Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 62
Задание
на курсовой проект паровой турбины типа К-500-65/3000 слушателя ИПК МГОУ, специальность 1010 Локтионова С.А. шифр 08 Разработать проект паровой турбины ПОАТ ХТЗ К-500-65/3000 (ЦВД). Исходные данные:
1. Номинальная мощность ЦВД, МВт 48 2. Начальное давление пара, МПа 6,8 3. Начальная влажность пара, % 0,5 4. Противодавление за ЦВД, МПа 0,28 5. Парораспределение по выбору 6. Частота вращения, об/мин 3000 Графическая часть: вычертить продольный разрез ЦВД Руководитель проекта Томаров Г.В. Конденсационная паровая турбина ПОАТ ХТЗ типа К-500-65-3000-2 без регулируемых отборов пара, с однократным двухступенчатым пароперегревом, устанавливается на одноконтурной АЭС с ректором типа РБМК-1000. Она предназначена для преобразования тепловой энергии водяного пара в механическую энергию вращения роторов турбогенераторов типа ТВВ-500-2У3. Турбина работает с частотой вращения n=50c-1
и представляет собой одновальный пятицилиндровый агрегат активного типа, состоящий из одного ЦВД и 4-х ЦНД. ЦНД расположены симметрично по обе стороны ЦВД. ЦНД имеют 8 выхлопов в 4 конденсатора. Пароводяная смесь из реактора поступает в барабан-сепараторы, в которых насыщенный пар отделяется от воды по паровым трубопроводам направляется к 2-м сдвоенным блокам стопорно-регулирующих клапанов (СРК). После СРК пар поступает непосредственно в ЦВД, в среднюю его часть через два противоположно расположенных горизонтальных патрубка. Корпус ЦВД выполнен 2-х поточным, двухстенной конструкции. В каждом потоке имеется 5 ступеней давления, две ступени каждого потока расположены во внутреннем цилиндре, две ступени – в обойме и одна непосредственно во внешнем корпусе. Проточная часть ЦВД снабжена развитой системой влагоудаления. Попадающая на рабочие лопатки влага отбрасывается центробежными силами в специальные ловушки, расположенные напротив срезанной части бандажа. Турбина имеет четыре нерегулируемых отбора пара в ЦВД: - 1-й отбор за второй ступенью, - 2-й отбор за третьей ступенью, - 3-й отбор за четвертой ступенью, - 4-й отбор совмещен с выхлопным патрубком ЦВД. Для исключения выхода радиоактивного пара из турбины, в ней предусмотрены концевые уплотнения, питающиеся «чистым» паром от специальной испарительной установки. I
. Процесс расширения пара в турбине в
h
,
s
-диаграмме.
1. При построении процесса расширения в h,s-диаграмме принимаем потери давления в стопорных и регулирующщих клапанах равными 4 % от Р0
: DP/P0
=0,04; DP = P0
* 0,04 = 6,8 * 0,04 = 0,272 МПа; P0
= P0
- DP = 6,8 – 0,27 = 6,53 МПа По h,s-диаграмме находим: h0
= 2725 кДж/кг; u0
= 0,032 м3
/кг ; hк
= 2252 кДж/кг; x0
= 0,995 2. Располагаемый теплоперепад в турбине: H0
= h0
– hк
= 2725 – 2252 = 472 кДж/кг; 3. Задаемся значением внутреннего относительного КПД турбины: hoi
= 0,8. Принимаем КПД генератора hг
= 0,985, КПД механический hм
= 0,99. 4. Т.к. ЦВД выполнен двухпоточным, то расход пара на один поток G1
= 65,18 кг/с. 5. Из расчета тепловой схемы турбины – относительный расход пара в отборах ЦВД: a1
= 0,06; a2
= 0,02; a3
= 0,03; 6. Расход пара через последнюю ступень ЦВД:
II
. Предварительный расчет 1-й ступени.
1. Задаемся величиной располагаемого теплоперепада на сопловой решетке hос
=80 КДж/кг. По h,s-диаграмме , удельный объем пара на выходе из сопловой решетки u1
t
= 0,045 м3
/кг. 2. Определим диаметр 1-й ступени: где m1
= 0,96 – коэффициент расхода, принннят по [1]; r = 5 (15)% - степень реактивнности, принят по [1]; a1э
= 11° - угол выхода пара из сопловой решетки: е =1– степень парциальности: Хф
=0,5 – отношение скоростей, принимая согласно l1
, где l1
= 0,015 м –высота сопловой решетки , по [1]. 3. Теплоперепад сопловой решетки: 4. Проверка III
. Предварительный расчет последней ступени.
1. При предварительном расчете ЦВД с противодавлением, где объемы пара возрастают незначительно, диаметр у корня лопаток (корневой диаметр dк
) принимают постоянным. В этом случае высота рабочих лопаток 1-й и последней ступеней связаны приближенной зависимостью: l2
= l1
+ D = 0,015 + 0,003 = 0,018м – высота рабочей лопатки 1-й ступени; uzt
= 0,5 м3
/кг – удельный объем пара за последней ступенью (по h,s-диаграмме). u2
t
»u1
t
= 0,045 м3
/кг 2. Диаметр последней ступени: dz
= (d1
– lz
) + lz
= (1,05-0,018)+0,178= 1,21 м.(1,46) IV
. Выбор числа ступеней ЦВД и распределение теплоперепадов между ними.
