turbiny

коэф расхода

27)

Назначение лопаток турбин — превращение потенциальной энергии сжатого пара в механическую работу. В зависимости от условий работы в турбине длина её рабочих лопаток может колебаться от нескольких десятков до полутора тысяч миллиметров. На роторе лопатки расположены ступенчато, с постепенным увеличением длины, и изменением формы поверхности. На каждой ступени лопатки одинаковой длины расположены радиально оси ротора. Это обусловлено зависимостью от таких параметров, как расход, объём и давление.

При равномерном расходе давление на входе в турбину максимальное, расход минимален. При прохождении рабочим телом через лопатки турбины совершается механическая работа, давление уменьшается, но увеличивается объём. Следовательно, увеличивается площадь поверхностей рабочей лопатки и, соответственно, её размер.

Расширение пара ведет к тому, что проходное сечения канала, должно увеличиваться для этого высота лопаток по ходу движения пара в турбине возрастает от ступени к ступени.

1 1 = 1

1 1 = ср1эф

2 = 1 +

28)

Характеристическое число ступеней U/Ca

Рассмотрим чисто активную ступень: (pt = 0)

2 = √2 + 12 = 1

Из последнего выражения следует, что зависимость КПД nол от U/Ca выражается квадратичной параболой.

ол = 0:

1)U/Ca = 0

2)= 1

Чтобы найти максимальное значение данной функции нужно взять ее производную и приравнять к нулю:

29)

Относительный внутренний КПД турбины:

=

Где:

Hi – полезно использованный теплоперепад турбины,

Но – располагаемый теплоперепад всей турбины с учетом потери давления в клапанах и выхлопном патрубке.

Абсолютный внутренний КПД:

=

Где: nt – КПД цикла( = )

Абсолютный эффективный КПД:

е = ое

Где: nое - относительный электрический КПД

эое = = м эг

Абсолютный электрический КПД:

э = оэ ≈ − %

35) предельная мощность турбиныэто предельная мощность однопоточной конденсационной турбины, на которой она может быть спроектирована при заданных начальных и конечных параметрах пара и частоте вращения.

NI= m*GK *H0*ɳ0

m- кэоф. регенерации (m=1.1-1.25)

Gk- расход пара в конденсатор

H0- распологаемый теплоперепад турбины

ɳ0- внутренний относительный кпд турбины (0,86-0,88)

Единственным способом увеличения мощности является увеличение расхода пара, однако с увеличением расхода пропорционально возрастает высота лопаток и максимальные размеры лопаток получаем в последних ступенях турбины, где очень велики удельные объемы пара.

36. Привести выражения для определения расхода через сопло при до- и сверхкритическом истечении, определения критических параметров Ркр , Скр ,

Количество цилиндров определяется большим пропуском пара в конце процесса расширения. Чем меньше плотность пара, т.е. меньше его конечное давление, и чем больше мощность турбины, т.е. больше массовый расход, тем больше большой пропуск и соответственно требуемая площадь для прохода пара через рабочие лопатки крайней ступени. Но ежели рабочие лопатки делать длиннее, а радиус их вращения больше, то центробежные силы, отрывающие профильную часть лопатки, могут возрасти так, что лопатка оторвется. Потому с повышением мощности поначалу перебегают на двухпоточный ЦНД, а потом наращивают их число. Конденсационные турбины можно выполнить одноцилиндровыми вплоть до мощности 50–60 МВт, двухцилиндровыми – до 100–150 МВт, трехцилиндровыми – до 300 МВт, четырехцилиндровыми – до 500 МВт, пятицилиндровыми – вплоть до

1300 МВт.

38.Объяснить, какие преимущества обеспечивает ухудшение вакуума. Влияет ли это на абсолютный КПД турбоустановки?

С ухудшением вакуума от 0,035 до 0,05 бар снижается удельный объем, что позволяет пропускать через рабочие лопатки последней ступени увеличенный расход пара, не увеличивая высот лопаток. Чем выше расход, тем выше мощность. Поэтому практически все турбины АЭС проектируют на ухудшенный вакуум.

39. Объяснить, почему размеры ступеней турбин АЭС выше, чем турбин ТЭС той же мощности. Почему турбины АЭС имеют больше двухпоточных ЦНД, чем турбины ТЭС той же мощности?

