95843

Многоступенчатые турбины. Их расчет

Лекция

Энергетика

Многоступенчатые турбины. Рабочий процесс многоступенчатой турбины Для привода генераторов электрического тока большой мощности применяются турбины высокой экономичности. Такие турбины выполняются многоступенчатыми. Под реактивными подразумеваются турбины имеющие в большинстве ступеней реакцию .

Русский

2015-09-30

119 KB

9 чел.

Лекция 12. Многоступенчатые турбины. Их расчет

1. Рабочий процесс многоступенчатой турбины

Для привода генераторов электрического тока большой мощности применяются турбины высокой экономичности. Такие турбины выполняются многоступенчатыми. Под реактивными подразумеваются турбины, имеющие в большинстве ступеней реакцию . Однако и в активных турбинах допускаются ступени, работающие со значительной степенью реакции.

Конструктивно многоступенчатая активная турбина состоит. На общем валу посажен ряд дисков, на периферии которых располагаются рабочие решетки. Диски разделены диафрагмами, в которых выполнены сопловые решетки. В этих решетках проходит расширение пара. Элемент турбины, состоящий из диафрагмы и последующего диска с рабочей решеткой представляет ступень активной турбины. Диафрагмы двух соседних ступеней образуют камеру – камерная ступень. Активные турбины формируются обычно из камерных ступеней, но и в камерной ступени может допускаться значительная степень реакции.

В большинстве многоступенчатых турбин применяется сопловое парораспределение. При этом первая ступень при изменении расхода пара работает с изменяющейся парциальностью и в этом отношении отличается от последующих ступеней турбины. Такая ступень – регулирующая ступень. В первой нерегулирующей ступени активной турбины можно применять парциальный подвод.

Реактивная турбина выполняется с некоторыми особенностями. В реактивных турбинах часто применяются сопловое парораспределение и тогда первая регулирующая ступень выполняется активной, поскольку в ступени с парциальным подводом пара давление P1 – перед рабочей решеткой и P2 – за ней приблизительно равны.

Применение реактивных профилей рабочей решетки увеличит подпор давления перед входом в рабочую решетку и усилит перетекание пара через зазоры и каналы рабочей решетки не омываемыми рабочим потоком пара (поэтому ρ до 5÷10%). Зачем? В основном уравновесить эжектирующее действие парового потока при истечении из сопловой решетки и при втекании потока в каналы рабочей решетки.

Последующие реактивные ступени выполняются всегда с полным подводом пара. Возможность парциального подвода пара исключается. Рабочие лопатки реактивных ступеней устанавливаются непосредственно на барабане, а направляющие лопатки крепятся в корпусе турбины. Часто, для упрощения изготовления турбины, в области повышенного давления пара, где изменение удельных объемов пара от ступени к ступени достаточно мало применяют группы ступеней с одинаковой длиной лопаток.

Основные преимущества многоступенчатой турбины.

1) При большом числе ступеней можно для каждой ступени выбрать небольшой тепловой перепад и так понизить скорость истечения пара из сопловых решеток, что даже при умеренных окружных скоростях рабочих лопаток обеспечит значение , при которых КПД отдельных ступеней достигают максимума.

2) В области высокого давления лопатки первых ступеней получаются не очень малыми, т.к. скорости пара уменьшены.

3) В многоступенчатых турбинах часть потерь предыдущих ступеней используется для получения механической энергии в последующих ступенях.

4) За счет потерь в ступенях сумма располагаемых теплоперепадов ступеней больше, чем для турбины в целом (по основной изоэнтропе). Это существенное преимущество многоступенчатых турбин.

5) В многоступенчатых паровых турбинах можно осуществить отборы между ступенями на регенерацию, что повышает КПД турбоустановки.

Однако есть и недостатки.

В многоступенчатых турбинах в отличие от одноступенчатых возникают дополнительные потери (от перетекания, влажности и др.).

Многоступенчатые машины сложны и дороги (3÷4 руб./кВт – удельная стоимость турбин большой мощности).

2. Коэффициент возврата тепла

Для одной ступени:

.

Для нескольких:

, ,

где  – доля располагаемого теплоперепада для основной ступени по основной изоэнтропе;

– приращение теплоперепада за счет превращения потерь предыдущей ступени в тепло.

,

где  – по основной изоэнтропе,

– часть тепла от потерь в ступенях в ступенях использованная в последующих ступенях.

Рис. 50.

С другой стороны

.

Значит:

, или ,

– коэффициент возврата тепла – это доля потерь, которая может быть использована в последующих ступенях турбины.

больше, чем средний  – важное правило.

Влияние числа ступеней (z) на коэффициент возврата тепла.

– это арифметическая прогрессия с разностью .

