Файл: Нигматулин И.Н. Тепловые двигатели учеб. пособие.pdf

Тепловой перепад, срабатываемый в последней ступени,

Для определения d последней ступени турбины с противодавле­ нием следует пользоваться уравнением (1-126), выведенным для пер­ вой ступени, полагая е = 1.

Распределение теплопадений. После определения конструктив­ ных размеров указанных ступеней окончательно производится деталь­ ный тепловой расчет регулирующей ступени. На i—s-диаграмме (см. рис. 1-32) откладываются все тепловые потери в ступени и определя­ ется состояние пара перед соплами второй ступени (точка а4 ). По дан­ ным предварительного расчета второй ступени находится теплоперенад в соплах кл, на ступени hi и на рабочих лопатках Аэ2ПО (1-128) — (1-129). От точки d до давления в первом отборе рот проводится адиа­ бата до точки ait- Отрезок a^a^t представляет собой располагаемый те­ пловой перепад от камеры регулирующей ступени до первого отбора /г0 1 . Е Г О нужно разделить на теплоперепад hj , срабатываемый на второй ступени. Если в результате деления получится целое число, то можно считать, что оно соответствует числу ступеней турбины от камеры регу­ лирующей ступени до первого отбора. В противном случае нужно изменить диаметр и снова определить h0. Приняв по основной адиаба­

Поскольку в первых ступенях турбин удельные объемы пара уве­ личиваются незначительно, то рекомендуется принимать для группы ступеней одинаковыми углы наклона сопел а 4 и рабочих лопаток J32. Для сохранения плавной проточной части турбины рекомендуется в этих ступенях увеличивать диаметры по средним окружностям от сту­ пени к ступени на 2-=-4 мм.

В результате окончательного детального теплового расчета второй ступени и определения размеров ее проточной части по i—s-диаграмме определяется состояние пара перед соплами третьей ступени (точка а2 ). Последняя характеризует состояние пара с учетом параметров тормо­ жения, так как скоростная энергия по выходе с рабочих лопаток ис­ пользуется в соплах третьей ступени.

Величина располагаемой энергии для третьей ступени

E'o' = K' + ti?,

где / i " p = с2 /2000; с% — скорость пара по выходе с рабочих лопаток предыдущей, второй ступени.

Следует заметить, что при указанном методе распределения теп­ лопадений Е0 > ho, следовательно, и значение и/са может оказаться

70

неоптимальным. В таких случаях, чтобы обеспечить оптимальное от­

ношение и/са, можно принимать п0 •—h0 ~ 14-1,5 кДж/кг.

Имея в виду, что зависимость т] ог вблизи оптимума протекает плав­ но, а диаметры последующих ступеней несколько возрастают, для первых ступеней турбины можно принимать тепловые перепады оди­ наковыми по основным адиабатам.

В области низких давлений пара, где удельные объемы v резко воз­ растают, должны увеличиваться диаметры и теплоперепады от ступени к ступени. Для обеспечения плавной проточной части турбины в по­ следних ступенях конденсационных турбин нужно увеличивать и углы наклона сопел сц и рабочих лопаток [32, а также принимать более вы­ сокую реактивность на рабочих лопатках, достигающую в последней ступени 50% и более от располагаемого теплоперепада на ступени h0z.

Тепловые расчеты всех ступеней турбины независимо от реактив­ ности на рабочих лопатках при скоростях пара ниже критических выполняются так же, как показано в гл. 1-2. При последовательном выполнении тепловых расчетов ступеней турбины дополнительно тре­ буется определять энтальпии пара перед соплами последующих сту­ пеней.

где Aoi — тепловой перепад в соплах первой ступени, кДж/кг; Ас — тепловая потеря в соплах, кДж/кг; Лог — тепловой перепад на рабочих лопатках от реактивности на них, кДж/кг; Ал — тепловая потеря на рабочих лопатках, кДж/кг; Ав — тепловая потеря с выходной ско­ ростью, кДж/кг; Ат ,в — тепловая потеря на трение и вентиляцию, кДж/кг.

Теплосодержание перед соплами третьей ступени (точка а2)

и определяя теплосодержания перед соплами каждой последующей ступени, используя (1-138) или (1-139), находим точку аг, определяю­ щую состояние пара перед соплами последней ступени также с учетом параметров торможения. В последних ступенях конденсационных тур­ бин большой мощности в соплах и на рабочих лопатках возникают кри­ тические и сверхкритические скорости пара. Применительно к рас­

71

Для выполнения теплового расчета последней ступени имеем сле­

жания пара перед соплами соответственно с учетом и без учета парамет­ ров торможения, кДж/кг; р2 — давление пара за рабочими лопатками,

Примем для расчета, как это имеет место для турбин большой мощ­ ности, что расширение пара в соплах происходит до критического дав­

Ел = ho2 -f- hwl.

Относительная теоретическая скорость пара по выходе с рабочих лопаток

wzt = 44,7 УЕЛ.

Относительная действительная скорость w2 = ty~jv2t, где ф = 0,954- 4-0,97 — скоростной коэффициент при реактивности на рабочих ло­ патках р « 5 0 % .

Угол наклона рабочих лопаток |32 со стороны выхода пара по сред­ ней окружности целесообразно принимать исходя из условия мини-

72

щие состояние пара в горле и выходном сечении рабочих лопаток с

сопел, рабочих лопаток и тешюЕых потерь, в том числе потерь на влаж­ ность, так же определяется энтальпия /2 (точка А2) за рабочими ло­ патками (см. рис. 1-32).

Диаграммный к.п.д. турбины г|о;= HJHQ- Поскольку r)0 ; может отличаться от предварительно принятого т)of, необходимо для построе­ ния предварительного теплоЕого процесса определить действитель­ ную электрическую мощность на зажимах генератора JV3.p и ввести некоторые уточнения в расчет регенеративной системы.

73