Расход пара турбин АЭС в 1.5-2 раза выше, чем в турбинах ТЭС той же мощности. Поэтому все лопатки турбин АЭС выполняются закрученными изза большой высоты и в турбинах АЭС отсутствует цилиндры среднего давления. Наличие четырех двухпоточных ЦНД позволяет высокоэффективно использовать весьма глубокий вакуум, при относительно большой длине последних лопаток турбоагрегаты проектируются на довольно высокое конечное давление

40. Привести выражения для определения суммарного осевого усилия на ротор турбины. Перечислить способы его уменьшения. В какой турбине выше осевое усилие - в активной или реактивной, и почему?

Привести выражения для определения суммарного осевого усилия на ротор турбины. Перечислить способы его уменьшения. В какой турбине выше осевое усилие - в активной или реактивной, и почему?

= (1 − 2) + 2(1 − 2) = (1 − 2) + 2(1 − 2)

1 = 11

2 = 22

1 = 112 = 22

= диска(1 − 2)

диска = 4 (к2 − вт2 )

Суммарное осевое усилие: = + Для снижения осевого усилия на поверхность диска, в нем сверлят

разгрузочные отверстия диаметром 40-50 мм, благодаря чему уменьшают разность давлений (P1-P2). В многоцилиндровых паровых турбинах осевое усилие стараются уравновесить, направляя потоки пара в первом и втором цилиндре во взаимно противоположные стороны. При этом осевые усилия каждого из цилиндров могут быть полностью взаимно уравновешены и разгрузочный диск становится излишним.

Осевое усилие выше в реактивных турбинах из-за более высокой разницы давлений (Р1-Р2) по сравнению с активными.

Вопрос 41.

У многоступенчатых активных турбин суммарное осевое усилиекомпенсируют установкой упорных подшипников. У турбин, у которых все ступени реактивные, возникают большие сдвигающие усилия, пропорциональные перепаду давления на лопатках и площади кольцевого сечения, занятого лопатками, включая выступы для их крепления. Эти усилия могут несколько снижаться в результате реактивного действия струй рабочего тела, движущегося между лопатками. В целях уменьшения осевых усилий у реактивных турбин применяют не дисковые, а барабанные роторы, у

которых осевые усилия создаются только в местах, где изменяется диаметр барабана (ступенчато или конически).

Ротор состоит из вала с дисками или барабана с полуосями, рабочих лопаток, упорного гребня, элементов наружных уплотнений и полумуфты (рис. 2.5). По назначению различают роторы активных турбин, реактивных турбин, компрессоров (центробежных и осевых) по конструкции — роторы дисковые, барабанные и смешанные (рис. 2.5) по тепловому режиму — неохлаждаемые и охлаждаемые по частоте вращения — жесткие и гибкие по способу изготовления — цельнокованые, сварные, с насадными дисками и наборные.

Вопрос 42.

Конденсационные турбины – выработка электрического энергии Недостатки – большая потеря тепла с отработанным паром Достоинства – большая единичная мощность (800-1000-1200 МВт)

Турбины с противодавлением – полное использование тепла отработанного пара Преимущества – отсутствие тепла с отработавшим паром Недостатки – полная зависимость их эл.мощности от теплового потербителя

С регулируемым отбором пара для теплофикации и производственных нужд. Достоинства – работа в широком диапазоне изменений электрической и тепловой нагрузки

Каждая обладает своими преимуществами и предполагается для каждого типа электростанций.

Вопрос 43.

Главной особенностью турбин АЭС является низкие начальные параметры пара Ро = 40-65 бар

Tо = 280-450оС

Всвязи с этим они имеют невысокие располагаемые теплоперепады Но, и для получения высокой единичной мощности проектируемой на высокий расход.

Расход пара турбины АЭС в 1,5-2 раза выше, чем в турбинах ТЭС той же мощности. Поэтому все лопатки турбины АЭС выполняются закрученными из-за большой высоты, и в турбинах АЭС отсутствует цилиндры среднего давления.

Втурбинах АЭС очень остро стоит проблема влажности пара, т.к. влага выпадает уже в первых ступенях.