Файл: Вайсман М.Д. Режимы и способы пуска блоков сверхкритического давления учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 28.07.2024
Просмотров: 83
Скачиваний: 0
Как видно из кривых, температура верхней точки ЦВД после тех же двух суток простоя оказалась примерно па 60° ниже значения, приведенного в табл. 1, а температура сто порного клапана упала даже приблизительно до 80° С. На графике нанесены также значения разности температур сход
ственных |
точек верхней и нижней половины корпусов ЦВД |
||
и ЦСД |
№ ц Вд и -Д ^сл)’ |
как виДно из графика, через |
|
18 часов |
после |
остановки |
турбины разность «верх — низ» |
ЦСД достигла |
80° С. |
|
Неоднородность температурного поля турбины наклады вает отпечаток на технологию пуска. В частности, при низких температурах перепускных труб и горячей ЧВД .пар в тур бину должен подаваться так, чтобы, во-первых, скорость про грева перепускных труб не выходила за допустимые пределы, и, во-вторых, охладившийся в перепускных трубах пар, попав на горячий ротор, не вызвал резкого его относительного уко рочения, а также интенсивного охлаждения внутреннего кор пуса ЦВД.
Если продолжительность простоя такова, что температура корпуса ЦСД ниже, чем ЦВД, то при пусках из такого со-, стояния температура вторичного пара должна быть пониже на, по сравнению с первичным.
При простоях в течение ~40 часов паропроводы пром перегрева остывают полностью (до температуры не выше 100°С), тогда как температура клапанов может достигать 270РС [13]. Очевидно, что в таком случае паропроводы пром
перегрева должны |
быть |
прогреты, |
поскольку |
протекающий |
|
по охлажденным трубам |
пар |
может |
перейти во влажное со |
||
стояние; заброс же |
влажного |
пара |
в турбину |
недопустим. |
В то же время при коротких простоях, до 10 часов, темпера тура «горячих» линий промперегрева и паровпускных частей ЦСД близки между собой; их значение обычно составляет не менее 420° и оказывается выше, чем температура пара перед ЦСД в начале разворота. Естественно, что в этих условиях прогрев трубопроводов вторичного пара не требуется, но должны быть приняты меры для предохранения разогретого металла от интенсивного охлаждения первыми порциями по ступающего пара.
В зависимости от продолжительности простоя, состояния изоляции и других факторов распределение температуры узлов и деталей блока может быть самым различным, но при этом нет необходимости для каждого распределения строить свою, индивидуальную систему пуска.
Одна и та же технология пуска может быть распростра нена на различные начальные тепловые состояния, распола гающиеся в некотором интервале температур характерных элементов блока. С точки зрения организации и проведения
30
пусковых операций принято различать следующие начальные тепловые состояния блока [16]:
1. Холодное состояние, при котором температуры элемен тов котла и паропроводов не превышают 150° С, а турбины —
100° С. .Такое |
состояние устанавливается |
после простоя котла |
|
и выключения |
паропроводов более двух суток, а турбины — |
||
свыше 8 суток. |
|
|
|
2. Холодный котел и неостывшая турбина, когда-темпера |
|||
тура ее элементов превышает |
130° С |
(уровень температур |
|
зависит от продолжительности |
простоя турбины). |
‘3. Неостывший блок с сохранившимся избыточным давле
нием в котле -~15—20 кгс/см2; достигается |
такое состояние |
при простоях до 14 часов. ' |
, |
4.Неостывший блок при потере давления в котле; состоя ние отвечает простоям от 15 до 30 часов.
5.Холодный котел и неостывшие паропроводы: темпера туры элементов котла ^150РС, паропроводов же >150° и могут достигать 250—300° С. Это состояние наступает при простоях блока в течение 24—48 часов.
6.Состояние горячего резерва с сохранением рабочих па раметров среды в котле. В зависимости от плотности арма туры сверхкритическое давление в пароводяном тракте оста новленного котла сохраняется на протяжении не более одно го-двух часов [11].
Технология пуска блока из различных начальных состоя ний рассматривается в главах III, IV и V.
