Турбина имеет восемь нерегулируемых отборов пара, предназначенных для подогрева питательной воды (основного конденсата) в четырех ПНД, деаэраторе и трех ПВД до температуры 275°С (при номинальной нагрузке турбины и питании приводной турбины главного питательного насоса паром из отборов турбины). Пар на турбопривод отбирается из турбины за 16-й ступенью при давлении 1,56 МПА в количестве 108 т/ч при номинальной мощности. В турбине, кроме регенеративных отборов, допускаются следующие отборы пара без снижения номинальной мощности: на подогрев воздуха, подаваемого в котлоагрегат в количестве 3 % от расхода пара на турбину (максимально 30 т/ч). Пар отбирается из паропровода возврата пара в турбину после турбопровода (отбор на ПНД № 3); Пар отбирается из паропровода возврата пара после турбопривода и на пиковый подогреватель из паропровода пятого отбора (на ПНД № 4) в количестве 7 т/ч.По h-s диаграмме, зная начальное давление и температуру, найдем энтальпию пара: Определяем давление перед проточной частью турбины , приняв потери давления в паровпускных органах , где 0,04 выбираем из рекомендуемого диапазона : Считая процесс дросселирования в паровпускных органах изоэнтальпийным, строим его в h-sдиаграмме отрезком горизонтали до пересечения в точке О’ с изобарой . Опуская вертикаль из точки О’ до пересечения с изобарой , получаем точку 2 и находим энтальпию в этой точке: Найдем располагаемый теплоперепад в ЦВД: Зададимся величиной относительного внутреннего КПД ЦВД из рекомендуемого диапазона и определим действительный теплоперепад, срабатываемый в ЦВД: В h-sдиаграмме находим точку 2’, соответствующую окончанию действительного процесса расширения в ЦВД, как точку пересечения изоэнтальпии с изобарой давления за ЦВД Действительный процесс расширения в ЦВД изобразится отрезком прямой, соединяющей точки О’ и 2’.Число отборов, давление пара в отборах и расход пара в каждом отборе выбираются по таблицам, представленным в приложении [3]. Принятые значения давления пара в регенеративных отборах наносятся на процесс расширения в Hs диаграмме. По этой диаграмме определяются значения использованного теплоперепада в отсеках до отборов . 1) Из характеристик рассчитываемой турбины находим номинальную мощность турбины: 2) Определяем расход пара на турбину из уравнения мощности: где D0 - расход пара на турбину; Выражая из данного выражения значение общего расхода, получаем следующее значение: 3) Проверяем значение мощности турбины, подставляя значение общего расхода пара на турбину в уравнение: где Hi - приведенный использованный теплоперепад на турбину;Принимаю длину последней лопатки 960 мм, средний диаметр последней ступени 2480 мм, суммарную кольцевую площадь последней ступени 21,3 . В первом приближении принимаем располагаемый тепловой перепад на первую ступень отсека h0 (I) =96 КДЖ/кг величина оптимального отношения скоростей первой ступени принимаем ; Находим высоту рабочей лопатки первой ступени: Определим теплоперепад на последней ступени: С помощью вспомогательной диаграммы найдем теплоперепады на остальных ступенях: Определяем средний теплоперепад для ступеней ЦНД12) Высота сопловых лопаток: 13) Принимаем профиль сопловой лопатки С-90-12А по углам входа a0 = 900 и выхода потока пара (газа) из нее а1э =120, а так же с учетом числа : 14) Количество сопловых лопаток: 15) Число Рейнольдса для потока пара за сопловой решеткой: где Н с/м2 - коэффициент кинематической вязкости пара по параметрам за сопловой решеткой. 16) Поправки на числа Рейнольдса и Маха: 17) Коэффициент расхода для сопловой решетки (расчетный): 18) Потери на трение в пограничном слое (в первом приближении принимаем ): 19) Коэффициент кромочных потерь: , где - толщина выходной кромки. 