Другие предметы \ Турбины тепловых и атомных электростанций

Тепловой расчёт рабочей решётки турбины, страница 3

β₁=35,49 ^о и β₂=29,16 ^о

Δβ=180-( β₁+ β₂)= 180-( 35,49+ 29,16)=115,3 ^о

Коэффициент потерь энергии в решётки без учёта поправок:

по Δβ=115,3 ^о и отношению =0,703 находим [1] ζ₀=0,1.

Поправки к ζ₀, учитывающие влияние различных параметров на потери [1]:

k_M=1.2 – поправка, учитывающая влияние числа Маха на потери;

k_α=1 – поправка, учитывающая влияние эффективного угла выхода из рабочей решётки на потери;

k_Re=1 – поправка, учитывающая влияние числа Рейнольдса на потери;

Суммарный коэффициент потерь энергии в рабочей решётке для перегретого пара:

ζ_пп2= ζ₀×k_М×k_α×k_Re

ζ_вп2= ζ₂^’+ ζ_пп2 (2.32)

где:

λ^’=0,075 – доля крупнодисперсной влаги в решётке без учёта влияния давления;

k_р=0,6 – поправка, учитывающая влияние давления на долю крупнодисперсной влаги;

λ= λ^’×k_р=0,075×0,6=0,045 – доля крупнодисперсной влаги в решётке с учётом влияния давления;

ζ₂^’=0,002 – приращение коэффициента потерь от наличия крупнодисперсной влаги.

ζ_пп2= 0,1×1,2×1×1

ζ_вп2= 0,002+ 0,12=0,122

принимаем ζ₂= ζ_вп2.

Коэффициент скорости рабочей решётки:

Ψ=, (2.33)

Ψ==0,937.

Действительная скорость выхода потока из рабочей решётки:

W₂= Ψ×W_2t , (2.34)

W₂= 0,937×156,3=146,5 м/с.

Угол направления абсолютной скорости выхода пара из рабочей решётки:

α₂=artan, (2.35)

где

U=181,898 м/с – окружная скорость ступени.

Α₂=artan= -52,89 ^о.

Абсолютная скорость выхода пара из рабочей решётки:

C₂=W₂×=89.5 м/с. (2.36)

Кинетическая энергия пара на выходе из рабочей решётки (ступени):

ΔН_вс=С₂²×(2×10^-3), (2.37)

ΔН_вс=89,5²×(2×10^-3)=4 кДж/кг.

Потеря энергии в рабочей решётке:

ΔН₂= ζ₂×Н_т02, (2.38)

ΔН₂= 0,122×12,2=1,491 кДж/кг.

Теплосодержание пара в действительном процессе за рабочей решёткой:

h₂=h₂_t+ΔН₂, (2.39)

h₂=2753,5+1,491 кДж/кг.

Параметры пара за рабочей решёткой:

по Р₂=3,25 МПа и h₂=2755 кДж/кг определяем [4]:

t₂=238.2 ^oC – температура за рабочей решёткой;

ύ₂=0,05987 м³/кг – удельный объём за рабочей решёткой;

y₂=0.032 – cтепень влажности за рабочей решёткой;

s₂=6,0405 кДж/(кг×К) – энтропия за рабочей решёткой.

2.1.6 Расчёт КПД ступени

Располагаемая энергия первой ступени:

Е₀=Н₀-(sin α₂)²×ΔН_вс , (2.40)

Е₀=50,208-0,636×4=47,662 кДж/кг,

обозначим χ=(sin α₂)²=0,636.

Относительный лопаточный КПД:

η_ол=, (2.41)

η_ол==0,861.

Относительный лопаточный КПД по проекциям скоростей:

η_ол^’=, (2.42)

η_ол^’==0,861.

Погрешность теплового расчёта ступени:

×100% = 1,289×10^-14.

2.2 Проверка рабочих лопаток на прочность

Рабочие лопатки паровых турбин работают в очень тяжелых условиях. Как правило, они сильно напряжены и нагреты.

Напряжения в рабочих лопатках возникают как в результате вращения ротора, так и вследствие воздействия аэродинамической нагрузки. В связи с достаточно жесткими условиями эксплуатации, лопатки быстро выходят из строя.

В данном разделе рассматривается расчёт на прочность при воздействии изгибающих нагрузок, в результате которых лопатка меняет свою геометрию ( Рис. 2.2 ).