2.1 Выбор электрического генератора

Турбогенератор — неявнополюсный синхронный генератор, предназначенный для выработки электрической энергии в работе от паровой или газовой турбины при высоких скоростях вращения ротора (3000, 1500 об/мин.)

Турбогенераторы имеют цилиндрический ротор. Выпускаются с 2p=2, 2p=4, следовательно имеют высокие частоты вращения. Изготовление турбогенераторов явно полюсной конструкции невозможно по условиям механической прочности.

В данной конструкторской разработке представлен парогенератор типа ТВВ-Ю00-4Уз, мощностью 100 МВт, весом 321,2 т, а длина корпуса составляет 15 м. Производительность парогенератора, согласно расширенному техническому заданию 160046010 т/ч.

Передаточная функция генератора в общем виде:

где Т_В – постоянная времени обмотки возбуждения, с;

К_Г – коэффициент усиления генератора по напряжению.

По техническим характеристикам постоянная времени обмотки возбуждения турбогенератора составляет 0,957 с, а коэффициент усиления генератора по напряжению К_Г=3. С учетом приведенных значений передаточная функция генератора имеет вид:

2.2 Выбор турбины

Паровая турбина — это тепловой двигатель непрерывного действия, в ло-

паточном аппарате которого потенциальная энергия сжатого и нагретого водяного

пара преобразуется в кинетическую, которая в свою очередь совершает механическую работу на валу.

Поток водяного пара поступает через направляющие аппараты на криволинейные лопатки, закрепленные по окружности ротора, и, воздействуя на них, приводит ротор во вращение.

Паровая турбина является одним из элементов паротурбинной установки (ПТУ). Отдельные типы паровых турбин также предназначены для обеспечения потребителей тепла тепловой энергией.

Паровая турбина и электрогенератор составляют турбоагрегат.

Рассмотрим паровую турбину работающими с цилиндрами высокого давления, к этому типу относится турбина К – 1000 – 1500 – 2, масса данной турбины составляет 20 т, частота вращения ротора которой составляет 2645 3500 об/мин, выдаваемая мощность 300011600 кВт, рабочие лопатки исполнены из следующих материалов, представленных в таблице 1.

Таблица 1 – Материал рабочих лопаток

Номер ступени	Материал
1 6, 8, 10	Стальной сплав
7, 9	Титановый сплав
Хвостовое крепление
1 7	Зубчатый хвост
8 10	Елочный хвост
1 5	Постоянный профиль по высоте
6 10	Переменный профиль по высоте

В общем виде передаточная функция турбины имеет следующий вид:

r – расстояние до управляющего органа, м;

l – перемещение управляющего органа, мм;

ω – угловая скорость вращения вала турбины, об/мин;

а – скорость распространения парового удара, м/с;

V_П – скорость движения пара, м/с;

γ_П – парадинамическое давление, МПа;

η – коэффициент трения;

Т₀ – постоянная времени турбины, с.

Так как данная система автоматического управления паротурбинным генератором является системой постоянного действия, то резких ударов пара не наблюдается, следовательно, можем сделать вывод, что скорость удара пара приравнивается к скорости движения пара.

Следовательно, V_П=a=1760.46 м/с.

Величина парадинамического давления составляет γ_П= 13 МН/м², постоянная времени турбины T₀=10 c, коэффициент трения пара η=0.75, расстояние от турбины по парогенератора составляет 20 м.