28) Угол выхода потока из сопел в абсолютном движении (фактический): 29) Осевая составляющая абсолютной скорости выхода потока из сопловой решетки: 30) Окружная составляющая абсолютной скорости выхода потока из сопловой решетки: 31) Относительная скорость выхода потока из сопловой решетки: 32) Угол входа потока в рабочую решетку в относительном движении: 33) Входной треугольник скоростей регулирующей ступени: Рисунок 3.1 - Входной треугольник скоростей регулирующей ступени ЦВД 39) Эффективный угол выхода потока из рабочей решетки в относительном движении: 40) Принимаем хорду профиля рабочих лопаток: Выбираем профиль Р-30-21А [1]: 41) Количество лопаток: 42) Уточняем значение величины коэффициента расхода рабочей решетки: где 43) Потери на трение в пограничном слое: 44) Кромочные потери: 45) Концевые потери: 46) Поправка на веерность: 47) Поправка к потерям на числа Рейнольдса (поправка на число Маха не учитывается, так как М<1): 48) Коэффициент потерь энергии в рабочей решетке: Тогда: 49) Угол выхода из рабочей решетки в относительном движении: 50) Значение реальной скорости выхода потока из рабочей решетки: 51) Осевая и окружная составляющие относительной скорости: 52) Скорость выхода из рабочей решетки в абсолютном движении: 53) Угол выхода из рабочей решетки в абсолютном
План
Содержание
1. Введение
2. Расчет тепловой схемы турбоагрегата
2.1 Построение процесса расширения пара в h-s диаграмме
2.2 Расчет начального расхода пара и расхода пара в отборах
3. Разбивка теплоперепада цнд по ступеням
4. Расчет регулирующей ступени
5. Расчет ступеней ЦНД и построение треугольников скоростей
7. Спецзадание 1. прочностные расчеты наиболее нагруженных элементов турбины
7.1 Прочностной расчет лопаток последней ступени
7.2 Прочностной расчет диска последней ступени
8. Спецзадание 2. Описание системы регулирования турбины
Заключение
Список литературы
Введение
Развитие человеческого общества на современном этапе неразрывно связано с процессом производства и использования энергии. Наиболее распространенной, чистой и дешевой является электрическая энергия. Значительная доля электрической энергии вырабатывается на тепловых и атомных электрических станциях, которые и обеспечивают потребности человечества на данном этапе. Современная энергетика основывается на централизованной выработке электроэнергии. Установленные на электростанциях генераторы в подавляющем большинстве имеют привод от паровых турбин. Таким образом, паровая турбина является основным типом двигателя на современной тепловой электростанции, в том числе на атомной. Обладая большой быстроходностью, паровая турбина отличается малыми размерами и массой и может быть построена на большую единичную мощность. Вместе с тем у данного типа турбин достигнута высокая экономичность работы. Это главным образом и определило широкое распространение паровых турбин в современной энергетике. К недостаткам ее стоит отнести невысокую маневренность, долгий пуск и набор мощности, что стоит препятствием для эффективного и экономичного использования паровых турбин для покрытия пиковой части графика потребления электроэнергии.
Конденсационная паровая турбина К-300-240-1 производственного объединения турбостроения "Ленинградский металлический завод" (ПОТ JIM3) номинальной мощностью 300 МВТ, с начальным давлением пара - 23,5 МПА предназначена для привода генератора переменного тока типа ТВВ-320-2 с частотой вращения ротора 50 с-1; для несения базовой части графиков нагрузок и участия в нормальном и аварийном регулировании мощности энергосистемы с возможностью привлечения для покрытия переменной части графиков нагрузок. Номинальные параметры турбины приведены в табл.10.
При заказе турбины, а также в другой документации ее следует обозначать "Турбина паровая К-300-240-1 ТУ 108-837-79".
Турбина К-300-240-1 соответствует требованиям ГОСТ 3618-85, ГОСТ 24278-85 и ГОСТ 26948-86.
Турбина имеет восемь нерегулируемых отборов пара, предназначенных для подогрева питательной воды (основного конденсата) в четырех ПНД, деаэраторе и трех ПВД до температуры 275°С (при номинальной нагрузке турбины и питании приводной турбины главного питательного насоса паром из отборов турбины).
