Предельная мощность турбины. Паровые турбины большой мощности

21. Предельная мощность- это та наибольшая мощность турбины на которую она может быть спроектирована при заданных начальных и конечных параметров пара, числе оборотов и прочности материала рабочих лопаток.

Отсюда следует что повышение мощности турбины можно достичь увеличением расхода, теплоперепада и повышение КПД.

Уровень КПД турбин в настоящее время достиг известного предела

Теплоперепад достиг предела определяемого начальными параметрами Р₀=240ата, t₀=560⁰C, P_k=0,035.

Таким образом увел. предельной мощности турбин реально может быть достигнуто только увеличением расхода пара G. Однако с увеличением расхода пропорционально возрастает размеры проточной части всех ступеней т.е высоты лопаток и средние диаметры. Вместе с увеличением размеров растут центробежные силы действия на рабочие лопатки и напряжение растяжения. Поскольку max размеры лопаток достигают в последних ступенях конденсационных турбин здесь мы имеем max напряжения растяжения  и предельную высоту лопаток определ. прочностью ее материалов.

- учитывает отвод пара в регенеративные подогреватели 

;  учитывает уменьшение центробежной силы в рабочей лопатке с переменным по высоте профиля;

Отсюда видно что предельная мощность турбины зависит: 1.от max допустимого напряжения  в лопатке, 2.от предела текучести матер. рабочей лопатки .3-от выходной скорости с₂. 4- от плотности матре. рабоч. лопаток . 5- от частоты вращения ротора n и от удельного объема пара за ступенью

23. Паровые турбины большой мощности имеют несколько двухпоточных ЦНД для того чтобы повысит предельную мощность турбины пропускаю большой расход G. Достигается это за счет применение шести (к-1200-240 ЛМЗ) параллельных потоков пара, поступающих в конденсатор, при этом на пути каждого потока в ЦНД выполняют одинаковые турбинные ступени. Увеличение числа потоков пара в конденсатор является одним из способов повышение предельной мощности турбины. Однако увеличение числа потоков пара в конденсатор ограничено,так как турбину более чем из пяти цилиндров изготовить в настоящее время не удается. ( по условии надежности роторов)

24. Предельная мощность- это та наибольшая мощность турбины на которую она может быть спроектирована при заданных начальных и конечных параметров пара, числе оборотов и прочности материала рабочих лопаток.

Плотность материала рабочих лопаток  влияет на предельную мощность турбины в совокупности с допустимым напряжением этого материала ; здесь удобно рассматривать влияние отношения /. Чем меньше /. Для материала рабочих лопаток последних ступеней используют легкий титановый сплав с высоким уровнем допускаемых напряжений. Отношение/  для титанового сплава равно 12,6 кг/(м³*МПа);

Для нержавеющей стали применяемой для рабочих лопаток/  =17,3 кг/(м³*МПа); Использование титанового сплава позволяет повысить предельную мощность пр в 1,5 раза.

22. Предельная мощность- это та наибольшая мощность турбины на которую она может быть спроектирована при заданных начальных и конечных параметров пара, числе оборотов и прочности материала рабочих лопаток.

Выходная скорость зависит от допустимой потери энергии , выбор которой определяется стоимостью топлива, числом часов использования установки, капитальными и эксплуатационными затратами на конденсационную установку и др. Потери энергии с выходной скоростью для крупных турбин находится в пределах 20-40 кДж/кг, причем изменение потерь энергии с выходной скоростью для турбин влажного пара АЭС вызывает большие изменения КПД  , чем для турбин перегретого пара. Из формулы видно ,что чем выше экономически целесообразное значение выходной скорости с₂ в последней ступени конден. Турбины, тем выше может быть достигнута предельная мощность этой турбины.

25. Предельная мощность- это та наибольшая мощность турбины на которую она может быть спроектирована при заданных начальных и конечных параметров пара, числе оборотов и прочности материала рабочих лопаток.

Существенное увеличение мощности может быть получено и за счет снижения частоты. Для турбоагрегатов используется в основном частота вращения 50 1/с. При выполнении генератора четырехполюсным можно получить ту же частоту электрического тока в сети при частоте вращения 25 1/с. тоты вращения турбоагрегата.  Так как центробежные силы в лопатке пропорциональны квадрату частоты вращения, то переход на конструкцию агрегата с частотой вращения 25 1/с позволяет увеличить размер выходной площади последней ступени при одинаковых центробежных силах в 4 раза по сравнению с выходной площадью турбины, работающей при частоте вращения 50 1/с.