проект отведено 60 часов самостоятельной работы.

Распределение аудиторных часов по курсам, семестрам и видам занятий приведено в таблице 1.

249

СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОГО ПЛАНА

Раздел I. НАЗНАЧЕНИЕ, КЛАССИФИКАЦИЯ И МЕСТО ТУРБИНЫ В ВЫРАБОТКЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

Тема 1.1 Общие характеристики турбин

Введение. Назначение турбин в преобразовании энергии на ТЭС и АЭС. Этапы развития теории и применения турбин. Классификация турбин и маркировка. Технологические и конструктивные особенности современных турбин разного типа.

Тема 1.2 Термодинамический цикл паротурбинной установки

Тепловой цикл паротурбинной установки на перегретом и насыщенном паре. Термический КПД теплового цикла паротурбинной установки. Относительные и абсолютные КПД турбины. Влияние начальных и конечных параметров цикла на КПД турбины. Промежуточный перегрев пара в турбинах ТЭС. Сепарация и промежуточный перегрев пара в турбинах АЭС. Регенеративный подогрев питательной воды. Особенности регенеративного подогрева питательной воды на АЭС. Тепловые схемы паротурбинных установок АЭС.

Раздел II. ТЕЧЕНИЕ РАБОЧЕГО ТЕЛА В ТУРБИННЫХ СТУПЕНЯХ

Тема 2.1 Основные уравнения движения сжимаемой жидкости

Основные допущения для описания процессов в проточной части турбин. Уравнение состояния. Уравнение неразрывности потока. Уравнение количества движения. Уравнение сохранения энергии. Полные и статические параметры потока рабочего тела. Критические параметры потока. Диаграмма изменения параметров потока в функции изоэнтропийного теплоперепада. Расход потока рабочей среды через суживающее сопло. Реальное течение пара в каналах.

Тема 2.2 Турбинные решетки

Геометрические и газодинамические характеристики турбинных решеток. Определение геометрических и газодинамических характеристик турбинных решеток. Профили турбинных решеток. Расширение потока в косом срезе решетки при сверхзвуковых скоростях. Профильные и концевые потери энергии в турбинных решетках. Влияние влажности на энергетические характеристики решеток.

250