Турбины ТЭС и АЭС расчет турбины К-12-35

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 03 Мая 2013 в 16:15, курсовая работа

Краткое описание

Диафрагмы паровых турбин испытывают действие разности давлений по обе стороны , создающее напряжение и вызывающей их прогиб. Оценка надежности сварной диафрагмы выполняется расчетом её прогиба и максимального напряжения от разности давлений по упрощенной методике. Рассчитывается сварная диафрагма первой нерегулируемой ступени. Конфигурация диафрагмы, внутренний диаметр d и толщина δ принимаются по прототипу. Внешний диаметр D определяется с учетом среднего диаметра ступени и высоты сопловых лопаток.

Содержание

Исходные данные к расчету 3
Предварительный расчет 4
2.1 Определение экономической мощности и оценка расхода пара 4
2.2 Выбор типа регулирующей ступени и ее теплоперепада 5
2.3 Построение процесса расширения и уточнение расхода пара 6
2.4 Определение предельной мощности и числа выхлопов 10
2.5 Определение числа нерегулируемых ступеней. 11
Детальный расчет 30
Расчет двухвенечной регулирующей ступени 30
Расчет первой нерегулируемой ступени 44
Расчет последних трёх нерегулируемых ступеней 53
Расчет закрутки последней ступени 60
Расчеты на прочность 63
Расчет осевого усилия на ротор 63
Расчет рабочей лопатки последней ступени 65
Расчет диафрагмы первой нерегулируемой ступени 67
Список использованных источников 69

Скачать полностью (2.13 Мб) Сколько стоит заказать работу?
Прикрепленные файлы: 1 файл

Пояснительная моя.docx

— 2.32 Мб (Скачать документ)

Коэффициент скорости рабочей решетки ψ = 0,957-0,011·0,02/0,022 = 0,947

3.2.24  Действительная  скорость выхода из рабочей  решетки, м/с:

 

(3.92)

 

 

 

3.2.25  Абсолютная  скорость выхода из ступени,  м/с:

 

(3.93)

 

 

 

3.2.26 . Угол  выхода потока из ступени, град:

 

(3.94)

 

 

 

3.2.27  Шаг  рабочих лопаток, мм:

(3.95)

 

 

3.2.28  Число  рабочих лопаток:

(3.96)

 

  

 

 

После округления Z2 до ближайшего целого значения шаг t2 уточняется

 

(3.97)

 

 

 

3.2.29  Потеря  энергии в рабочей решетке,  кДж/кг:

 

(3.98)

 

 

 

 

      1. Потеря с выходной скоростью, кДж/кг:

 

(3.99)

 

 

 

Значения  ∆hл и ∆hвс откладываются вверх по изобаре P2.

      1. Располагаемая энергия ступени, кДж/кг:

 

(3.100)

 

 

где

      1. Относительный лопаточный КПД:

 

(3.101)

 

Расхождение между значениями не превышает 1,5%.

 

 

 

3.2.33 Коэффициент  потерь от трения боковых поверхностей  рабочего колеса в паровой  среде

(3.102)

где 

 

 

      1. Потери от трения, кДж/кг:

 

(3.103)

 

 

 

 

3.2.35  Коэффициент  потерь от парциального подвода  пара (только при <1):

 

(3.104)

 

 

 

где для нерегулируемых ступеней i = 1

3.2.36  Потери  от парциального подвода, кДж/кг:

 

(3.105)

 

 

 

      1.  Коэффициент потерь от протечек через диафрагменное уплотнение (в регулирующей ступени диафрагма отсутствует и эта потеря не учитывается):

 

(3.106)

 

 

 

где Fy =-площадь зазора в уплотнении,м2; dy=0,375 диаметр уплотнения,м, определяется по чертежу прототипа; - радиальный зазор в уплотнении, м; = 0,68 – 0,78 - коэффициент расхода уплотнения; zy – число гребней уплотнения, zy ≈ 5 -7.

