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

18596. Интеллектуальные средства поддержки принятия решений 26.5 KB
  Интеллектуальные средства поддержки принятия решений В общем случае полная формализация управления проектированием не может быть достигнута поэтому полезную роль играют системы DSS Decision Support Systems поддержки решений принимаемых людьми. В качестве таких систем часто и
18597. Функции систем PDM 58.5 KB
  Функции систем PDM Системы PDM предназначены для управления проектированием и его информационного обеспечения. Это осуществляется путем упорядочения информации о проекте и управления соответствующими документами включая спецификации и другие виды представления данны
18598. Структура технического обеспечения 40.5 KB
  Структура технического обеспечения Требования предъявляемые к техническому обеспечению Техническое обеспечение САПР включает в себя различные технические средства hardware используемые для выполнения автоматизированного проектирования а именно ЭВМ периферийные
18599. Эталонная модель взаимосвязи открытых систем 34.5 KB
  Эталонная модель взаимосвязи открытых систем Для удобства модернизации сложных информационных систем их делают максимально открытыми т. е. приспособленными для внесения изменений в некоторую часть системы при сохранении неизменными остальных частей. В отношении выч
18600. Аппаратура рабочих мест в автоматизированных системах проектирования и управления 34 KB
  Аппаратура рабочих мест в автоматизированных системах проектирования и управления Вычислительные системы в САПР В качестве средств обработки данных в современных САПР широко используют рабочие станции серверы персональные компьютеры. Применение больших ЭВМ и в т
18601. Периферийные устройства 29 KB
  Периферийные устройства Для ввода графической информации с имеющихся документов в САПР используют дигитайзеры и сканеры. Дигитайзер применяют для ручного ввода. Он имеет вид кульмана по его электронной доске перемещается курсор на котором расположены визир и кноп
18602. Особенности технических средств в АСУТП 27.5 KB
  Особенности технических средств в АСУТП Специфические требования предъявляют к вычислительной аппаратуре работающей в составе АСУТП в цеховых условиях. Здесь используют как обычные персональные компьютеры так и специализированные программируемые логические контр...
18603. Методы доступа в локальных вычислительных сетях 31 KB
  Методы доступа в локальных вычислительных сетях Множественный доступ с контролем несущей и обнаружением конфликтов Одна из возможных сред передачи данных в ЛВС отрезок сегмент питой пары. К нему через аппаратуру окончания канала данных подключаются узлы компью
18604. Локальные вычислительные сети Ethernet 28.5 KB
  Локальные вычислительные сети Ethernet Состав аппаратуры Одной из первых среди ЛВС шинной структуры была создана сеть Ethernet разработанная фирмой Xerox. В этой сети был применен метод доступа МДКН/ОК. Позднее Ethernet стала основой стандарта IEEE 802/3. Другой вариант шинных ЛВС соот