Тепловой расчёт ЦВД паровой турбины
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
?беспечить унификацию хвостовых креплений лопаток, постоянство диаметров обточки дисков, а также размеров канавок в дисках, протачиваемых для крепления лопаток.
Если в группе ступеней с постоянным корневым диаметром принять постоянное значение отношения скоростей и степеней реактивности в сечениях у корня рабочих лопаток, то все лопатки этой группы будут иметь одинаковые профили и, следовательно, лопатки будут отличаться только высотой.
Такая унификация позволяет использовать один и тот же инструмент и приспособления, удешевляющие изготовление турбины.
При определении размеров последней нерегулируемой ступени исходят из того, что для обеспечения технологичности конструкции турбины, унификации ее отдельных её элементов проточная часть высокого давления турбины выполняется с постоянным корневым диаметром ступени (диаметром посадки рабочих лопаток на диск ).
При известных диаметре и высоте сопловой лопатки первой нерегулируемой ступени корневой диаметр определяется из выражения
где
-высота рабочей лопатки первой нерегулируемой ступени, м;
- перекрыша .
-принимаем равным
При равных корневых диаметрах ступеней турбины расчётные средние диаметры нерегулируемых ступеней возрастают вдоль проточной части от первой ступени к последней в связи с ростом высоты лопаток. Связь между высотами рабочих лопаток и диаметрами первой и и последней и нерегулируемых ступеней устанавливается из выражения :
;
Значения удельных объёмов пар в конце процесса расширения пара в первой и последней нерегулируемых ступеней определяют по предварительно построенному в hs- диаграмме действительному процессу расширения пара в группе нерегулируемых ступеней турбины по давлению пара за этими ступенями.
;
;
Из которого определяется:
И затем средний диаметр последней ступени:
.
Определение числа нерегулируемых ступеней и их теплоперепадов
Число нерегулируемых ступеней турбины находится по формуле
; где
- располагаемый теплоперепад, приходящийся на группу нерегулируемых ступеней,
- коэффициент возврата теплоты;
- средний теплоперепад нерегулируемой ступени, .
Значение теплоперепада находится по построенному в - диаграмме предварительному процессу расширения пара в турбине (п.2.3.) как разность энтальпии пара перед нерегулируемой ступенью и энтальпии точки, соответствующей окончанию изоэнтропийного расширения пара в проточной части нерегулируемых ступеней до заданного конечного давления пара.
Располагаемый теплоперепад в цилиндре, приходящийся на нерегулируемые ступени, определяется из - диаграммы процесса расширения:
Определение числа ступеней и распределение теплоперепада между ними удобно производить построением специальной диаграммы: выбирается отрезок a произвольной длины. По его концам на перпендикулярах откладывают отрезки, соответствующие в масштабе средним диаметрам первой нерегулируемой и последней ступеней цилиндра. Концы отрезков соединяют плавной кривой, соответствующей закону раскрытия проточной части.
Для первой и последней ступеней определяют , обеспечивающее максимум лопаточного КПД:
где - фиктивная скорость пара в ступени, м/с;
- коэффициент скорости.
На диаграмме наносится линия изменения xопт по ступеням, (это либо прямая линия, либо вообще величина xопт принимается постоянной для всех ступеней). Отрезок а делим на 16 равных частей, из концов отрезков восстанавливаем перпендикуляры и в точках пересечения с линиями средних диаметров и xопт определяют величины d и xопт условных ступеней. По этим данным определяют теплоперепады по формуле:
Находим средний теплоперепад:
Определим число нерегулируемых ступеней в ЦВД. Из предварительного расчёта известны средние диаметры паровой и последней ступеней цилиндра:
; .
Располагаемый теплоперепад на нерегулируемые ступени ЦВД:
.
Примем постоянными для всех ступеней:
Предварительно оценив количество нерегулируемых ступеней в ЦВД:
Найдём величину коэффициента возврата тепла:
;
где =0,85 - КПД рассчитываемого отсека;
=- коэффициент для процесса, проходящего в перегретом паре;
Необходимое число ступеней в цилиндре:
,
то есть 16 ступеней.
Уточнённый средний теплоперепад на ступень цилиндра:
кДж/кг.
Процесс расширения пара в турбине в h,s-диаграмме
Определяем давление перед проточной частью турбины , приняв потери давления в паровпускных органах из рекомендуемого диапазона :
Считая процесс дросселирования в паровпускных органах изоэнтальпийным, строим его в hS- диаграмме отрезком горизонтали до пересечения в точке О с изобарой
Затем определяем температуру:
Принимаем что турбина имеет сопловое парораспределение, характерное для современных турбин мощностью ниже 1000 МВт.
Регулирующую ступень выполняем одновенечной: при принятом среднем диаметре регулирующей ступени рассчитан располагаемый теплоперепад регулирующей ступени равен ;
КПД регулирующей ступени рассчитан и с?/p>