1. Завдання і вихідні дані на курсовий проект
У даному курсовому проекті проводиться розрахунок проточної частини одноциліндровою турбіни. Основні частини курсового проекту включають наступне: попереднє побудова процесу розширення турбіни і визначення витрати пари; вибір типу регулюючого щабля; попередній розрахунок нерегульованих ступенів, в ході якого визначаються розміри лопаток ступенів та їх спрацьовує теплоперепада; детальний розрахунок проточної частини; розрахунок закрутки останнього ступеня; розрахунок на міцність, в ході якого визначаються основні зусилля, що діють на лопатку, діафрагму і осьове зусилля на всю турбіну. По закінченні розрахунку виконується індивідуальне завдання з організації нерегульованого опалювального відбору.
Для виконання розрахунків потрібні вихідні дані, які наведені в таблиці 1.1.
Таблиця 1.1 - Вихідні дані (варіант № 39)
Номінальна електрична потужність, МВтДавленіе гострої пари перед стопорними клапанами, барТемпература гострої пари, Кінцевий тиск пара, барПрототіп турбіни24244300,04К - 12-35 (АКВ - 12)
2. Попередній розрахунок
. 1 Визначення економічної потужності і оцінка витрати пари
Проточна частина проектується на економічну потужність, яка визначається в залежності від призначення турбіни. Для турбін малої та середньої потужності економічна потужність визначається за наступною формулою, кВт:
(2.1)
Тиск перед соплами регулюючого щабля з урахуванням втрат у стопорних і регулювальних клапанах, бар:
(2.2)
Тиск за останньою сходинкою з урахуванням втрат у вихлопному патрубку, бар:
, (2.3)
де;
- швидкість потоку в вихлопному патрубку, м/с.
Знайдемо початкову ентальпію по тиску і температурі гострої пари, кДж/кг [2]:
(2.4)
Наявний теплоперепад турбіни, кДж/кг [2]:
(2.5)
Початкова ентальпія перед соплами регулюючого щабля, кДж/кг [2]:
(2.6)
Наявний теплоперепад проточної частини, кДж/кг [2]:
(2.7)
Для визначення ККД відсіків турбіни оцінюється в першому наближенні витрата пари (без урахування регенеративних і регульованих відборів), кг/с:
, (2.8)
де - відносний електричний ККД, в першому наближенні приймається по [1]:
=0,8
.2 Вибір типу регулюючої щаблі й її теплоперепада
У турбінах з сопловим паророзподілі застосовують одно- і двухвенечние регулюють щаблі. Одновенечная ступінь при розрахунковому режимі має більш високий ККД (зoi=0,78-0,82), ніж двухвенечная, але при часткових навантаженнях її ККД падає більш інтенсивно. Для одновенечних ступенів із середнім діаметром 1,0-1,1 м оптимальне значення тепло-перепаду становить 80-120 кДж/кг.
Вибираємо одновенечную регулюючу щабель. Задаємо теплоперепад, спрацьовує в регулюючої щаблі, кДж/кг:
Фіктивна швидкість для регулюючого щабля визначається за наступним виразом, м/с:
(2.9)
Окружна швидкість, м/с:
, (2.10)
де - оптимальне відношення швидкостей, приймаємо 0,26.
Середньої діаметр щаблі, м:
, (2.11)
де - число оборотів, об/хв.
теплоперепада, спрацьовує в сопловой решітці визначається з наступного виразу, кДж/кг:
, (2.12)
де - сумарний ступінь реактивності для одновенечних ступенів, приймаємо 0,05.
Абсолютна теоретична швидкість витікання з сопел, м/с:
(2.13)
Прохідна площа сопловой решітки, м2:
, (2.14)
де - питомий об'єм пари за сопловой гратами, м3/кг [2];
- коефіцієнт витрати сопловой решітки.
Твір ступеня парциальности і висоти соплових лопаток, м:
, (2.15)
де - ефективний кут сопловой решітки.
Ступінь парциальности:
, (2.16)
де - для одновенечной щаблі.
Висота соплових лопаток, м:
2.3 Побудова процесу розширення турбіни. Уточнення витрати пари
ККД регулюючого щабля підраховується за формулою:
, (2.17)
де - питомий об'єм пари перед соплами регулюючого щабля, м3/кг [2].
Корисно використаний теплоперепад, кДж/кг:
(2.18)
Малюнок 2.1 - Процес розширення пари в проточній частині турбіни, попередній
Середній питомий об'єм для ЧВД, м3/кг:
(2.19)
...
