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

7 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

65946. Цена: функции; факторы, влияющие на ее величину 48.5 KB
  Цена — экономическое понятие. Цена – результат оценки. Цена есть денежная оценка. В основе оценки могут лежать как объективные, так и субъективные критерии. Цена – денежная характеристика блага.
65949. Ресурсы: структура; проблема выбора и замещения. Кривая производственных возможностей 45.5 KB
  Без наличия всех трех видов ресурсов процесс производства невозможен. Тот факт что отдельная вещь встречается редко или малодоступна для экономиста не определяется как ограниченность ресурсов. Последнее характеризует ситуацию когда ресурсов не хватает для того чтобы полностью удовлетворить потребности каждого человека.
65953. Возникновение рыночной экономики и ее инфраструктуры. Функции рынка. Позитивные и негативные стороны 42 KB
  Рынок это система экономических отношений в сфере обмена товаров и услуг между продавцами производителями и покупателями потребителями опосредуемых через спрос и предложение. Рынок выполняет многообразные функции в которых раскрываются его сущность и роль в экономической системе...
65954. ПРОБЛЕМА НАЦИОНАЛЬНОЙ ИДЕНТИЧНОСТИ В УСЛОВИЯХ ГЛОБАЛИЗАЦИИ: СОЦИАЛЬНО-ФИЛОСОФСКИЙ АСПЕКТ 38.5 KB
  При всем многообразии национального и мирового кризиса главный кризис который переживает сегодня Россия это кризис национальной идентичности т. Довольно туманная деятельность государства в сфере миграции и в целом национальной политике содействовала тому что национальный вопрос...