Данные об отборах пара на регенерацию и турбопривод приведены в таблице.
Главный питательный насос имеет паровой турбопривод. Пар на турбопривод отбирается из турбины за 16-й ступенью при давлении 1,56 МПА в количестве 108 т/ч при номинальной мощности. Отработанный пар из турбопривода возвращается в турбину за 24-ю ступень и частично - в ПНД № 3.
Номинальные значения основных параметров турбины.
цилиндр низкое давление турбина
Принципиальная тепловая схема турбоустановки.
Потребитель пара Параметры пара в камере отбора Количество отбираемого пара, т/ч
Давление. МПА Температура. °С
ПВД № 3 6,12 375 15,97
ПВД № 2 3,92 315 23,5
ПВД № 1 1,56 450 7,16
Турбопривод 1,56 450 24,72
Деаэратор 1,04 395 5,0
ПНД № 4 0,505 300 9,72
ПНД № 3 0,235 240 8,33
ПНД № 2 0,087 140 8,77
ПНД № 1 0,017 56 6,30
В турбине, кроме регенеративных отборов, допускаются следующие отборы пара без снижения номинальной мощности: на подогрев воздуха, подаваемого в котлоагрегат в количестве 3 % от расхода пара на турбину (максимально 30 т/ч). Пар отбирается из паропровода возврата пара в турбину после турбопровода (отбор на ПНД № 3);
на подогреватели сетевой воды для покрытия теплофикационных нужд, в том числе, на основной сетевой подогреватель в количестве 19 т/ч. Пар отбирается из паропровода возврата пара после турбопривода и на пиковый подогреватель из паропровода пятого отбора (на ПНД № 4) в количестве 7 т/ч.
Допускаются дополнительные отборы пара со снижением мощности ниже номинальной из паропроводов следующих отборов: I (на ПВД № 3) - 45 т/ч;
за ЦВД при мощности 150 МВТ и выше - 50 т/ч;
IV (на деаэратор) - 20 т/ч;
V (на ПНД № 4) - 60 т/ч;
из паропровода возврата пара после турбопривода - 40 т/ч.
При максимальном расходе пара, выключенных всех отборах пара, кроме системы регенерации, и номинальных параметрах пара, номинальных расходе и температуре охлаждающей воды может быть получена мощность 314 МВТ.
При этих же условиях, но отключенных ПВД, развиваемая максимальная мощность составляет 345 МВТ.
Допускается длительная работа турбины при отклонениях (в любых сочетаниях) параметров пара от номинальных в следующих пределах: давление свежего пара от 23,04 до 24,02 МПА; температура свежего пара (540)°С;
температура охлаждающей воды на входе в конденсатор не выше 36°С. Допускается кратковременная непрерывная работа турбины в течение не более 30 мин при повышении сверх номинальных значений температуры свежего пара и промежуточного перегрева на 10°С или начального давления на 0,98 МПА. При достижении этих значений в любых сочетаниях суммарная продолжительность работы турбины не более 200 ч в год.
Допускается длительная работа турбины с минимальной мощностью 30 % от номинальной при номинальных параметрах.
Конструкция турбины. Турбина представляет собой одновальный трехцилиндровый агрегат с тремя выхлопами в один общий конденсатор (рис.8).
Турбина выполнена с сопловым парораспределением. Свежий пар подводится в среднюю часть ЦВД турбины через два блока стопорных и регулирующих клапанов, расположенных по обе стороны цилиндра.
ЦВД имеет внутренний и наружный корпусы с горизонтальными разъемами каждый. Четыре паровпускных штуцера вварены в среднюю часть наружного корпуса и подвижно соединены при помощи поршневых колец с горловинами внутреннего корпуса, к которым приварены сопловые коробки. ЦВД имеет 12 ступеней давления, в том числе, одновенечную регулирующую.
Проточная часть ЦВД разделена на два последовательных отсека. Первый (левый) отсек состоит из одновенечной регулирующей ступени и пяти ступеней давления, пар в которых направлен от середины цилиндра в сторону генератора, правый - из шести ступеней давления.
