Другие предметы \ Турбины ТЭС и АЭС

Расчет ЦВД турбины К-800-240-5 ЛМЗ. Проект конденсационной турбины К-800-240-5 ЛМЗ. Номинальная электрическая мощность 800 МВт

Страницы работы

23 страницы (Word-файл)

Скачать файл

Фрагмент текста работы

Допускается автоматический пуск и последующее нагружение турбины после простоя любой продолжительности. Предусматривается пуск турбины на скользящих параметрах пара из холодного и различной степени неостывшего стояния.

Продолжительность пуска турбины

Тепловое состояние турбины	Продолжительность
Тепловое состояние турбины	Пуска	Нагружения
Холодное состояние	8 … 9 ч	6 ч 30 мин
После простоя, ч
48 - 55	5 … 5 ч 30 мин	4 ч 20 мин
24 - 32	4 … 4 ч 30 мин	3 ч 20 мин
6 - 8	2 ч 30 мин	2 ч 10 мин

2.Построение предполагаемого процесса паровой турбины в H,s – диаграмме.

2.1.По заданным величинам по таблицам свойств водяного пара определяем .

Располагаемый теплоперепад турбины при расширении до давления

Здесь k=1.3 – показатель адиабаты для перегретого пара.

2.2.Приняв потери давления в клапанах 5%, давление пара перед соплами регулирующей ступени

Давление пара на выходе из последней ступени

Здесь - коэффициент потерь в патрубке, - скорость пара в выхлопном патрубке (принято по (1)).

Располагаемый теплоперепад ступеней с учётом указанных потерь:

2.3.Энтальпия пара при давлении, равном давлению на выходе из турбины (в точке К_t) и энтальпия пара при давлении, равном давлению за последней ступенью (в точке К’_t)

2.4.использванный теплоперепад паровой турбины и расход пара через неё в первом приближении:

Здесь - внутренний относительный КПД турбины, - механический КПД, учитывающий механические потери в турбине, прежде всего потери на трение подшипниках, - КПД электрического генератора (приняты по (1))

Эффективная мощность цилиндра (мощность на муфте)

2.5.Окружная скорость

Здесь d=1.1м (принято по (1))

Располагаемый теплоперепад на ступень от параметров торможения.

Здесь принято по (1) для одновенечной ступени.

Фиктивная (условная) скорость

2.6.Использованный теплоперепад регулирующей ступени

Здесь - КПД регулирующей ступени (принято по (1)).

2.7.Давление пара в конце процесса расширения в регулирующей ступени:

2.8.Энтальпия пара за регулирующей ступенью

Удельный объём

2.9.Располагаемый теплоперепад на нерегулируемых ступенях

2.10.Использованный теплоперепад нерегулируемых ступеней рассчитываем, задавшись КПД отсеков этих ступеней, принимаем по (1)

2.11.Энтальпия пара за турбиной

Удельный объём за рабочими лопатками последней ступени

Предполагаемый процесс паровой турбины в H,s – диаграмме

3.Тепловой расчет одновенечной регулирующей ступени
№ п/п	Показатель	Обоз	Раз-ть	Формула или обоснование
1	Расход пара	G	кг/с	Из предварит расчета
2	Частота вращения	n	С^-1	Задано n=50сек^-1
3	Давление перед ступ		МПа	Из предварит расчета
4	Энтальпия перед ступ		кДж/кг	По табл =3387,8
5	Уд объём перед ступ			По табл =0,014858
6	Темпер перед ступ			По табл =556
7	Располагаемый Теплоперепад на ступени		кДж/кг	Из предварит расчёта =100
8	Средний диаметр		м	Из предварит расчёта =1,1
9	Окружная скорость	u	м/с	=173
10	Отношение скоростей		-	= =0,387
11	Степень реактивности		-	Принято по (1)=0,05
12	Изоэнтроп перепад в сопловой решетке	H_oc	кДж/кг	H_oc=(1-)=95
13	Теор скорость пара на выходе из сопел		м/с	==447,2
14	Давл пара за соплами		МПа
15	Энтальпия пара за соплами		кДж/кг
16	Уд объём за соплами		м³/кг	По (2) =0,019236
17	Число Маха		-
18	Коэфф расхода			По графику из (1) =0,97
19	Площадь решетки		м²
20	Эффект угол выхода потока		град	Принято по (1) =16
21	Степень парциальности		-	Выбрано на основе оптимизации по (1) =0,872
22	Высота решетки		м
23	Относит высота реш		-
24	Коэфф скорости		-	По графику из (1) =0,965
25	Потери в соплах		кДж/кг
26	Скорость выхода потока из сопловой реш		м/с
27	Относ скорость на входе в раб реш		м/с
28	Угол выхода относит скорости		град
29	Изоэнтропийный теплоперепад в раб реш		кДж/кг
30	Теор скорость на выходе из раб реш		м/с
31	Давл за раб реш		МПа	=15,7
32	Энтальпия за раб реш		кДж/кг
33	Уд объём за раб реш		м³/кг	=0,0194
34	Число Маха		-	=0,439
35	Высота раб лопаток		м
36	Коэфф расхода		-	По графику из (1) =0,925
37	Площадь раб реш		м²
38	Угол выхода потока из раб лопаток		град
39	Относит высота реш		-
40	Коэфф скорости		-	По графику из (1) =0,915
41	Относит скорость выхода потока из раб лопаток		м/с
42	Потери в раб лопатках		кДж/кг
43	Абсолют скорость потока за ступенью		м/с
44	Угол выхода потока из ступени		град

