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

8 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

17796. ПРЯМА ЛІНІЯ У ТРИВИМІРНОМУ ПРОСТОРІ 244.53 KB
  Лекція 12. ПРЯМА ЛІНІЯ У ТРИВИМІРНОМУ ПРОСТОРІ Канонічні і параметричні рівняння прямої у тривимірному просторі Пряма лінія у тривимірному просторі може бути задана різними способами: двома точками точкою і напрямом перетином двох площин та ін. Нехай пряма пр
17797. Загальне рівняння кривої другого порядку. Криві другого порядку 662.09 KB
  Лекція 13. Криві другого порядку Загальне рівняння кривої другого порядку Нагадаємо загальне рівняння поверхні другого порядку 1.5: a11x2 a22y2 a33z2 2a12xy 2a13xz 2a23yz a10x a20y a00 = 0 5.1 Якщо поверхню другого порядку перетинає яканебудь площина поверхня першо
17798. Парабола 1021.92 KB
  Лекція 14 Парабола Нехай на площині дано точку F і пряму d яка не проходить через F. Геометричне місце точок площини рівновіддалених від фіксованої точки F та фіксованої прямої d що не проходить через точку F називається параболою. Точка F називається
17800. Поверхні другого порядку 3.67 MB
  Лекція 15. Поверхні другого порядку Загальне рівняння поверхні другого порядку Загальним рівнянням поверхні другого порядку називається рівняння виду 15.1 Розглянемо типи поверхонь які визначаються цим рівнянням. Довільна циліндрична поверх
17801. Обернена матриця 175.61 KB
  Лекція 7. Обернена матриця Матрицею А оберненою до квадратної матриці розміру n х n називається така для якої справедлива рівність 3.32 Наприклад легко перевірити рівність = Таким чином одна із перемножуваних матриць є оберненою від
17802. МІЖНАРОДНА ЕКОНОМІЧНА СИСТЕМА 275.5 KB
  ТЕМА 1. МІЖНАРОДНА ЕКОНОМІЧНА СИСТЕМА Предмет курсу міжнародна економіка. Міжнародна економічна система: сутність та структура. Міжнародні економічні відносини. Міжнародна економічна діяльність. Сукупність національних економік. Класифікація країн за рівнем со
17803. Міжнародна торгівля 1.42 MB
  Міжнародна торгівля Місце міжнародної торгівлі в МЕВ. Світовий ринок товарів і послуг та особливості його розвитку в сучасних умовах. Показники масштабів структури динаміки й результативності міжнародної торгівлі. Еволюція теорій міжнародної торгівлі. Вид
17804. МІЖНАРОДНІ ІНВЕСТИЦІЇ 565.5 KB
  Причини і суть міжнародного руху капіталу. Форми іноземних інвестицій. Транснаціональні корпорації та їх роль в сучасному розвитку міжнародних економічних відносин. Стан та проблеми іноземного інвестування в Україні.