- •Вопрос №1
- •Вопрос № 2
- •Вопрос№ 3
- •II. Принцип действия паровой турбины.
- •Вопрос№ 4
- •Вопрос№ 5
- •Вопрос№6
- •Вопрос7
- •Вопрос№8
- •Вопрос№9
- •Вопрос№10
- •Вопрос№11
- •Ворос№12
- •Вопрос№26
- •Вопрос№27
- •Вопрос№29(1)
- •Вопрос№29(2)
- •Вопрос№30
- •XI. Ступени с длинными лопатками.
- •Вопрос№31
- •Вопрос№37
- •XIV. Режим работы паровых турбин тэс и аэс.
- •Вопрос№38
- •Вопрос№39
- •Вопрос№40
- •XV. Системы парораспределения паровых турбин.
- •Вопрос№42
- •XVI. Конденсационные установки.
- •Совокупность конденсатора и обслуживающих его устройств называют
- •3. Рабочий процесс в конденсаторе.
- •4. Конструкция трубного пучка.
- •Вопрос№43
- •2.Тепловой расчёт конденсатора.
- •3. Требования к элементам конструкции конденсатора.
- •4. Воздушная и гидравлическая плотность конденсатора.
- •Перемещение положения определит применение ленточной
- •Вопрос№50 Газотурбинные установки.
- •Вопрос№47
- •Вопрос№45 Одновальные гту с регенерацией.
- •Вопрос№49 гту со ступенчатым сжатием и со ступенчатым сгоранием.
- •Сложные и многовальные гту.
- •Вопрос №13
- •V. Расширение пара в косом срезе турбинной решетки.
- •Вопрос №34
- •XIII. Концевые и диафрагменные
- •Вопрос №36
- •Вопрос №33
- •Вопрос №32
- •XII. Осевые усилия в паровой турбине.
- •Вопрос №41
- •Вопрос №14
Вопрос №32
XII. Осевые усилия в паровой турбине.
Пар, расширяясь в проточной части турбины, не только создает на роторе полезный вращающий момент, определяемый окружными усилиями, действующими на рабочие лопатки, но и воздействует на ротор в осевом направлении. Осевые усилия воспринимает на себя упорный подшипник.
Для того, чтобы обеспечить надежную работу турбины и, в частности, ее упорного подшипника, необходимо определить осевое усилие.
Рассмотрим осевые усилия, действующие на одну из промежуточных ступеней активного типа.
1.) От рабочих лопаток на ротор турбины передается осевое усилие RIa , которое может быть определено по результатам теплового расчета ступени:
Рис.1
.
Здесь разность давлений (р1 – р2) зависит от степени реактивности ступени (ρ). Чем больше ρ, тем больше RIa ,поэтому при выборе степени реактивности необходимо учитывать, что работа подшипника усложняется. Составляющая (С1sin α1 – C2sin α2) – разность осевых проекций скоростей для чисел Маха М1t < 0,7 , – как правило, близка к нулю и, поэтому ею часто пренебрегают.
2.) Если давление р1’ больше р2 , то возникает вторая составляющая осевого усилия от кольцевой части полотна диска:
,
где dk = d – l2 – корневой диаметр.
Давление р1’ между диафрагмой и диском зависит от соотношения трех расходов: диафрагменной протечки Gу, корневой протечки Gк, и протечки через разгрузочное отверстие Gотв. Разгрузочные отверстия позволяют снизить перепад давления на полотно диска, однако в дисках последних ступеней (ЧНД), где абсолютные значения осевых усилий невелики, а механические напряжения в дисках высоки, разгрузочные отверстия не выполняют, чтобы не создавать концентраций механических напряжений в дисках.
3.) Если имеется уступ ротора между втулкой диафрагменного уплотнения и ступицей диска (т.е. [d2-d1]), то появляется третья составляющая осевого усилия:
4.) При ступенчатом диафрагменном уплотнении возникает осевое усилие вследствие разности давлений по обе стороны каждой ступеньки высотой Δ. И четвертая составляющая осевого усилия в ступени запишется в виде:
,
где dу – средний диаметр уплотнения.
Рис.2
Полное осевое усилие, действующее на ротор, находится суммированием всех составляющих в каждой ступени, а также усилий, действующих на уступы ротора, расположенные вне проточной части ступеней:
где i – порядковый номер составляющей осевого усилия.
.
Вопрос №41
4.Диаграммы режимов турбин.
Диаграммой режимов паровой турбины называют графическое изображение зависимости между электрической (или внутренней) мощностью турбины и расходом пара. В ряде случаев добавляются и другие параметры : например, отбор пара , противодавление и т.д.
Наиболее просто диаграмма режимов выглядит для конденсационной турбины, не имеющей отборов пара для регенеративного подогрева питательной воды, ее математическое описание:
,
где G – расход пара через паровую турбину;
Н0т – располагаемый теплоперепад паровой турбины;
ηоэ – относительный электрический КПД.
При фиксированных начальных параметрах (Р0, t0) и давлении в конденсаторе Pк, электрическая мощность зависит от расхода линейно, с точностью, с которой ηоэ имеет постоянное значение.
Отклонение линейной зависимости при малых значениях Рэ объясняется значительным уменьшением КПД, который станет = 0 при Рэ=0, т.е. при холостом ходе турбоагрегата, когда энергия пара, поступающего в турбину в количестве Gхх, тратиться только на поддержание ее номинальной частоты вращения (расходуется на преодоление трения в подшипниках)
Рис.4. (и о паровую среду).
Отношение х = Gxx/G0 называется коэффициентом холостого хода. Чем больше мощность турбоагрегата, тем меньше х (для турбины 300 МВт х = 0,03).
Диаграмма режимов турбины с противодавлением связывает уже не два параметра (G и Рэ), а три, добавляется еще величина противодавления Р2.
Рис.5. Диаграмма режимов турбины
Р – 40 – 130 /31 ТМЗ.
1 – 3,6 МПа;
2 – 3,4 МПа;
3 – 3,2 МПа;
4 – 3,1 МПа;
5 – 3,0 МПа.
Еще более сложный вид имеет диаграмма режимов турбины с регулируемым отбором пара, связывающая три параметра: расход свежего пара G, электрическую мощность Рэ и отбор Gт.
Рис.6. Упрощенная диаграмма турбины с регулируемым отбором пара
(нет регенеративных отборов).
Обозначения на рис.6:
Рэ.о – номинальная электрическая мощность;
Рэ.max – максимальная электрическая мощность;
Gmax – максимально допустимый расход;
a – b – работа турбины на конденсационном режиме (Gт = 0). В этом случае максимальная мощность совпадает с минимальной (точка b).
e’ – k’ – чисто теплофикационный режим (противодавление) Gк = 0, G = Gт. На практике такой режим не допустим, т.к. происходит перегрев ЧНД. В этом случае через ЧНД проходит небольшой (5÷10 %) вентиляционный пропуск пара Gк min (линия e - k).
Линии постоянного расхода пара в отбор (Gт = const) – это прямые, параллельные линии Gт = 0 (a - b).
Линии постоянного расхода пара в ЧНД (конденсатор) Gк = const, параллельно линии Gк = 0.
bcf – область перегрузки (нерегулируемая зона)