Расчет потерь относительного внутреннего КПД и мощности регулирующей ступени

№ п/п	Показатель	Обознач	Раз-ть	Формула или обоснование
1	Потери энергии в сопловой реш		кДж/кг	Из предыдущего расчета =6.93
2	Потери в раб реш		кДж/кг	Из предыдущего расчета =6.3
3	Потери с вых скоростью		кДж/кг
4	Относит лопаточный КПД		-
5	Потери на трение диска		-
6	Потери от утечек		-
7	Потери от парциальности		-
8	Относит внут КПД		-	=---= =0,79-0,001-0,0158-0,0146= =0,76
9	Использованный теплоперепад ступени		кДж/кг	==76
10	Внутр мощность ступени		кВт	=G=48792
11	Давл в камере рег колеса		МПа	==15,7
12	Энтальпия там же		кДж/кг	=-=3387,8-76= =3311,8
13	Уд объем там же		м³/кг	По (2) =0,019866

4.1.Определение числа ступеней и распределение теплоперепада между ними.

4.2.Все ступени выполняются с одинаковым корневым диаметром и без поворота потока.

4.2.1.Корневой диаметр первой и остальных нерегулируемых ступеней принимается несколько меньшим, чем корневой диаметр регулирующей ступени:

4.2.2.Реактивность в корневом сечении принята по (1)

4.2.3.Эффективный угол выхода

4.2.4.Оптимальне значение

Здесь - коэффициент скорости в соплах – принято по (1)

4.2.5.Оптимальный располагаемый теплоперепад

Это значение теплоперепада может быть принято для первой ступени.

Располагаемый теплоперепад по статическим параметрам (с учётом полного использования энергии потока из предыдущей ступени):

4.2.6.Ориентировочное число нерегулируемых ступеней

Здесь q=0.02 – коэффициент возврата теплоты принято по (1)

4.2.7. Уточнение располагаемого теплоперепада на ступени со второго по последнюю

Располагаемый теплоперепад первой ступени

Располагаемые теплоперепады первого и второго отсека:

5.Детальный расчёт ступеней давления

Определение высоты рабочей лопатки, учитывая потери расхода:

