Предварительный расчет паровой турбины

2.2. Предварительный расчет паровой турбины

Производится с целью определения исходных величин  для последующего детального теплового расчета проточной части: общего числа ступеней, располагаемого теплоперепада и среднего диаметра облопатывания каждой ступени.

2.2.1 Регулирующая ступень

При большой мощности турбины выполняется в виде одновенечной ступени давления.

Выбираем средний диаметр облопатывания Dср =1 м (из прототипа).

Принимаем оптимальный характеристический коэффициент X1 для одновенечной ступени он составляет X1=0,525.

Окружная скорость на среднем диаметре облопатывания находим по формуле (51):

                         [pic 1]                      (51)

Далее определяем абсолютную скорость истечения из сопел С1 находим по формуле (52):

                                  [pic 2]                                  (52)

Определяем теплоперепад приходящийся на сопла находим по формуле (53):

               [pic 3]                           (53)

Затем определяем полный располагаемый теплоперепад на регулирующую ступень находим по формуле (54):              [pic 4]     (54)

2.2.2 Последняя ступень турбоагрегата

Определение и взаимоувязка среднего диаметра облопатывания ступени Dср z и располагаемого теплоперепада [pic 5], приходящегося на нее.

Средний диаметр облопатывания находим по формуле (55):

  [pic 6]

(55)

где G- расход пара на турбоагрегат;

[pic 7]-коэффициент утечки пара через наружные уплотнения;

[pic 8]-сумма коэффициентов отбора пара (из регенеративной схемы);

V2z – удельный объем пара на выходе с рабочих лопаток последней ступени в выхлопной патрубок (из построения диаграммы теплового процесса при расчете регенеративной схемы), м3/кг;

[pic 9]-отношение среднего диаметра к длине лопатки, для турбоагрегатов средних и больших мощностей эта величина составляет 5-2,8;

а – число протоков пара в части низкого давления турбины (в соответствии с прототипом);

[pic 10]-коэффициент потери энергии с выходной скоростью на последней ступени, для турбоагрегатов средней и большой мощности он составляет (0,015-0,04);

[pic 11]-общий располагаемый теплоперепад, приходящийся на турбоагрегат, кДж/кг;

[pic 12]-угол вектора абсолютной скорости выхода пара с последней ступени, 70-900.

Определяем окружную скорость на среднем диаметре облопатывания по формуле (56):

[pic 13]                  (56)

Оптимальный располагаемый теплоперепад ступени по формуле (57):

                   [pic 14]                         (57)

где X0 - условная оптимальная характеристика ступени, зависящая от принимаемой степени реакции. Если степень реакции увеличивается , то и условная оптимальная характеристика X0 также возрастает.

2.2.3 Общее число ступеней.

Общее число ступеней турбины, их средние диаметры облопатывания и располагаемые теплоперепады определяют по справочнику |2| и данным выбранного прототипа.

После взаимоувязывания располагаемых теплоперепадов, степеней реакции, строится тепловой процесс на H-S диаграмме  с распределением теплоперепадов по ступеням.

От каждой точки данной ступени вертикально вниз откладывается величина располагаемого теплоперепада данной ступени.

Таким образом, для каждой ступени мы определим: располагаемый теплоперепад [pic 15], средний диаметр облопатывания [pic 16], оптимальная степень реакции [pic 17] и место ступени в общем тепловом процессе турбины. Эти данные являются исходными для детального теплового расчета каждой ступени.