3. При цьому змінюється тиск пари від р2 до р3 та швидкість пари від с2 до с3. Оскільки V2 p3 і відповідно з першим законом термодинаміки елементарна робота розширення одиниці пара
Дж/кг,
де F - площа лопатки, м2; (р2 - р3) - різниця тиску на вході і виході з лопаток, Па; dS - переміщення лопатки, м.
В
При цьому - робота, яка використовується для обертання робочого колеса турбіни. Таким чином, в реактивних турбінах крім відцентрових сил, що виникають при зміні швидкості руху пара, на лопатки діють реактивні сили, викликані розширенням пари. p> Сучасні турбіни виконуються як активними, так і реактивними. У потужних агрегатах параметри пари на вході наближається до значень 30 МПа і 6000С. При цьому закінчення пара з сопла відбувається зі швидкістю, що перевищує швидкість звуку. Це веде до необхідності великої частоти обертання ротора. Виникають величезні відцентрові сили, що діють на обертові частини турбіни. p> Практично частота обертання ротора, обумовлена ​​конструктивними особливостями, як самої турбіни, так і синхронного генератора, становить 3000 1/хв. При цьому лінійна швидкість на колі колеса турбіни діаметром один метр становить 157 м/с. У цих умовах частинки прагнуть відірватися з поверхні колеса з силою в 2500 разів перевищує їх вагу. Інерційні навантаження зменшують застосуванням ступенів швидкості і тиску. Кожній ступені віддається не вся енергія пари, а тільки частина її. Це забезпечує і оптимальний теплоперепад на щаблі, який становить 40 ... 80 кДж/кг при окружної швидкості 140 ... 210 м/с. Загальний теплоперепад, спрацьовує в сучасних турбінах, становить 1400 ... 1600 кДж/кг. p> По конструктивних міркувань 5 ... 12 ступенів групуються в одному корпусі, який називають циліндром. Сучасна потужна турбіна може мати циліндр високого тиску (ЦВТ) з тиском пари на вході 15 ... 30 МПа, циліндр середнього тиску (ЦСТ) з тиском 8 ... 10 МПа і циліндр низького тиску (ЦНД) з тиском 3 ... 4 МПа. Турбіни потужністю до 50 МВт зазвичай виконуються в одному циліндрі. p> Отработавший в турбіні пара надходить у конденсатор для охолодження і конденсації. У трубчастий теплообмінник конденсатора подається охолоджуюча вода з температурою 10 ... 15 В° С, що сприяє інтенсивній конденсації пари. З цією ж метою тиск в конденсаторі підтримується в межах 3 ... 4 кПа. Охолоджений конденсат знову подається в котел (рис.1.5), а охолоджуюча вода, що нагрілася до 20 ... 25 В° С, віддаляється з конденсатора. Якщо вода для охолодження забирається з водойми і потім безповоротно скидається, система називається розімкнутої прямоточною. У замкнутих системах охолодження вода, що нагрілася в конденсаторі, подається насосами на градирні - конусоподібні башти. З верхньої частини градирень з висоти 40 ... 80 м вода тече вниз, охолоджуючись при цьому до необхідної температури. Потім вода знову надходить у конденсатор. p> Обидві системи охолодження мають свої переваги і недоліки і знаходять застосування на електростанціях.
В В В
в м
Рис.1.5. Пристрій парової турбіни:
а - робоче колесо турбіни, б - схема триступеневої активної турбіни; в - робота пари в активній щаблі турбіни; г - робота пари в реактивної щаблі турбіни.
- вал турбіни; 2 - диски; 3 - робочі лопатки; 4 - сопла; 5 - паропровід; 6 - муфта; 7 - вал синхронного генератора; 8 - камера відпрацьованої пари.
Турбіни, у яких весь поданий в них пар після здійснення роботи надходить в конденсатор, називаються конденсаційними і використовуються для отримання тільки механічної енергії з подальшим перетворенням її в електричну. Такий цикл називається конденсаційним, використовується на ГРЕС і КЕС. Приклад конденсаційної турбіни - К300-240 потужністю 300 МВт з початковими параметрами пари 23,5 МПа і 600 В° С.
У теплофікаційних турбінах частина пари відбирається до конденсатора і використовується для підігріву води, яка потім направляється в систему теплопостачання житлових, адміністративних, виробничих будівель. Цикл називається теплофікаційним і використовуються на ТЕЦ і ГРЕС. Наприклад, турбіна Т100-130/565 потужністю 100 МВт на початкові параметри пари 13 МПа і 5650С має кілька регульованих відборів пари. br/>В В В В В В В В
Промислово-теплофікаційні турбіни мають конденсатор і кілька регульованих відборів пари для теплофікаційних і промислових потреб. Вони використовується на ТЕЦ і ГРЕС. Наприклад, турбіна П150-130/7 потужністю 50 МВт на початкові параметри пари 13 МПа і 5650С забезпечує промисловий відбір пари при тиску 0,7 МПа. p align="justify"> Турбіни із протитиском працюють без конденсатора, а вся відпрацьована пара надходить теплофікаційним і промисловим споживачам. Цикл називається протитискових, а турбіни використовуються на ТЕЦ і ГРЕС. Наприклад, турбіна Р50-130/5 потужністю 50 МВт на початковий тиск пари 13 МПа і кінц...
