Проект паровой турбины: Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине "Энергетические машины", страница 11

Если в проектируемой турбине или цилиндре предполагается две или более групп  (отсеков) ступеней, выполненных с разными корневыми диаметрами или с поворотом потока (такие конструкции соответствуют чаще всего двухкорпусному выполнению цилиндра), то первые ступени каждой группы не используют выходную скорость из последней ступени предыдущей группы. Следовательно, располагаемый теплоперепад по статическим параметрам на эти ступени должен быть увеличен по сравнению с остальными ступенями своей группы. Кроме того, оптимальный теплоперепад для каждой группы ступеней должен определяться отдельно.

Следует также отметить, что при распределении располагаемого теплоперепада  необходимо учитывать «возврат теплоты», характерный для многоступенчатых турбин.

Ниже приведены примеры определения числа ступеней и распределения теплоперепада для каждого из указанных случаев.

4.2. Все ступени выполняются с одинаковым корневым диаметром и без поворота потока.

4.2.1. С целью осуществления полного подвода пара по окружности               (e = 1) и сохранения достаточной высоты решеток (l1 > 15 – 20 мм), корневой диаметр первой и остальных нерегулируемых ступеней принимается несколько меньшим, чем корневой диаметр регулирующей ступени:

.                                           (4.1) 

4.2.2. Реактивность в корневом сечении rк выбирается минимальной  - в пределах 0,03 – 0,05. Это позволяет увеличить оптимальный теплоперепад на ступенях и уменьшить число ступеней.

4.2.3. Эффективный угол выхода a1эфф принимается 12 – 16 градусов.

4.2.4. Оптимальное значение :

,                                               (4.2)

где j- коэффициент скорости в соплах; принимается в первом приближении 0,96 – 0,98.

4.2.5. Оптимальный располагаемый теплоперепад определяется по формуле

.                                         (4.3)

Это значение теплоперепада может быть принято для первой ступени. Для каждой из остальных ступеней ориентировочный располагаемый теплоперепад по статическим параметрам (с учетом полного использования энергии потока из предыдущей ступени):

.                                          (4.4)

Выходная скорость ступеней (с2) может с достаточной точностью быть принята на уровне 70 – 80 м/с.

4.2.6. Ориентировочное число ступеней определяется по формуле

,                                    (4.5)

где коэффициент возврата теплоты q зависит от числа ступеней и их КПД; при количестве ступеней свыше 5 и ранее принятом КПД отсека нерегулируемых ступеней 0,86 – 0,9 (п. 2.10)  q  может быть принят  0,02 – 0,03. Значение определялось в предварительном расчете (п. 2.9).

4.2.7. Полученное число ступеней округляется до целого. После этого требуется уточнить располагаемые теплоперепады на ступени со второй по последнюю (i = 2…Z).

.                                        (4.6)

Располагаемый теплоперепад первой ступени

.                                                 (4.7)

4.3. Цилиндр или турбина выполняется из двух групп ступеней, отличающихся корневым диаметром, или выполняется с поворотом потока.

Если не задано никаких предварительных условий, то сначала целесообразно определить ориентировочное число ступеней по вышеприведенной методике, что позволяет оценить возможное максимальное количество ступеней. Если полученное количество ступеней превышает       10 – 12, то целесообразно оставить в первом отсеке 4 – 6 ступеней (z1) с располагаемым теплоперепадом, полученным в результате расчета, и определить располагаемые теплоперепады первого  и второго отсека:

,                                     (4.8)

.                                                   (4.9)

Далее, выбрав увеличенный на 100 – 150 мм корневой диаметр ступеней второго отсека (это позволяет уменьшить количество ступеней в этом отсеке и в целом в турбине), по той же методике можно определить количество ступеней во втором отсеке и уточнить располагаемые теплоперепады на ступенях второго отсека.