Первый член , последний член , z – число членов прогрессии.

Сумма: .

.

Если , то .

.

.

Найдем выражение для :

, .

Тогда: .

Окончательно:

.

При , , т.к. для идеальной турбины .

Допущения: процесс расширения в hS диаграмме – прямая линия. В действительности это не так.

Поэтому .

.

Приближенно:

,  – ккал/кг.

– перегретый пар (газ),

– переход во влажный пар,

– только влажный пар.


T0

ΔS

S

T

T2


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

65710. Комп’ютерний комплекс моделювання динаміки фізіологічного стану людини при роботі у приміщенні 360 KB
  Забезпечення належних умов праці на робочому місці безпека технологічних процесів санітарнопобутові умови праці та створення комфортних умов перебування людини у приміщенні набувають особливого значення оскільки більшу частину свого часу людина проводить саме в приміщенні.
65711. ПУБЛІЧНИЙ КОНТРОЛЬ ЗА ДІЯЛЬНІСТЮ ОРГАНІВ ДЕРЖАВНОЇ ВЛАДИ: ТЕОРЕТИКО-МЕТОДОЛОГІЧНИЙ АНАЛІЗ 199 KB
  Одним із ефективних засобів розвитку та функціонування сучасного постмодерного суспільства є налагодження діалогу між державою та громадянином між відповідними гілками влади політичними партнерами культурами та цивілізаціями.
65712. Податкова політика російського царату в українському селі у другій половині ХІХ – на початку ХХ ст.: історичний аспект 143.5 KB
  Трансформаційні процеси в аграрному секторі економіки України кінця ХХ – початку ХХІ ст. стимулюють зростання значного інтересу як дослідників-фахівців, так і широкої громадськості до специфічних особливостей перебігу аграрних перетворень, що мали місце в українському селі у минулому.
65713. Теплоізоляційні матеріали на основі модифікованих лужних алюмосилікатних композицій, здатних до спучування 927 KB
  Отже враховуючи все вищезазначене особливої актуальності набуває питання щодо розробки принципово нових видів теплоізоляційних матеріалів на основі модифікованих лужних алюмосилікатних композицій здатних до спучування які можуть бути виготовлені з використанням недорогої...
65714. РОЗВИТОК ТВОРЧИХ ЗДІБНОСТЕЙ УЧНІВ ОСНОВНОЇ ШКОЛИ ЗАСОБАМИ ГРАФІЧНИХ ЗАДАЧ З КРЕСЛЕННЯ 184 KB
  Звідси виникає перше протиріччя суть якого проявляється у важливості і значущості розвитку творчих здібностей школярів і відсутності методичної основи забезпечення цього процесу на засадах розвязування творчих графічних задач на уроках креслення.
65715. Особистісна реалізованість людини в онтогенезі 382 KB
  Мета дослідження теоретико-методологічне обґрунтування та емпіричне вивчення феномену особистісної реалізованості людини в онтогенезі. Відповідно до зазначеної мети поставлено такі завдання: здійснити теоретичний аналіз...
65716. Патогенез і терапія псоріазу з різним ступенем тяжкості ендогенної інтоксикації та артеріальної гіпертензії 529.5 KB
  Виявлення захворювання серцевосудинної системи у хворих на псоріаз уже на початкових стадіях має велике практичне значення тому що розширює перспективи ефективної вторинної профілактики. Обраний напрямок досліджень пов'язаний з науковою діяльністю і входить...
65717. МОЖЛИВОСТІ ЧЕРЕЗСТРАВОХІДНОЇ ТА ТРАНСТОРАКАЛЬНОЇ ЕХОКАРДІОГРАФІЇ ДЛЯ ОПТИМІЗАЦІЇ ТЕРМІНУ АНТИКОАГУЛЯНТНОЇ ТЕРАПІЇ У ХВОРИХ НА ФІБРИЛЯЦІЮ-ТРІПОТІННЯ ПЕРЕДСЕРДЬ НЕКЛАПАННОЇ ЕТІОЛОГІЇ 1.04 MB
  Одним з найбільш небезпечних ускладнень у хворих ФП є розвиток тромбоемболічних ускладнень ТЕУ. Але підготовка хворих до відновлення синусового ритму продовжує залишатися актуальною проблемою: рекомендовані терміни терапії непрямими антикоагулянтами довготривалі...
65718. Перестрахування як механізм забезпечення фінансової стійкості страхової компанії 372 KB
  Одним з найбільш дієвих багатофункціональних та раціональних інструментів здатних забезпечити стабільну діяльність страхової компанії виступає перестрахування оскільки лібералізація світового ринку фінансових послуг надає можливість проводити як розміщення так і прийняття ризиків в межах країни та за кордоном.