Нагнетатели и тепловые двигатели. Расчёт цилиндра паровой турбины: Методические указания для выполнения кон­трольного задания и раздела курсового проекта, страница 2

       Значение  принимается по результатам предварительных расчётов или по согласованию с преподавателем в пределах 0,70-0,85.

1. ВЫБОР КОНСТРУКЦИИ ЦИЛИНДРА

        1.1. Параметры пара на выходе из последней ступени цилиндра

        По начальным параметрам пара и располагаемому теплоперепаду цилинд­ра по h-S диаграмме или табл. [1] установить значения его давления -  (МПа), температуры -  (°С), удельного объема -  (м³/кг), степени сухости -

         1.2. Расход пара через последнюю ступень цилиндра

 -суммарный расход всех отборов из цилиндра перед последней ступенью, кг/с

         1.3. Ориентировочная площадь ступени

 где  - скорость пара на выходе из последней ступени цилиндра, м/с; следует принимать в пределах 200-320 м/с с учётом стоимости топлива (меньшие значе­ния для более дорого топлива, когда необходимо его транспортировать на боль­шие расстояния).

         1.4. Выбор лопатки для ступени и конструкции цилиндра

         На выбор лопаток последней ступени цилиндра отчасти влияет структура турбины в целом (количество цилиндров, распределение между ними теплоперепада, наличие отборов).

         Если турбина одноцилиндровая, то последняя ступень расчетного цилинд­ра является последней ступенью турбины, поэтому разделение  на несколько параллельных потоков невозможно. В этом случае число выхлопов цилиндра - и он будет иметь одну из конструкций приведенных на рис.1.а или 1.б. Для одноцилиндровых турбин следует использовать конструкцию 1.а, так как она обеспечивает возможность минимизации осевой нагрузки.

               а)                                                б)                                   в)

Рис.1 Цилиндры паровых турбин

а – однопоточный комбинированный, б – однопоточный, в – двухпоточный

         Из табл. 3.7. [2] или табл.6.2. [3] по величине  выбрать ближайшую ре­шётку с меньшей площадью. Записать все характеристики, приведенные в табл.:    материал.

         Для многоцилиндровых турбин с высокими начальными параметрами па­ра, промежуточным перегревом и мощностью до 180-500 МВт ЦВД и ЦСД могут иметь конструкцию по рис. 1.б, что обеспечивает более простое достижение тре­буемой жёсткости ротора.

         При  меньше, чем для ступеней из табл. 3.7. [2] или табл.6.2. [З], не следует использовать лопатки максимальной высоты. Наоборот, необходимо ис­пользовать лопатки минимальной высоты для снижения веерности последней ступени. Величина корневого диаметра ступени - (м) из соображений техноло­гичности производства должна находится в пределах 0,6-1,2 м. Задавшись вели­чиной , можно определить высоту лопатки ступени как

Остальные параметры рассчитать по формулам:

         Если  в 1,5-2 раза больше самой крупной ступени из предложенных в табл.[2, З], то следует оценить возможность увеличения  или использование полуторного пропуска, что в обоих случаях ведет к незначительному снижению электрического КПД турбины. Оба приёма можно использовать одновременно, что теоретически позволяет уменьшить  в 3 раза и более, но решение вопроса перекладывается на   предпоследнюю ступень.

         Для полуторного пропуска площадь двух последних ступеней, между ко­торыми нет отбора, определяется по формулам:

где  - удельный объём пара на выходе из предпоследней ступени цилиндра, м³/кг; следует определять по h-S диаграмме с учетом теплоперепада в последней ступени не более 30 кДж/кг.

         Строго говоря, через последнюю ступень может проходить и больше, и меньше пара, чем , так как это зависит от высоты расположения перегородок на лопатках сопловой и рабочей решетки предпоследней ступени, которые разде­ляют их на два яруса (ступень Баумана).

         При большей разнице между  и самой крупной ступени из предложен­ных в табл.[2, З], следует или уменьшить располагаемый теплоперепад цилиндра и сохранить  или разделить его на два. В этом случае последующий ци­линдр должен быть двухпоточным и  (рис.1.в) или их будет несколько, что характерно для турбин мощностью более 100-200 МВт (иметь в турбине не­сколько однопоточных одинаковых цилиндров нерационально).