Г л а в а II
НАПРЯЖЕНИЯ В БЕСКОНЕЧНОМ
1ПОЛОМ ЦИЛИНДРЕ
§4. Общие соотношения для расчета механических
итемпературных напряжений
Ранее отмечалось, что неоднородность температурного поля детали служит причиной возникновения температурных (термических) напряжений, так как появлению температур ных деформаций какого-либо элемента детали препятствуют смежные с ним элементы, находящиеся при іщых темпера турах.
Температурные напряжения алгебраически складываются
снапряжениями, вызванными механическими воздействиями,
вчастности, с давлением рабочего агента.
При разработке технологии пуска из различных тепловых состояний следует оценивать напряжения в узлах и деталях
блока, вызываемые как их прогревом, так и поступлением ра бочей среды с относительно пониженной температурой. Нуж но иметь в виду, что продолжительность всего пускового пе риода определяется, главным образом, значениями термиче ских напряжений.
Многие ответственные детали блока имеют форму круг лого полого цилиндра. В первую очередь к ним относятся тру бы и коллекторы парогенератора, паропроводы, перепускные патрубки турбины. С известным приближением можно счи тать полыми цилиндрами наружные и внутренние корпусы и палы турбин.
Приняв ряд упрощающих допущений, выведем выраже- ' мня, описывающие распределение в толстостенном, цилиндре напряжений, вызванных давлением рабочего агента, а также термических напряжений в условиях нестационарного тепло вого состояния.
Начнем с определения напряжения в стенке цилиндра от внешнего и внутреннего давления. Введем следующие упро щения в постановку задачи: а) исключим из рассмотрения температурные изменения, возникающие в процессе дефор мирования стенки механическим воздействием; б) будем счи тать, что скорость распространения напряжений и деформаций очень велика и равновесное напряженное состояние устанав ливается мгновенно; в) днища по торцам цилиндра отсут ствуют, толщина стенки постоянна, давления распределены равномерно на внутренней и внешней поверхностях цилиндра. Для вывода искомых зависимостей будем следовать [17]. При принятых допущениях напряжения и деформации сим метричны относительно продольной осп цилиндра и не изме няются по ее длине.
Выделим двумя плоскостями, перпендикулярными к оси, участок цилиндра с длиной образующей, равной единице. Составим уравнение равновесия очень тонкого элемента стенки, ограниченного соосными цилиндрическими поверхно стями радиусов г и r + dr и двумя радиальными плоскостями, образующими между собой угол dtp (рис. 9).
По условиям симметрии касательные напряжения по гра ням элемента. тшщщ не возникают. Обозначим нормальные
напряжения, |
действующие |
по граням |
ітщ и пп\, через ст(; |
нормальные |
радиальные напряжения |
по грани пт обозна |
|
чим о,.; тогда нормальные |
напряжения |
по грани ~/?гі/гі со |
ставят ar + dar/dr ■dr. При равновесии элемента сумма проек ций всех действующих сил на направление биссектрисы угла dxp равна нулю. Пренебрегая весом элемента, имеем
arr d f + Gtdrdv — ^ - j - - ^ dr^- (r - j - dr) dy = 0 .
32
Отсюда с точностью до малых величин
° < - ° r - ' l F = 0. |
. 0 ) |
Чтобы определить две неизвестные а, и а,-, требуется еще одно уравнение, которое можно получить из' соотношений между напряжениями и деформациями.
Рлс. 9. Схема к расчету напряжений в цилиндре
Из курса «Сопротивление материалов» известно, что при растяжении или. сжатии по двум взаимно перпендикулярным направлениям л: и у связь между напряжениями <тЛ- и оу и относительными деформациями е.ѵ и гу выражается зависи мостями:
°.г = ттг^г (еѵ+ vsj-) 11 °v = (sy + ve.v)- (2)
Здесь Е — модуль упругости; ѵ — отношение поперечной отно сительной деформации к продольной, так называемый коэф фициент Пуассона.
Обозначим величину радиального перемещения цилиндри ческой поверхности радиуса г через и\ тогда смещение в том же направлении поверхности радиуса r+cir будет u+ du/dr • dr.
Следовательно, изменение размера |
элемента ттлп\п вдрль |
||
радиуса составит |
|
|
1 |
du |
и = |
da |
, |
и -fI'- -drг- dr, |
-dr |
dr, |
г - |
’радиальном направ |
|
а относительная деформация элемента в |
||
лении |
|
|
du |
( 3 ) |
|
dr |
||
|
3 |
33- |