3.2.38  Коэффициент   потерь от протечек через бандажные  уплотнения поверх рабочих лопаток:

(3.107)

 

 

 

где ; -  радиальный и осевой зазоры;

; z – число гребней бандажного уплотнения  ( z =2).

 

 

 

 

 

3.2.39  Суммарная  потеря от утечек, кДж/кг:

 

(3.108)

3.2.40  Использованный  теплоперепад ступени, кДж/кг:

 

hi = E0 - ∆hc - ∆hл - (1)·∆hвс - ∆hтр - ∆hпарц - ∆hут (3.109)

 

hi = 62,43 – 5,14 – 2,32 –0·2,74– 0,797 – 1,99 – 4,56 = 47,62

 

3.2.41  Внутренний  относительный КПД:

(3.110)

 

 

 

3.2.42  Внутренняя  мощность ступени, кВт:

(3.111)

 

 

 

 

 

Рисунок 10. Треугольники скоростей одновенечной ступени

 

 

    1. Детальный расчет последних трёх нерегулируемых ступеней

Таблица 3.1

Формула

Номер ступени

16

17

18

Располагаемый теплоперепад ступени  от параметров торможения, кДж/кг:

70,65

77,32

83,65

Средний диаметр, м:

1,353

1,477

1,6

Окружная скорость на среднем диаметре, м/с:

212,529

208,366

251,33

Степень реактивности:

0,349

0,389

0,428

Теплоперепад в сопловой решетке, кДж/кг:

46,0

47,28

47,85

Теплоперепад в рабочей решетке, кДж/кг:

24,66

30,04

35,8

Параметры за решетками

 бар;

 м3/кг;

;

 бар;

 м3/кг;

 бар;

 м3/кг;

;

 бар;

 м3/кг;

 бар;

 м3/кг;

;

 бар;

 м3/кг;

Теоретическая абсолютная скорость выхода из сопловой решетки, м/с:

303,3

307,51

309,34

Показатель изоэнтропы для сопловой решетки:

1,128

1,126

1,124


Продолжение таблицы 3.1

Формула

Номер ступени

16

17

18

Скорость звука в потоке пара за сопловой решеткой, м/с:

403,271

392,476

380,456

Число Маха сопловой решетки:

0,751

0,748

0,813

Корневой диаметр, м:

1,069

1,135

1,2

Высота рабочих лопаток, м:

0,284

0,342

0,4

Суммарная перекрыша, м:

0,007

0,013

0,015

Высота сопловых лопаток, м:

0,277

0,329

0,385

По прототипу определяем хорду  сопловой решетки, м:

0,1

0,1

0,11

Коэффициент расхода сопловой решетки:

,

где

1,014

1,026

1,039

Выходная площадь сопловой решетки, м2:

0,203

0,313

0,52

Угол выхода потока из сопловой решетки, град:

9,94

11,38

15,58

По значениям числа Маха , углов и выбираем профиль сопловой решетки [1]

С-90-09А

С-90-12А

С-90-15А

Относительный шаг сопловых лопаток  [1]:

0,8

0,7

0,8

Коэффициент скорости сопловой решетки:

0,977

0,977

0,977


 

Продолжение таблицы 3.1

Формула

Номер ступени

16

17

18

Действительная абсолютная скорость выхода из сопел, м/с:

296,25

300,52

302,36

Шаг сопловых лопаток, м:

0,08

0,07

0,088

Число сопловых лопаток:

54

67

58

Уточняем шаг сопловых лопаток, м:

0,079

0,069

0,087

Относительная скорость пара на входе  в рабочую решетку, м/с:

94,326

87,55

90,5

Угол входа в рабочую решетку, град:

32,81

44,71

63,82

Потеря энергии в сопловой решетке, кДж/кг:

2,11

2,13

2,14

Теоретическая относительная скорость выхода из рабочей решетки, м/с:

241,28

260,28

282,48

Показатель изоэнтропы для рабочей  решетки:

1,128

1,125

1,123

Скорость звука рабочей решетки, м/с:

