Тепловой расчет турбины К-14-41 номинальной мощностью 14 МВт, страница 3

для первого венца рабочих лопаток r_л1=0,025

для направляющих поворотных лопаток r_нл=0,05

для второго венца рабочих лопаток r_л2=0,025

Расход пара через ступень G_п=149 кг/с т.е. принимаем равным расходу пара на турбину.

По известным значениям:

h_o=3516кДж/кг – энтальпия пара перед турбиной;

P′_o=121,1 бар – давление пара перед регулирующей ступенью;

n=50с^–1 – частота вращения вала турбины;

t_o=563°С – температура пара перед регулирующей ступенью;

Принимая величину теплоперепада на регулирующей ступени Dh_o=141,6кДж/кг и построив процесс расширения пара в регулирующей ступени (рис. 2.1) из hS-диаграммы определяем параметры пара при теоретическом расширении:

после регулирующей ступени – h’_2t=3375кДж/кг; v’_2t=0,0414 м³/кг; Р’_2t=80,5 бар; t’_2t=484°С;

после направляющих поворотных лопаток – h’_1t=3378 кДж/кг; v’_1t=0,0410 м³/кг;

Р’_1t=81,2 бар; t’_1t=488°С;

после рабочих лопаток первого венца – h_2t=3385 кДж/кг; v_2t=0,0402м³/кг; Р_2t=82,8 бар; t_2t=492°С;

после сопловых лопаток – h_1t=3388,5кДж/кг; v_1t=0,0395 м³/кг; Р_1t=83,8 бар; t_1t=495°С.

Теплоперепад на лопатках регулирующей ступени:

2.1.2 Определение среднего диаметра регулирующей ступени.

Диаметр регулирующей ступени определяется величиной теплового перепада и отношением скоростей :

Принимая отношение скоростей =0,28 (для двувенечных регулирующих ступеней отношение =0,22–0,3), получим:

2.1.3 Определение высоты сопловой лопатки регулирующей ступени.

где:         – угол выхода пара из сопловой решетки, принимаем =13°;

    – коэффициент расхода через сопла, принимаем =0,95;

e – степень парциальности, принимаем =0,7;

2.1.4 Определение теоретической и действительной скорости пара на выходе из сопел.

Теоретическая скорость:

Приняв хорду профиля сопловой лопатки b₁=100мм, по [1 стр.32] находим коэффициент скорости в соплах .

Действительная скорость пара на выходе из сопел.

2.1.5 Окружная скорость на среднем диаметре регулирующей ступени:

2.1.6 Определение площади выходного сечения сопел и степени парциальности.

Для определения площади выходного сечения сопловой решетки необходимо определить режим работы соплового аппарата, который зависит от отношения давлений:

>0,546,

Следовательно, истечение пара – докритическое и сопла должны быть суживающимися.

Площадь выходного сечения сопел:

где:        m_c=0,95 – коэффициент расхода сопел [1 стр.32]

Степень парциальности ступени:

Так как полученная степень парциальности мало отличается от ранее принятой, то перерасчет делать не будем.

2.1.7 Определение скоростей пара в регулирующей ступени.

Строим треугольник скоростей на выходе из сопловой решетки (рис. 2.2) и из треугольника определяем:

угол входа в рабочую решетку первого венца

=   b₁=18,8°

скорость на входе в рабочую решетку первого венца

W₁==

2.1.7.1 Теоретическая скорость на выходе из лопаток первого венца.

Приняв величину перекрыши Dl_л1=1мм, определяем высоту рабочей лопатки первого венца на входе: l_л1= l_с+ Dl_л1=25+1=26мм.

Выходная высота рабочей лопатки первого венца:

=

Задавшись хордой профиля рабочих лопаток первого венца b₂=50мм, находим скоростной коэффициент рабочей решетки первого венца: y=0,907. Тогда действительная скорость на выходе из лопаток первого венца:

Выходной угол определим, как

18,8º-2,8º=16º

Строим треугольник скоростей на выходе из рабочей решетки первого венца (рис. 2.2) и из треугольника определяем:

угол выхода абсолютной скорости из рабочей решетки первого венца     29,6°

абсолютная скорость на выходе из рабочей решетки первого венца

2.1.7.2 Теоретическая скорость на выходе из направляющих лопаток.

 

Приняв величину перекрыши Dl_нл=1,5 мм, определяем высоту направляющих лопаток на входе:

l’_нл= l_л1+ Dl_нл=26+1,5=29 мм.

Выходная высота направляющих лопаток:

=

Задавшись хордой профиля направляющих лопаток b_нл=50мм, находим скоростной коэффициент направляющей решетки: y_нл=0,932. Тогда действительная скорость на выходе из направляющих лопаток:

 

Выходной угол направляющих лопаток найдем, как