Исходные Данные 1 страница

Введение

Для того, чтобы паровая турбина вырабатывала максимальную мощность для параметров пара на входе, ступень должна соответствовать ряду требований:

Должны быть определены геометрические характеристики движения потока(для этого должны быть правильно выбраны профиль лопатки паровой турбины, расположение их в решетке-шаг и т.п.) должны быть минимальные протечки рабочего тела(пара) через лабиринтные уплотнения, а также необходимо, чтобы возникали напряжения ниже допускаемых. Только с учетом всех этих критериев можно сказать, что данная ступень является оптимальной для всей паровой турбины в целом.

В данном случае, расчеты проведены при использовании методички “ручного” расчета ступени паровой турбины, которая может быть использована при “автономном” проектировании ступени.

Исходные Данные

Расход свежего пара =254 кг/с

Давление свежего пара =1, 6 МПа

Температура свежего пара =435 Град С

Скорость свежего пара перед ступенью =101 м/с

Степень реактивности в корневом сечении =0, 07

Частота вращения n=50

Корневой диаметр рабочей решетки D= 1, 174 м

Задание: по исходным данным рассчитать ступень паровой турбины турбины. Представить чертежи профилей сопловой и рабочей лопаток, чертеж ступени, чертеж треугольников скоростей, чертеж диафрагменного усплотнения

Расчет параметров заторможенного потока на входе в ступень (Табл.4.1)

№ п/п	Параметр или величина	Обозначение	Размерность	Способ определения	Значение
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5   1.6 1.7       4.1 4.2 4.3	Параметры пара на входе в ступень: Давление Энтальпия Удельный объем Температура Показатель адиабаты Параметр Комплекс Скорость пара на входе в ступень Энергия, соответсвующая входной скорости пара   Параметры заторможенного потока на входе в ступень: Энтальпия Давление Удельный объем	k   r Q	Мпа кДж/кг град С -   - Кдж/кг м/с   Кдж/кг   Кдж/кг МПа	Задано Задано F( Задано (k-1)/k 1000* /r Задано     + +( ) -( /(1000*k* )	1, 6 3330, 87 0, 201 1, 31   0, 23 1368, 376   5, 1   3335, 971 1, 62 0, 199

Расчет размеров сопловой решетки при задании диаметра и степени реактивности в корневом сечении (Табл.6.1)

№ п/п	Параметр или величина	Обозначение	Размерность	Способ определения	Значение
	Расход пара через ступень   Частота вращения   Корневой диаметр Решетки   Нижняя перекрыша Рабочей решетки   Корневой диаметр сопловой решетки   Степень реактивности в корневом сечении   Скоростной коэффициент сопл (в 1ом приближении)   Угол выхода потока пара из сопловой решетки   Параметр   Оптимальное значение “характеристики” ступени в корневом сечении   Окружная скорость в корневом сечении   Фиктивная скорость, соответсвующая	G n m	Кг/с     1/с   м     мм     м   -   -   Град   -   -     м/с     м/с	Задано     Задано   Задано     Задаем в диапазоне [1, 0; 1, 5]   +0, 002* *     Задано   В первом приближении применяется в промежутке [0, 96; 0, 98] Принимается   2*   *n	1, 174     1, 5     1, 174003   0, 07   0, 96     0, 142   0, 481   184, 32     383, 199

14.1   14.2     14.3       15.1     15.2   15.3   15.4

Располагаемый теплоперепад ступени, рассчитанный по параметрам в корневом сечении   Параметры пара за ступенью при теоретическом процессе расширения(начальное приближение) Энтальпия   Давление пара за ступенью   Удельный объем пара   Начальное приближение для параметров и характеристик ступени на среднем диаметре   Высота сопловой решетки   Средний диаметр   Степень реактивности   Коэффициент расхода сопловой решетки Расчет размеров сопловой решетки и характеристик ступени последовательными приближениями(j=1, 2…) Степень реактивности на среднем диаметре

кДж/кг     кДж/ кг Мпа       м     м   -   -     -

/2000   -   *( -1907)*     +   1-(1- )*   Принимаем   = (j=1) = (j> 1)