399,85

387,82

374,99

Число Маха рабочей решетки:

0,603

0,671

0,753

По прототипу определяем хорду  рабочей решетки, м:

0,04

0,06

0,07


 

Продолжение таблицы  3.1

Формула

Номер ступени

16

17

18

Коэффициент расхода рабочей решетки, предварительный:

0,963

0,962

0,962

Выходная площадь рабочей решетки, м2, предварительная:

0,314

0,481

0,793

Коэффициент расхода рабочей решетки:

,

где ;

0,982

0,99

0,998

Выходная площадь рабочей решетки, м2:

0,308

0,467

0,765

Угол выхода из рабочей решетки, град:

15,06

17,65

23,22

По значениям числа Маха , углов и выбираем профиль рабочей решетки [1]

Р-26-17А

Р-26-17Ак

Р-46-29А

Относительный шаг рабочих лопаток [1]:

 

0,6

0,6

0,5

Коэффициент скорости рабочей решетки:

0,955

0,955

0,955

Действительная скорость выхода из рабочей решетки, м/с:

230,53

248,59

269,79

Абсолютная скорость выхода из ступени, м/с:

60,74

75,52

106,4

Угол выхода потока из ступени, град:

80,44

86,23

-88,18


 

Продолжение таблицы  3.1

Формула

Номер ступени

16

17

18

Шаг рабочих лопаток, м:

0,024

0,036

0,035

Число рабочих лопаток:

173

129

144

Уточняем шаг рабочих лопаток, м:

0,025

0,036

0,035

Потеря энергии в рабочей  решетке, кДж/кг:

2,54

2,98

3,5

Потеря с выходной скоростью, кДж/кг:

1,84

2,85

5,66

Располагаемая энергия ступени, кДж/кг:

,

где ;

68,94

74,75

78,67

Относительный лопаточный КПД ступени:

 

0,931

 

0,931

Погрешность <1,5%

0,928

 

0,928

Погрешность <1,5%

0,92

 

0,92

Погрешность <1,5%

Фиктивная скорость для ступени, м/с:

375,91

393,25

409,02

Коэффициент потерь от трения боковых  поверхностей рабочего колеса в паровой  среде:

,

где

0,00163

0,00143

0,00114

Потери от трения, кДж/кг:

0,122

0,107

0,09

Диаметр уплотнения, м:

0,53

0,53

0,53


 

 

Продолжение таблицы  3.1

Формула

Номер ступени

16

17

18

Площадь зазора в уплотнении, м2:

,

где – радиальный зазор в уплотнении, м [1]

0,00083

0,00083

0,00083

Коэффициент потерь от протечек через  диафрагменное уплотнение:

,

где – коэффициент расхода уплотнения [1];

 – число гребней уплотнения [1]

0,00111

0,00072

0,00043

Периферийный диаметр, м:

1,637

1,819

2,0

,

где – осевой зазор, м [1];

 –  радиальный зазор, м [1];

– число гребней бандажного уплотнения [1]

0,00029

0,00029

0,00029

Коэффициент потерь от протечек через  бандажные уплотнения поверх рабочих  колес:

0,00572

0,00432

0,00296

Суммарный коэффициент от протечек:

0,00683

0,00504

0,00339

Потеря от утечек, кДж/кг:

0,471

0,377

0,266

Коэффициент потерь от влажности:

,

где – степень влажности перед ступенью;

 – степень влажности за  ступенью

0,061

0,087

0,101

Потери от влажности, кДж/кг:

4,21

6,51

7,96


 

 

Окончание таблицы  3.1

Формула

Номер ступени

16

17

18

Полезно использованный теплоперепад ступени, кДж/кг:

59,37

62,38

64,03

Внутренний относительный КПД:

0,861

0,835

0,814

Внутренняя мощность ступени, кВт:

610,02

640,97

657,98


 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 3.1 – Треугольники скоростей 16 ступени

 

 

Информация о работе Турбины ТЭС и АЭС расчет турбины К-12-35