По выходе из ЦВД нар отводится для промежуточного перегрева в котлоагрегат, из которого направляется в ЦСД через две паровые коробки. В каждой коробке расположен один автоматический стопорный клапан и один регулирующий.
ЦСД - прямоточный и конструктивно выполнен из трех частей. Проточная часть ЦСД делится на ЧСД и ЧНД.
Парораспределение ЦСД - дроссельное. Регулирующие клапаны работают одновременно и подводят пар через общую камеру по всей окружности направляющего аппарата.
Прямоточная проточная часть СД состоит из 12 ступеней давления, образующих собственно ЧСД турбины. Из расположенной за 12-й ступенью камеры ЦСД две трети парового потока отводятся по перепускным трубам, помещенным под площадками по обе стороны турбины, в среднюю часть ЦНД. Остальная треть парового потока проходит через пять ступеней давления, образующих ЧНД ЦСД, и выхлопной патрубок в один общий конденсатор, принимающий также пар из выхлопных патрубков ЦНД.
ЦНД - двухпоточный, причем проточная часть каждого потока содержит по пять ступеней давления (встречного вращения) на общем валу. Конструкция подвески внутренней средней части ЦНД допускает ее свободное тепловое расширение в наружном корпусе.
Рабочие лопатки последней ступени ЦНД имеют рабочую длину 960 мм при среднем диаметре 2480 мм, что соответствует торцевой площади каждого из трех выхлопов - 7,48 м2.
Ротор ЦВД - цельнокованый.
Ротор ЦСД имеет 12 дисков, откованных заодно с валом, и пять насадных дисков ЧНД.
Ротор ЦНД состоит из вала, на который насажено десять дисков, по пять на каждый (поток. Все роторы турбины выполнены гибкими. Роторы ЦВД и ЦСД соединены жесткой муфтой и имеют общий комбинированный опорно-упорный средний подшипник, фиксирующий осевое положение всего валопровода турбины и генератора. Роторы среднего и низкого давлений турбины соединены жесткой муфтой, роторы турбины и генератора тоже соединены жесткой муфтой.
Для сокращения времени прогрева и улучшения условий пуска в турбине осуществляется паровой обогрев фланцев и шпилек.
Допускается автоматический пуск и последующее нагружение турбины после простоя любой продолжительности. Предусматривается пуск турбины на скользящих параметрах пара из холодного и различной степени неостывшего состояний.
Общее число пусков за срок службы - не более 1500.
Турбина снабжена паровыми лабиринтовыми уплотнениями. В предпоследние отсеки концевых уплотнений ЦНД подается пар из коллектора уплотнений, в котором с помощью регуляторов устанавливается давление 0,107-0,117 МПА. При этом давление в камерах уплотнения поддерживается равным 0,101-0,103 МПА.
Концевые уплотнения ЦВД и ЦСД работают по принципу самоуплотнения. Отсосы пара из двух камер отсоса ЦВД и ЦСД направляются в ПНД-3. Из концевых камер всех цилиндров паровоздушная смесь отсасывается эжектором через вакуумный охладитель.
Схема питания концевых уплотнений ЦВД и ЦСД позволяет производить подачу горячего пара от постороннего источника при пусках турбины из неостывшего состояния.
Для обеспечения правильного режима работы и дистанционного управления системой дренажа при пусках и остановах турбины предусмотрено групповое дренирование в конденсатор.
Фикспункт турбины расположен на боковых рамах задней части ЦНД, и агрегат расширяется в сторону переднего подшипника и незначительно в сторону генератора.
Турбина снабжена валоповоротным устройством с приводом от электродвигателя, вращающего ротор турбины с частотой 3,4 об/мин. Устанавливается автоматическое устройство поворота ротора, которое обеспечивает поворот ротора остывающей турбины через каждые 10 мин на 180°.
Лопаточный аппарат турбины рассчитан и надстроен на работу при частоте тока в сети 50 Гц, что соответствует частоте вращения ротора турбоагрегата 50 с-1 (3000 об/мин). Допускается длительная работа турбины при отклонениях частоты тока в сети 49,0-50,5 Гц.
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