73, 42     3262, 5     1, 28   0, 232     0, 203     1, 377   0, 27     0, 98   0, 27

20.1   20.2   20.3   20.4   20.5	Располагаемый теплоперепад ступени   Теоретический теплоперепад, срабатываемый в сопловой решетке   Параметры пара на выходе из сопловой решетки при теоретическом процессе расширения пара: Энтальпия   Давление   Температура   Удельный объем   Скорость звука на выходе из сопловой решетки   Теоретическая скорость пара на выходе из сопловой решетки   Выходная площадь сопловой решетки   Параметр   Комплекс   Оптимальное значение степени парциальности   Степень парциальности ступени		кДж/кг   кДж/кг     кДж/кг     МПа град С     м/с     м/с         м   м   -   -	(j=1) (j> 1)   (1- )*           2, 2*( -1907)* /   1000*         (G* )/( * )           При ; = При =	73, 42   53, 57     3282, 396     1, 371   404, 06   0, 221   1264, 04     327, 34   0, 176     0, 486     0, 095     3, 093

38.1   38.2     38.3   38.4	Высота сопловых лопаток(в j-ом приближении)   Нижняя перекрыша рабочих лопаток   Корневой диаметр сопловой решетки   Средний диаметр ступени   Степень реактивности на среднем диаметре (в j-ом приближении)   Оптимальное значение “характеристики” ступени на среднем диаметре   Окружная скорость на среднем диаметре   Фиктивная скорость ступени   Располагаемый теплоперепад ступени   Невязка последовательных приближений   Степень реактивности в корневом сечении   Параметры пара за ступенью при теоретическом процессе расширения пара: Энтальпия   Давление     Температура   Удельный объем   Число Маха для выходного сечения сопловой решетки   Коэффицент кинематической вязкости для выходного сечения сопловой решетки	u	м   мм     м     м   -     -     м/с     м/с     Кдж/кг   Кдж/кг     -     Кдж/кг   МПа     град С   -	Берется из таблицы 5.2     +2* *     +   1-(1- )*       *n   u/     -           2, 2*( -1907)* /	0, 095   2, 5     1, 176     1, 274   0, 174     0, 5     200, 13   396, 4   78, 56   5, 14     0, 07     3257, 4   1, 264     392, 6   0, 235   0, 258   2, 399

Уточнение характеристик и размеров сопловой решетки (Табл.7.1)

№ п/п	Параметр или величина	Обозначение	Размерность	Способ определения	Значение
	Угол входа потока в сопловую решетку   Угол выхода потока из сопловой решетки   Число Маха в выходном сечении сопловой решетки   Профиль сопловой решетки   Приближенное значение относительного шага сопловой решетки	С9009А	град     град     -   -     мм	Принимается     Принемается       Выбирается по характеристикам	0, 258     0, 75

	Угол установки профиля сопловой лопатки(в первом приближении)   Ширина сопловой решетки   Хорда профиля сопловой решетки   Приближенное значение шага сопловых лопаток   Число сопловых лопаток, расчетное   Число сопловых лопаток, принятое     Шаг сопловых лопаток   Относительный шаг сопловых лопаток   Угол установки профиля     Основной угол выхода потока из сопловой решетки   Основной угол установки профиля     Угол поворота профиля сопловой решетки   “Основной” угол входа потока в сопловую решетку		Град     мм     мм     мм   шт     шт   мм   мм     град   град   град   град   град	Находим по характеристикам профиля   Принимается, а затем уточняется   /           Принимается путем округления до ближайшего четного числа   1000*   /     Принимается по характеристикам профиля в зависимости от   Равен второй цифре в обозначении типа профиля   Принимается по характеристикам профиля в зависимости от   -   Равен первой цифре в обозначении профиля	29, 4     58, 8     41, 1   97.38       40, 84   0, 69

	Оптимальный угол входа потока в сопловую решетку   Толщина выходной кромки сопловой лопатки		град   мм	По характеристикам профиля для принятого типоразмера	0, 45