Расчет тепловой схемы турбоагрегата, прототипом которого является турбина К-200-130

РЕФЕРАТ

          Настоящая курсовая работа содержит расчет тепловой схемы турбоагрегата, прототипом которого является турбина К-200-130, а также расчет регулирующей ступени, первой нерегулируемой и последней ступеней цилиндра высокого давления, а также определение числа нерегулируемых ступеней ЦВД. Курсовая работа состоит из семи разделов, выполнена на 31 странице, включает в себя 3 таблицы и 15 рисунков.

          Ключевые слова:

·  турбоагрегат;

·  тепловая схема;

·  процесс расширения;

·  отбор;

·  подогреватель;

·  доля отбора;

·  регулирующая ступень;

·  срабатываемый теплоперепад;

·  степень реакции;

·  средний диаметр ступени;

·  высота сопловой решетки.

СОДЕРЖАНИЕ

          ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ                                                         4

1.  ПОДБОР ПРОТОТИПА И СОСТАВЛЕНИЕ                 ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ                                            5

2.  ПОСТРОЕНИЕ ПРОЦЕССА РАСШИРЕНИЯ ПАРА В ТУРБИНЕ                  В is-ДИАГРАММЕ                                                                                   7

3.  ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ В РЕГЕНЕРАТИВНЫХ                    ОТБОРАХ, ПОДОГРЕВАТЕЛЯХ                                                                11

4.  СОСТАВЛЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ БАЛАНСОВ ПОДОГРЕВАТЕЛЕЙ               И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОЛЕЙ ОТБОРОВ                                                           16

5.  ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДОВ ПАРА, ВОДЫ И ТЕПЛА                              23

6.  ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ ХАРАКТЕРНЫХ СТУПЕНЕЙ              ЦВД ТУРБИНЫ                                                                                                 26

       6.1.    Определение размеров регулирующей ступени                     26

       6.2.    Расчет первой нерегулируемой ступени                                  27

       6.3.    Расчет последней ступени ЦВД                                               27

6.4.    Определение числа нерегулируемых ступеней цилиндра и

распределение теплоперепада по ступеням                                       28

ЛИТЕРАТУРА                                                                                               31

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

          Выполнить тепловой расчет принципиальной тепловой схемы турбоагрегата К-200-130. В процессе выполнения работы построить тепловую схему турбоагрегата.

          Тепловой расчет выполнить поэтапно:

1.  Построить процесс расширения пара в турбине в i-sдиаграмме;

2.  Определить параметры в отборах и подогревателях по всему тракту регенеративного подогрева;

3.  Составить тепловые балансы подогревателей. На основе балансов определить доли расхода пара в отборах и подогревателях, доли расхода воды по тракту подогрева;

4.  Определить расходы пара, воды и тепла, оценить распределения теплопадений по отсекам турбины, найти расход пара на турбину и в отборах, расход тепла и КПД турбоустановки;

5.  Выполнить предварительный расчет характерных ступеней ЦВД;

6.  Распределить теплоперепад по ступеням и определить число ступеней.

Исходные данные:

Номинальная мощность турбоагрегата на клеммах

электрогенератора                                                            N_э = 205 МВт;

Располагаемый теплоперепад в регулирующей

ступени                                                                              h_о^рс = 100 кДж/кг;

Начальное давление пара                                                Р_о = 12,8 МПа;

Начальная температура пара                                           t_о = 560°C;

Конечное давление пара                                                  Р_к = 0,00346 МПа;

Температура питательной воды                                      t_пв = 240 ^оС;

Давление в деаэраторе                                                     Р_д = 0,59 МПа.

1.  ПОДБОР ПРОТОТИПА И СОСТАВЛЕНИЕ

ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ

          Прототипом турбоустановки является турбина К-200-130 ЛМЗ.

          Рис. 1 Принципиальная тепловая схема турбоагрегата К-200-130 ЛМЗ.

          Турбина имеет три цилиндра: ЦВД, ЦСД и ЦНД. Проточная часть ЦВД состоит из регулирующей ступени и 11 промежуточных ступеней. После цилиндра высокого давления пар направляется в промежуточный пароперегреватель котла, откуда направляется в цилиндр среднего давления. Проточная часть ЦСД состоит из 11 ступеней давления. ЦНД выполнен двухпоточным. Парораспределение свежего пара - сопловое при наличии одновенечной регулирующей ступени. Турбина имеет семь отборов: два - из ЦВД, четыре - из ЦСД и один - из ЦНД.

Нагрев питательной воды и конденсата осуществляется в семи регенеративных подогревателях: трех ПВД (П1, П2, П3), четырех ПНД (П4, П5, П6, П7) и деаэраторе ДПВ. Последний питается паром из отбора на ПВД П3.

Привод питательного насоса - от электродвигателя.

Слив конденсата греющего пара из подогревателей осуществляется по каскадной схеме: из подогревателей высокого давления - последовательно в деаэратор ДПВ, из ПНД П4 в П5, затем в смешивающий подогреватель П6. Из подогревателя П7 и расположенных перед ним охладителя пара уплотнений ОУ и основных эжекторов ОЭ дренаж сливается в конденсатор турбины.

Подогреватели П1, П2, П3, П4 и П5 выполнены с охладителями пара и охладителями дренажа. Пар из первых камер уплотнений турбины направляется деаэратор ДПВ, из вторых – в подогреватель ПНД П6, из последних камер пар отсасывается в охладитель пара уплотнений ОУ. На уплотнения подается пар из деаэратора ДПВ.

Выпар со штоков отводится в деаэратор ДПВ.

Установка восполнения потерь пара и конденсата состоит из деаэратора ДИ и испарителя И. Конденсаторы испарителя КИ1 и КИ2 встроены в тракт основного конденсата до и после подогревателя П6 соответственно. Установка питается паром пятого отбора.

2.  ПОСТРОЕНИЕ ПРОЦЕССА РАСШИРЕНИЯ ПАРА

В ТУРБИНЕ В is-ДИАГРАММЕ

По начальным параметрам Р_о и t_o находим точку 0 в is-диаграмме (рис. 2) и энтальпию i_o в этой точке, i_о = 3493 кДж/кг.

Определяем давление перед проточной частью турбины Р'_о, приняв потери давления в паровпускных органах ΔР_вп = 0,03*P_о из рекомендуемого диапазона ΔР_вп= (0,03.÷.0,05) Р_о:

ΔР_вп = 0,03*12,8 = 0,384 МПа;

Р'_о =Р_о - ΔР_вп = 12,8 - 0,384 = 12,416 МПа.

Считая процесс дросселирования в паровпускных органах изоэнтальпийным, строим его в is-диаграмме отрезком горизонтали до пересечения в точке 0' с изобарой Р_о = 12,416 МПа. Затем определяем t'_o = 558°С.

Турбина имеет сопловое распределение. Регулирующая ступень выполнена одновенечной: располагаемый теплоперепад на ней принимаем по заданию h_о^рс=100 кДж/кг, относительный внутренний КПД ступени принимаем равным η_oi^рс= 0,74 из рекомендуемого диапазона η_oi^рс=0,68...0,74.

Действительный теплоперепад, срабатываемый в регулирующей ступени:

h_i^рс= η_oi^рс*h_о^рс =0,74*100= 74 кДж/кг.

Точка вертикали 1ид, в которой i_1ид = i_о- h_о^рс=3493-100=3393кДж/кг, определяет изобару давления за регулирующей ступенью: Р_рс = 9,5 МПа.