(d1
= 1,05 м; d2
= 1,09 м; d3
= 1,13 м; d4
= 1,17 м; d5
= 1,21 м;) d1
= 1,3 м; d2
= 1,34 м; d3
= 1,38 м; d4
= 1,42 м; d5
= 1,46 м; hо
z
= 12,3 * (
dz/Хф)2
hо1
=56,96 КДж/кг;(83,15)
hо2
=59,12 КДж/кг;(88,34)
hо3
=61,3 КДж/кг;(93,7)
hо4
=63,46 КДж/кг;(99,21)
hо5
=65,63 КДж/кг.(104,87)
hоср
=94,9 КДж/кг;(61,3)
4.Коэффициент возврата теплоты: q = l*(1-hc
oi
)*Н0
*(z’-1)/z’, где hc
oi
=0,97 – ожидаемое КПД ступени; l = 2,8*10-4
– коэффициент для турбин на насыщенном паре; z’ = 5 – число ступеней (предварительно) q = 2,8*10-4
*(1-0,97)*472*(5-1)/5 = 3,17*10-3
5. Число ступеней ЦВД: q = l*(1-hc
oi
)*Н0
*(z’-1)/z’, где Расхождение : Распределим равномерно по всем ступеням и уточним теплоперепады каждой ступени: h’о
z
= hо
z
+ D/z V
. Детальный расчет первой ступени ЦВД.
rср1
= hос
=(1 - r) * h0
= (1-0,024) *93,05 = 90,82 КДж/кг. hc
= h0
– hoc
= 2725 – 90,82= 2634,18 КДж/кг. u1
t
= 0,046 м3
/кг, Р1
= 4,3 МПа.
m1
= 0,97 – коэффициент расхода. M1
t
= к = 1,35 – показатель адиабаты пара. С-90-09-А; t = 0,78; b1
= 6,06 см Z = j = 0,97 (рис. 2.29а [2]). С1
= j * С1
t
=0,97*426,2=413,4 м/с U = p * d *n =3,14*1,3*50=204,1 м/с w1
= 213 м/с; b1
= 22°. hор
= r * hо1
= 0,024 * 93,05 = 2,23 кДж/кг hр
= hс
+ Dhc
- hор
= 2634,18 + 5,4 – 2,23 = 2637,35 кДж/кг u2
t
= 0,046 м3
/кг, Р2
= 4,3 МПа. w2
t
= l2
= l1
+ D = 0,011 + 0,003 = 0,0113 м M2
t
= Р-26-17-А; t = 0,65; b1
= 2,576 см Z2
= y= 0,945 (рис. 2.29а [2]). По треугольнику скоростей определяем относительную скорость на выходе из рабочей решетки и угол направления этой скорости: w2
= y * w2
t
= 0,945 * 223,2 = 210,9 м/с; sin b2
= sin b2э
* (m2
/ y) = sin18,1*(0,94/0,945)= 0,309, b2
»18 ° С2
= 71 м/с, a2
= 94°. E0
= h – xв.с.
* Dhв.с.
= 93,05 – 2,52 = 90,53; xв.с.
=1 – с учетом полного использования С2
. Расхождение между КПД, подсчитанным по разным формулам, незначительно. Кy
– поправочный коэффициент ступенчатого уплотнения; Мy
– коэффициент расхода уплотнения (рис. 3.34 [1]); Zy
–число гребней диафрагменного уплотнения; m1
– коэффициент расхода сопловой решетки; F1
– выходная площадь сопловой решетки; Fy
= p * dy
* dy
– площадь проходного сечения; dy
– диаметр уплотнения; dy
– радиальный зазор. xy
d
= dn
= d1
+ l2
= 1,3 + 0,018 =1,318 - диаметр по периферии; dэ
– эквивалентный зазор, dэ
= dа
= 1 мм – осевой зазор лопаточного бандажа; dz
= 1 мм – радиальный зазор; zr
= 2 – число гребней в надбандажном уплотнении. dэ
= xy
d
= Dhу
=xу
d
* Е0
=0,045*90,46= 4,034кДж/кг xтр
= Ктр
= (0,45¸0,8)*10-3
– зависит от режима течения. xтр
= Dhтр
=xтр
* Е0
= 0,0108*90,46 = 0,98 кДж/кг xвл
= y0
= 0,5 % - степень влажности перед ступенью; y2
= 7,5 % - степень влажности после ступени; xвл
=2*0,5[0,9*0,005+0,35((0,075-0,005)]=0,029 Dhвл
=xвл
* Е0
= 0,029 *90,46= 2,623 кДж/кг hi
= E0
- Dhc
- Dhp
- Dhв.с.
- Dhy
- Dhтр
- Dhвл
= = 90,46 – 5,4 – 2,66 – 2,52 – 4,034 – 0,98 – 2,623 = 72,24 кДж/кг hoi
= hi
/ E0
= 72,24 / 90,46 = 0,8 Ni
= Gi
* hi
= 65,18 * 72,24 = 4708,6 КВт.
Список используемой литературы:
1. «Тепловой расчет паровой турбины» Методические указания по курсовому проектированию. М.:МГОУ, 1994г. 2. Яблоков Л.Д., Логинов И.Г. «Паровые и газовые турбоустановки», 1988г. 3. Щегляев А.В. «Паровые турбины», 1976 г. 4. Теплофизические свойства воды и водяного пара п/р Ривкина, Александрова, 1980г.
|