Расчет цилиндра конденсационной турбины
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
?рения при принятых ориентировочных значениях внутренних относительных КПД цилиндров (рис. 3.1).
кг/с
.2 Предварительное построение процесса расширения в турбине в i-s диаграмме
После проведения грубой оценки расходов пара в предыдущем разделе приступаем к построению процесса в i-s диаграмме с обоснованным выбором внутренних относительных КПД отсеков проточной части турбины.
В предыдущем разделе были найдены в диаграмме точки 1t, 2 и кt. Для рассчитываемой турбины принято сопловое парораспределение.
В качестве регулирующей ступени принимаем одновенечную ступень.
Одновенечные ступни при среднем диаметре Dср = 1,0-1,1 м могут переработать теплоперепад hрс = 90-110 кДж/кг с достаточной эффективностью. Теплоперепад регулирующей ступени выбирают исходя из условия снижения температуры пара в камере регулирующей ступени до . Отложив выбранный теплоперепад hрс = 90 кДж/кг, в диаграмме i-s находим точку Р.
КПД регулирующей ступени оценивается по формуле :
(3.12)
Где
- принимаем 0.94
Внутренний теплоперепад регулирующей ступени:
(3.13)
Отложив в диаграмме i-s находим точку Р и давление в камере регулирующей ступени Рр.
ЦВД по конструкции принимаем однопоточным, тогда КПД цилиндра оценивается:
(3.14)
Где Н0 - располагаемый теплоперепад цилиндра, ;
- средний расход пара через ступени цилиндра, кг/с;
- средний удельный объем пара в ступенях первого отсека, м3/кг;
?вс = 0,01 - коэффициент выходной скорости.
Отложив в диаграмме i-s внутренний теплоперепад ЦВД
,
находим точку 1, которая определяет параметры пара за ЦВД.
Состояние пара перед ЦСД определяется точкой 2, построение которой определяется РПП (1.2) и
.
Располагаемый теплоперепад ЦСД определяется из условия:
(3.15)
Отложив в диаграмме i-s, находим точку 3, давление в которой равно давлению за ЦСД - Р3 = 0.3 МПа.
КПД ЦСД определяется по (3.14). При этом принимают .
м3/кг
Отложив в диаграмме i-s
,
находим точку 3, которая определяет состояние пара за ЦСД.
Потеря в перепускном паропроводе между ЦСД и ЦНД оценивается :
(3.16)
МПа
Тогда давление перед ЦНД равно:
(3.17)
МПа
По этому давлению находим точку 4.
Для определения внутреннего относительного КПД ЦНД необходимо оценить потери с выходной скоростью ?Нвс из последней ступени. По прототипу (табл. П.5 /6/) принимаем диаметр и высоту лопатки последней ступени Dz и lz и вычисляем площадь, ометаемую рабочими лопатками:
м2(3.18)
м2
Потерю энергии с выходной скоростью подсчитываем по формуле:
(3.19)
Где i - число потоков пара на выходе из турбины (принимается по прототипу).
Таким образом, относительный внутренний КПД ЦНД без учета потерь от влажности:
(3.20)
Поправка на влажность определяется по формуле:
(3.21)
гдеу0, у2 - влажность пара на входе и выходе ЦНД.
Относительный внутренний КПД ЦНД
(3.22)
где - теплоперепад ступеней, работающих в области влажного пара (рис. 3.1)
?ВС = 0,08-0,09 - коэффициент выходной скорости.
При оценке теплоперепада принято, что потери давления в выхлопном патрубке равны нулю, т.е.
Полученные значения КПД цилиндров, а также потерь давления в паровпускных органах и перепускных трубопроводах позволяют построить процесс в i-s диаграмме (рис. 3.1).
3.3 Расчет тепловой схемы. Определение расчетного значения расхода пара
Тепловая схема установки принимается по прототипам. Число отборов, давление пара в отборах и расход пара в каждом отборе выбираются по таблицам, представленным в приложении 6 /6/.
Принятые значения давления пара в регенеративных отборах наносятся на процесс расширения в i-s диаграмме (рис. 3.2). По этой диаграмме определяются значения использованного теплоперепада в отсеках до отборов Нi отб.
Доля отбираемого пара в каждом отборе определяется:
(3.23)
Результаты расчета тепловой схемы приведены в табл. 3.1.
Таблица 3.1
ПоказательОт входа в турбину до отбораN7 N6N6 N5N5 N4N4 N3N3 N2N2 N1От отбора 1 до конд.Приме-чаниеДавление пара перед и за отсеком; Ротб, МПа11.52 - 3.8553.855- 2.522.52 - 1.1871.187- 0.6270.627- 0.270.27 - 0.1250.125 - 0.0260.026 - 0.0035табл. П.7 /6/Количество отбираемого пара в отбор; Gотб, кг/с-8.3310.010.05.834.726.666.11табл. П.7 /6/Доля отбираемого пара; ?-0.0450.0540.0540.0320.0260.0360.033Энтальпия пара перед отсеком; i, кДж/кг34563192337831463032288527822597По Рис. 3.2Использованный теплоперепад отсека; Нi отб, 26418623211414710318548Относительный расход пара через отсек; 1-??1.00.9550.9010.8470.8150.7890.7530.72Приведенный теплоперепад отсека; Нi(1-??), 264.0177.63209.03296.558119.80581.267139.3034.56
Приведенный теплоперепад в турбине по результатам расчета тепловой схемы и предварительной оценки процесса в i-s диаграмме (рис. 3.2) находим, используя табл. 3.1,
(3.24)
Расчетное значение расхода пара через первую ступень турбины:
(3.25)
кг/с
цилиндр турбина тепловой лопатка
3.4 Определение числа ступеней ЦНД
Расход пара в ЦНД определяется по формуле:
кг/с(3.26)
Где i- число потоков в ЦНД (по прототипу)
Скорость выхода пара из