Расчет потерь, относительного внутреннего кпд и мощности нерегулируемых ступеней

Таблица 1.5.2

№ п/п	Обозна- чение	№ ступени первого отсека					№ ступени второго отсека					Размер-ность
		1 ступень	2 ступень	3 ступень	4 ступень	5 ступень	1 ступень	2 ступень	3 ступень	4 ступень	5 ступень
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
1	ΔHc	3,08	2,98	2,94	2,67	2,38	2,94	2,68	2,62	2,28	2,02	кДж/кг
2	ΔHрл	1,30	1,27	1,26	1,25	1,28	1,42	1,42	1,42	1,47	1,52	кДж/кг
3	ΔHвс	1,78	1,79	1,82	1,84	1,85	2,28	2,28	2,29	2,29	2,27	кДж/кг
4	ηол	0,908	0,871	0,872	0,878	0,849	0,920	0,883	0,884	0,889	0,857	-
5	E0	47,51	46,90	46,87	46,88	48,73	54,47	54,33	54,32	54,34	56,62	кДж/кг
6	ξT	0,00192	0,00180	0,00162	0,00146	0,00132	0,00150	0,00133	0,00118	0,00104	0,00093	-
7	ξбy	0,01402	0,01286	0,01198	0,01120	0,01007	0,01030	0,00907	0,00828	0,00758	0,00665	-
8	ξдy	0,00667	0,00560	0,00489	0,00428	0,00359	0,00395	0,00316	0,00262	0,00216	0,00169	-
9	ηоi	0,885	0,851	0,854	0,861	0,834	0,904	0,869	0,872	0,878	0,848	-
10	Hi	42,06	39,92	40,02	40,35	40,65	49,26	47,22	47,35	47,72	47,99	кДж/кг
11	Ni	9558,94	9072,54	9094,71	9170,56	9239,31	11195,31	10731,63	10761,48	10844,96	10907,90	кВт
12	P2	8,59	7,37	6,29	5,35	4,52	3,70	3,00	2,42	1,94	1,54	МПа
13	h2	3356,78	3316,86	3276,85	3236,50	3195,85	3146,59	3099,38	3052,03	3004,31	2956,32	кДж/кг
14	v2	0,0375	0,0426	0,0485	0,0555	0,0638	0,0753	0,0897	0,1075	0,1298	0,1581	м3/кг

Изменение среднего диаметра по ступеням одноцилиндровой турбины P-110-13,0/1,5:

а - первый отсек; б - второй отсек

a) б)

Рис. 1.5.5

Изменение отношения скоростей по ступеням одноцилиндровой турбины P-110-13,0/1,5:

а - первый отсек; б - второй отсек

a) б)

Рис. 1.5.6

Изменение отношения изоэнтропийного и располагаемого теплоперепадов по ступеням одноцилиндровой

турбины P-110-13,0/1,5: а - первый отсек; б - второй отсек

a) б)

Рис. 1.5.7

1.6. Выбор схемы и расчет концевых уплотнений

Для сокращения потерь с утечками пара в местах выхода вала из корпуса турбины устанавливаются концевые лабиринтные уплотнения. В цилиндрах с противотоком имеются

также промежуточные уплотнения, отделяющие друг от друга отсеки проточной части.

К уплотнениям предъявляется целый ряд требований. Но главным из них является обеспечение минимальной утечки пара. Для этого зазоры в уплотнениях должны быть минимально допустимыми из соображений невозможности задеваний. Утечки пара также определяются конструкцией уплотнений и числом гребешков.

Концевые уплотнения распределяются на ряд отсеков камерами, из которых предусматривается отвод части пара в промежуточные ступени турбины или в подогреватели регенеративной схемы. В крайних камерах уплотнений поддерживается с помощью эжектора разрежение, за счет чего исключается попадание пара в помещение машинного зала. В камеры, соседние с крайними, подводится охлаждающий пар из деаэратора от общего коллектора, в котором поддерживается небольшое избыточное давление в 10-20 кПа.

В качестве прототипа принята схема концевых уплотнений ЦВД турбины Т-175-130 (рис. 1.6.1).

Схема концевых уплотнений ЦВД турбины типа Т-175-130

Р ис. 1.6.1

Начальное состояние пара перед первым отсеком переднего уплотнения будет соответствовать состоянию пара за соплами регулирующей ступени, а перед первым отсеком заднего уплотнения - состоянию пара за последней ступенью. При использовании цилиндров с противотоком параметры пара за промежуточным уплотнением определяются параметрами пара перед вторым отсеком проточной части.

Расчет лабиринтного уплотнения произведен для отсеков до отвода пара в сальниковый подогреватель (СП). Для последующих отсеков число гребешков конструктивно принимается равным 6-10 для каждого отсека.

Процесс в уплотнениях может быть с достаточной точностью рассматриваться как процесс дросселирования с сохранением постоянной энтальпии. Поэтому удельный объем пара в камерах определяется по формуле при заданном в камере давлении и постоянной энтальпии, соответствующей энтальпии перед первым отсеком соответствующих уплотнений.

Расход пара в отсек уплотнений может быть определен по известной формуле:

,

где = 0,7 – 0,75 - эмпирический коэффициент расхода, зависящий от формы гребешков и относительных размеров гребешка и радиального зазора между гребешками и валом;

- площадь радиального зазора ( - диаметр вала в уплотнении, - радиальный зазор, принимаемый 0,5 – 0,8 мм); , - давление и удельный объем пара перед отсеком;

- отношение давлений пара за и перед отсеком; - число гребешков.

Результаты расчета сведены в табл. 1.6.1.