Средний диаметр первой ступени

Реактивность на среднем диаметре первой ступени

Тепловой расчёт первой нерегулируемой ступени
№ п/п	Показатель	Обоз	Раз-ть	Формула или обоснование
1	Расход пара	G	кг/с	Из предварит расчета 637
2	Частота вращения	n	с^-1	Задано n=50сек^-1
3	Давление перед ступенью		МПа	Из предварит расчета
4	Энтальпия перед ступ		кДж/кг	=3333,8
5	Уд объём перед ступ			=0,019
6	Темпер перед ступ			По табл =501,6
7	Располагаемый теплоперепад на ступени		кДж/кг	=49,7
8	Средний диаметр		М	Из предварит расчёта =0,903
9	Окружная скорость	u	м/с	=141,5
10	Отношение скоростей		-	= =0,510
11	Степень реактивности		-	Из предварит расчёта =0,1916
12	Изоэнтроп перепад в сопловой решетке	H_oc	кДж/кг	H_oc=(1-)=31,1
13	Теор скорость пара на выходе из сопел		м/с	==249,4
14	Давл пара за соплами		МПа	=14
15	Энтальпия пара за соплами		кДж/кг	=3270
16	Уд объём за соплами		м³/кг	=0,0216
17	Число Маха		-	=0,4
18	Коэфф расхода			По графику из (1) =0,97
19	Площадь решетки		М²	=0,057
20	Эффект угол выхода потока		град	Принято по (1) =14
21	Высота решетки		М	=0,083
22	Относит высота реш		-	=0,51
23	Коэфф скорости		-	По графику из (1) =0,964
24	Потери в соплах		кДж/кг	=2,2
25	Скорость выхода потока из сопловой реш		м/с	=240
26	Относ скорость на входе в раб реш		м/с	=108,5
27	Угол выхода относит скорости		град	=32
28	Изоэнтропийный теплоперепад в раб реш		кДж/кг	=7,5
29	Теор скорость на выходе из раб реш		м/с	=163,5
30	Давл за раб реш		МПа	=13,7
31	Энтальпия за раб реш		кДж/кг	=3264,7
32	Уд объём за раб реш		м³/кг	=0,022
33	Число Маха		-	=0,26
34	Высота раб лопаток		М	=0,087
35	Коэфф расхода		-	По графику из (1) =0,95
36	Площадь раб реш		М²	=0,0905
37	Угол выхода потока из раб лопаток		град	=21,4
38	Относит высота реш		-	=1,2
39	Коэфф скорости		-	По графику из (1) =0,947
40	Относит скорость выхода потока из раб лопаток		м/с	=155
41	Потери в раб лопатках		кДж/кг	=1,4
42	Абсолют скорость потока за ступенью		м/с	=56,5
43	Угол выхода потока из ступени		град	=87

Расчет потерь относительного внутреннего КПД и мощности первой нерегулируемой ступени

№ п/п	Показатель	Обознач	Раз-ть	Формула или обоснование
1	Потери энергии в сопловой реш		кДж/кг	Из предыдущего расчета =2,2
2	Потери в раб реш		кДж/кг	Из предыдущего расчета =1,4
3	Потери с вых скоростью		кДж/кг	=1,6
4	Относит лопаточный КПД		-	=33,3/36,9=0,902
5	Потери на трение диска		-	=0,008
6	Потери от периферийной утечки (над бандажом)		-	=0,020
7	Потери от утечек в диафрагменное уплотнение		-	= =0,004
8	Относит внут КПД		-	=---= =0,902-0,008-0,020-0,004=0,87
9	Использованный теплоперепад ступени		кДж/кг	=32,4
10	Внутр мощность ступени		кВт	=G=20640
11	Давл за ступенью		МПа	=13,7
12	Энтальпия там же		кДж/кг	=3269,6
13	Уд объем там же		м³/кг	По (2) =0,0221

Тепловой расчёт второй нерегулируемой ступени
№ п/п	Показатель	Обоз	Раз-ть	Формула или обоснование
1	Расход пара	G	кг/с	637
2	Частота вращения	n	с^-1	50
3	Давление перед ступенью		МПа	13,7
4	Энтальпия перед ступ		кДж/кг	3269,6
5	Уд объём перед ступ			0,0221
6	Темпер перед ступ			481
7	Располагаемый теплоперепад на ступени		кДж/кг	36,9
8	Средний диаметр		м	0,909
9	Окружная скорость	u	м/с	143
10	Отношение скоростей		-	0,515
11	Степень реактивности		-	0,21
12	Изоэнтроп перепад в сопловой решетке	H_oc	кДж/кг	30,4
13	Теор скорость пара на выходе из сопел		м/с	246,5
14	Давл пара за соплами		МПа	12,4
15	Энтальпия пара за соплами		кДж/кг	3238,6
16	Уд объём за соплами		м³/кг	0,024
17	Число Маха		-	0,40
18	Коэфф расхода			0,975
19	Площадь решетки		м²	0,0635
20	Эффект угол выхода потока		град	14
21	Высота решетки		м	0,091
22	Относит высота реш		-	0,57
23	Коэфф скорости		-	0,965
24	Потери в соплах		кДж/кг	2,1
25	Скорость выхода потока из сопловой реш		м/с	238
26	Относ скорость на входе в раб реш		м/с	105,5
27	Угол выхода относит скорости		град	33
28	Изоэнтропийный теплоперепад в раб реш		кДж/кг	8,1
29	Теор скорость на выходе из раб реш		м/с	165,5
30	Давл за раб реш		МПа	12,06
31	Энтальпия за раб реш		кДж/кг	3336,5
32	Уд объём за раб реш		м³/кг	0,0246
33	Число Маха		-	0,27
34	Высота раб лопаток		м	0,095
35	Коэфф расхода		-	0,95
36	Площадь раб реш		м²	0,099
37	Угол выхода потока из раб лопаток		град	21,3
38	Относит высота реш		-	1,4
39	Коэфф скорости		-	0,95
40	Относит скорость выхода потока из раб лопаток		м/с	157
41	Потери в раб лопатках		кДж/кг	1,4
42	Абсолют скорость потока за ступенью		м/с	57
43	Угол выхода потока из ступени		град	87

