Блок контроля и управления скоростью турбины
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
что влечет ухудшение их экономичности.
Это объясняется следующими причинами:
трудностью изготовления качественного редуктора очень большой мощности; большими его размерами и тем самым удорожанием всего агрегата;
увеличением напряжения в их лопатках. Поэтому если повышение частоты вращения приводит к снижению экономичности последних ступеней, то при большой мощности это снижение становится настолько значительным, что может компенсировать выигрыш в КПД части высокого давления и лаже превысить его.
В связи с этим переход на частоту вращения больше , требующий редукторной связи с электрическим генератором, производится, как правило, при мощностях конденсационных турбин средних параметров4МВт, а для турбин с противодавлением из-за увеличенных расходов пара-при еще меньших мощностях.
В настоящее время энергетические, для привода электрогенератора, паровые турбины с редукторной передачей не изготавливаются.
Рассмотрим эту альтернативу с нескольких точек зрения: тепловой экономичности, стоимости и т. д. Главная причина перехода на тихоходные турбоагрегаты связана с надежностью последней ступени, ее экономичностью и вообще экономичностью части низкого давления.
В этом случае число потоков ЦНД уменьшится также вчетверо (и соответственно сократится число цилиндров низкого давления). Если при удвоении размеров ступени число потоков / сократить не в 4, а, скажем, в 2 или 3 раза или оставить тем же, то возрастет суммарная площадь последних ступеней
При том же числе потоков минимальные усредненные потери с выходной скоростью:
(1.1)
Дополнительные возможности повышения КПД цилиндра низкого давления связаны с более плавным очертанием проточной части из-за меньших теплоперепадов ступеней и, следовательно, меньшей разницей высот лопаток соседних ступеней. Кроме того, увеличение 0 при той же корневой реактивности. Согласно выше указанной формуле ведет к меньшей реактивности на периферии для части низкого давления КПД на 0,5-1,5% выше в тихоходном варианте. Однако в тихоходных ЦНД могут несколько возрасти потери (или ухудшится восстановление давления) в выходном патрубке. Это объясняется тем, что при столь больших размерах последних ступеней конструктивно труднее сохранить оптимальные соотношения размеров последней ступени, патрубка и входа в конденсатор.
С уменьшением частоты вращения экономичность в ЦВД может несколько снизиться. Это объясняется главным образом увеличением концевых потерь в решетках из-за меньших высот лопаток и роста утечек в уплотнениях, в том числе в концевых. Это снижение КПД связано с тем, что в тихоходной турбине существенно больше и диаметры ступеней, и диаметры концевых и диафрагменных уплотнений. Практически пропорционально диаметрам выбираются и зазоры в уплотнениях.
Опыт изготовления тихоходных турбин показал, что имеются определенные трудности изготовления последних лопаток iельнофрезерованным бандажом. Другие же формы бандажа и соединения его с лопаткой обычно ведут к некоторому снижению эффективного обтекания периферийной зоны. В то же время отметим, что по некоторым, пока еще, правда, недостаточно полным и детальным опытам в тихоходных турбинах оказываются несколько меньшими потери от влажности.
МВт снижение экономичности тихоходных ЦВД может быть настолько значительным, что с учетом большой относительной мощности ЦВД при переходе к тихоходному варианту КПД всей турбины практически не возрастет.
В высокооборотных турбинах в отличие от тихоходных не всегда удается по условиям надежности и унификации (использования ЦНД, применяемых в турбинах ТЭС) иметь разделительное давление на уровне термодинамически оптимального.
Анализируя экономичность всей турбинной установки, отметим, что дополнительные потери, которые могут иметь место в ЦВД, частично компенсируются из-за возврата теплоты и сокращения затрат теплоты в промежуточном перегревателе. Повышение же КПД части низкого давления реализуется полностью.
В турбинах насыщенного пара уменьшение вдвое частоты вращения повышает экономичность установки, начиная примерно с мощности 500-800 МВт. Надежность тихоходных турбин в большинстве элементов оказывается выше.
Поскольку при переходе к тихоходному варианту окружная скорость на периферии последних лопаток уменьшается, следует ожидать меньшей эрозии лопаток, что подтверждается опытом эксплуатации турбин АЭС .
Благоприятно на надежности турбин сказывается уменьшение числа цилиндров в тихоходном варианте в связи с сокращением числа ЦНД. Меньшее число цилиндров означает большую надежность валопровода- системы роторов агрегата. Чем больше число элементов валопровода, тем более густой спектр собственных частот он имеет, тем труднее (с учетом неизбежной податливости опор и упругости масляной пленки в подшипниках)-обеспечить требуемый запас между частотой вращения турбины и одной из собственных частот ротора. Кроме того, большее число опор и соединений роторов также снижает надежность агрегата.
Для динамической надежности агрегата небезразличны моменты инерции валопровода, которые из-за больших радиальных размеров выше в тихоходной турбине. При этом увеличивается время разгона турбины после сброса нагрузки с отключением генератора от сети. Особенно это важно для турбин насыщенного пара, где из-за испарения и вскипания влаги, а также большого объема тракта сепаратор - перегреватель опасность такого разгона довольно велик