Расчет потерь относительного внутреннего КПД и мощности второй нерегулируемой ступени

№ п/п		Показатель		Обознач	Раз-ть		Формула или обоснование
1		Потери энергии в сопловой реш			кДж/кг		2,1
2		Потери в раб реш			кДж/кг		1,4
3		Потери с вых скоростью			кДж/кг		1,6
4		Относит лопаточный КПД			-		0,905
5		Потери на трение диска			-		0,001
6		Потери от периферийной утечки (над бандажом)			-		0,020
7		Потери от утечек в диафрагменное уплотнение			-		0,003
8		Относит внут КПД			-		0,88
9		Использованный теплоперепад ступени			кДж/кг		32,5
10		Внутр мощность ступени			кВт		20700
11		Давл за ступенью			МПа		12,06
12		Энтальпия там же			кДж/кг		3236,5
13		Уд объем там же			м³/кг		0,027
Тепловой расчёт девятой нерегулируемой ступени
№ п/п	Показатель		Обоз			Раз-ть		Формула или обоснование
1	Расход пара		G			кг/с		605,3
2	Частота вращения		n			с^-1		50
3	Давление перед ступенью					МПа		5,17
4	Энтальпия перед ступ					кДж/кг		3036,7
5	Уд объём перед ступ							0,049
6	Темпер перед ступ							343
7	Располагаемый теплоперепад на ступени					кДж/кг		38
8	Средний диаметр					м		1,03
9	Окружная скорость		u			м/с		162
10	Отношение скоростей					-		0,576
11	Степень реактивности					-		0,35
12	Изоэнтроп перепад в сопловой решетке		H_oc			кДж/кг		25,7
13	Теор скорость пара на выходе из сопел					м/с		226,5
14	Давл пара за соплами					МПа		4,70
15	Энтальпия пара за соплами					кДж/кг		3011
16	Уд объём за соплами					м³/кг		0,0534
17	Число Маха					-		0,4
18	Коэфф расхода							0,98
19	Площадь решетки					м²		0,1455
20	Эффект угол выхода потока					град		14
21	Высота решетки					м		0,185
22	Относит высота реш					-		1,3
23	Коэфф скорости					-		0,973
24	Потери в соплах					кДж/кг		1,4
25	Скорость выхода потока из сопловой реш					м/с		220
26	Относ скорость на входе в раб реш					м/с		74
27	Угол выхода относит скорости					град		41
28	Изоэнтропийный теплоперепад в раб реш					кДж/кг		13,8
29	Теор скорость на выходе из раб реш					м/с		182
30	Давл за раб реш					МПа		4,45
31	Энтальпия за раб реш					кДж/кг		3002,4
32	Уд объём за раб реш					м³/кг		0,0555
33	Число Маха					-		0,32
34	Высота раб лопаток					м		0,189
35	Коэфф расхода					-		0,96
36	Площадь раб реш					м²		0,1925
37	Угол выхода потока из раб лопаток					град		18,2
38	Относит высота реш					-		2,1
39	Коэфф скорости					-		0,95
40	Относит скорость выхода потока из раб лопаток					м/с		174
41	Потери в раб лопатках					кДж/кг		1,6
42	Абсолют скорость потока за ступенью					м/с		54,5
43	Угол выхода потока из ступени					град		87

Расчет потерь относительного внутреннего КПД и мощности девятой нерегулируемой ступени

№ п/п	Показатель	Обознач	Раз-ть	Формула или обоснование
1	Потери энергии в сопловой реш		кДж/кг	1,4
2	Потери в раб реш		кДж/кг	1,6
3	Потери с вых скоростью		кДж/кг	1,5
4	Относит лопаточный КПД		-	0,922
5	Потери на трение диска		-	0,001
6	Потери от периферийной утечки (над бандажом)		-	0,016
7	Потери от утечек в диафрагменное уплотнение		-	0,002
8	Относит внут КПД		-	0,902
9	Использованный теплоперепад ступени		кДж/кг	34,2
10	Внутр мощность ступени		кВт	20760
11	Давл за ступенью		МПа	4,45
12	Энтальпия там же		кДж/кг	3002,4
13	Уд объем там же		м³/кг	0,06

Тепловой расчёт десятой нерегулируемой ступени
№ п/п	Показатель	Обоз	Раз-ть	Формула или обоснование
1	Расход пара	G	кг/с	605,3
2	Частота вращения	n	с^-1	50
3	Давление перед ступенью		МПа	4,45
4	Энтальпия перед ступ		кДж/кг	3002,4
5	Уд объём перед ступ			0,0588
6	Темпер перед ступ			323
7	Располагаемый теплоперепад на ступени		кДж/кг	38
8	Средний диаметр		м	1,05
9	Окружная скорость	u	м/с	165,5
10	Отношение скоростей		-	0,589
11	Степень реактивности		-	0,37
12	Изоэнтроп перепад в сопловой решетке	H_oc	кДж/кг	24,9
13	Теор скорость пара на выходе из сопел		м/с	223
14	Давл пара за соплами		МПа	4,03
15	Энтальпия пара за соплами		кДж/кг	2977,5
16	Уд объём за соплами		м³/кг	0,06
17	Число Маха		-	0,4
18	Коэфф расхода			0,98
19	Площадь решетки		м²	0,166
20	Эффект угол выхода потока		град	14
21	Высота решетки		м	0,207
22	Относит высота реш		-	1,5
23	Коэфф скорости		-	0,97
24	Потери в соплах		кДж/кг	1,3
25	Скорость выхода потока из сопловой реш		м/с	217
26	Относ скорость на входе в раб реш		м/с	69,5
27	Угол выхода относит скорости		град	49
28	Изоэнтропийный теплоперепад в раб реш		кДж/кг	14,6
29	Теор скорость на выходе из раб реш		м/с	184,5
30	Давл за раб реш		МПа	3,8
31	Энтальпия за раб реш		кДж/кг	2964,2
32	Уд объём за раб реш		м³/кг	0,06288
33	Число Маха		-	0,32
34	Высота раб лопаток		м	0,210
35	Коэфф расхода		-	0,96
36	Площадь раб реш		м²	0,2147
37	Угол выхода потока из раб лопаток		град	18
38	Относит высота реш		-	2,3
39	Коэфф скорости		-	0,95
40	Относит скорость выхода потока из раб лопаток		м/с	176
41	Потери в раб лопатках		кДж/кг	1,6
42	Абсолют скорость потока за ступенью		м/с	54
43	Угол выхода потока из ступени		град	88

Расчет потерь относительного внутреннего КПД и мощности десятой нерегулируемой ступени

№ п/п	Показатель	Обознач	Раз-ть	Формула или обоснование
1	Потери энергии в сопловой реш		кДж/кг	1,3
2	Потери в раб реш		кДж/кг	1,6
3	Потери с вых скоростью		кДж/кг	1,5
4	Относит лопаточный КПД		-	0,889
5	Потери на трение диска		-	0,001
6	Потери от периферийной утечки (над бандажом)		-	0,014
7	Потери от утечек в диафрагменное уплотнение		-	0,001
8	Относит внут КПД		-	0,87,
9	Использованный теплоперепад ступени		кДж/кг	34,5
10	Внутр мощность ступени		кВт	20880
11	Давл за ступенью		МПа	3,8
12	Энтальпия там же		кДж/кг	2967,9
13	Уд объем там же		м³/кг	0,0623