Реферат: Расчет первой ступени паровой турбины ПТУ К-500-65/3000

Задание

на курсовой проект паровой турбины типа К-500-65/3000слушателя ИПК МГОУ, специальность 1010 Локтионова С.А. шифр 08

Разработатьпроект паровой турбины ПОАТ ХТЗ К-500-65/3000 (ЦВД).

Исходные данные:

1. Номинальная мощность ЦВД, МВт 48

2. Начальное давление пара, МПа 6,8

3. Начальная влажность пара, % 0,5

4. Противодавление за ЦВД, МПа 0,28

5. Парораспределение повыбору

6. Частота вращения, об/мин 3000

Графическая часть: вычертитьпродольный разрез ЦВД

Руководительпроекта Томаров Г.В.
Краткое описание конструкциитурбины К-500-65-3000-2

Конденсационная паровая турбина ПОАТ ХТЗ типа К-500-65-3000-2 безрегулируемых отборов пара, с однократным двухступенчатым пароперегревом,устанавливается на одноконтурной АЭС с ректором типа РБМК-1000. Онапредназначена для преобразования тепловой энергии водяного пара в механическуюэнергию вращения роторов турбогенераторов типа ТВВ-500-2У3.

Турбина работает с частотой вращения n=50c-1и представляет собой одновальный пятицилиндровый агрегат активного типа,состоящий из одного ЦВД и 4-х ЦНД. ЦНД расположены симметрично по обе стороныЦВД. ЦНД имеют 8 выхлопов в 4 конденсатора.

Пароводяная смесь из реактора поступает в барабан-сепараторы, в которыхнасыщенный пар отделяется от воды по паровым трубопроводам направляется к 2-мсдвоенным блокам стопорно-регулирующих клапанов (СРК).

После СРК пар поступает непосредственно в ЦВД, в среднюю его часть черездва противоположно расположенных горизонтальных патрубка.

Корпус ЦВД выполнен 2-х поточным, двухстенной конструкции. В каждомпотоке имеется 5 ступеней давления, две ступени каждого потока расположеныво внутреннем цилиндре, две ступени – вобойме и одна непосредственно во внешнем корпусе.

Проточная часть ЦВД снабжена развитой системой влагоудаления. Попадающаяна рабочие лопатки влага отбрасывается центробежными силами в специальныеловушки, расположенные напротив срезанной части бандажа.

Турбина имеет четыре нерегулируемых отбора пара в ЦВД:

-

Для исключения выхода радиоактивного пара из турбины, в ней предусмотреныконцевые уплотнения, питающиеся «чистым» паром от специальной испарительнойустановки.

I. Процессрасширения пара в турбине в h,s-диаграмме.

1.

h,s-диаграмме принимаем потери давления в стопорных и регулирующщихклапанах равными 4 % от Р0:

D

P/P0=0,04; DP = P0* 0,04 = 6,8 * 0,04 = 0,272 МПа;

P0= P0 — D

P = 6,8 – 0,27 = 6,53 МПа

По h,s-диаграмме находим: h0= 2725 кДж/кг;

u

0= 0,032 м3/кг; hк = 2252 кДж/кг; x0= 0,995

2.

H0= h0– hк = 2725 – 2252 =472 кДж/кг;

3.

Задаемся значениемвнутреннего относительного КПД турбины: hoi = 0,8.

Принимаем КПДгенератора h

г= 0,985, КПД механический hм= 0,99.

4.

<img src="/cache/referats/3778/image002.gif" v:shapes="_x0000_s1026">
Расход пара на ЦВД:

Т.к. ЦВД выполнен двухпоточным, то расходпара на один поток G1= 65,18 кг/с.

5.

a

1= 0,06; a2= 0,02; a3= 0,03;

6.

II. Предварительный расчет 1-й ступени.

1.

hос=80КДж/кг.

По h,s-диаграмме, удельный объем пара на выходе из сопловой решетки u

1t = 0,045 м3/кг.

2.

где m

1= 0,96 –коэффициент расхода, принннят по [1];

r

= 5 (15)% — степеньреактивнности, принят по [1];

a

1э = 11° — угол выхода пара из сопловой решетки:

е =1– степень парциальности:

Хф =0,5 – отношениескоростей, принимая согласно l1,где

l1 = 0,015 м –высота сопловой решетки, по [1].

3.

4.

III. Предварительный расчет последней ступени.

1.

dк)принимают постоянным. В этом случае высота рабочих лопаток 1-й и последнейступеней связаны приближенной зависимостью:

<img src="/cache/referats/3778/image014.gif" v:shapes="_x0000_i1029"> ,где:

l2= l1 + D

= 0,015 + 0,003 = 0,018м –высота рабочей лопатки 1-й ступени;

u

zt = 0,5 м3/кг– удельный объем пара за последней ступенью (по h,s-диаграмме).

u

2t»u1t = 0,045 м3/кг

<img src="/cache/referats/3778/image016.gif" v:shapes="_x0000_i1030">=0,178м

2.

dz = (d1 – lz) + lz =(1,05-0,018)+0,178= 1,21 м.(1,46)

IV. Выборчисла ступеней ЦВД и распределение теплоперепадов между ними.

Строим кривую изменения диаметров вдоль проточной части ЦВД. По оси абсцисс откладываем произвольные равные отрезки. На пересечении с кривой изменения диаметров, получаем примерные диаметры промежуточных ступеней (см. рис. 1).

(d1= 1,05 м; d2=1,09 м; d3=1,13 м; d4=1,17 м; d5=1,21 м;)

d1 = 1,3 м; d2 = 1,34 м; d3 = 1,38 м; d4 = 1,42 м; d5 = 1,46 м;

Располагаемые теплоперепады для каждой ступени:

hоz=12,3 * (dz/Хф)2

hо1 =56,96 КДж/кг;(83,15) hо2 =59,12 КДж/кг;(88,34) hо3 =61,3КДж/кг;(93,7)

hо4 =63,46 КДж/кг;(99,21) hо5 =65,63 КДж/кг.(104,87)

Средний теплоперепад ступени:

hоср =94,9 КДж/кг;(61,3)

4.Коэффициентвозврата теплоты:

q = l

*(1-hcoi)*Н0*(z’-1)/z’, где

h

coi =0,97 – ожидаемое КПД ступени;

l

= 2,8*10-4 –коэффициент для турбин на насыщенном паре;

z’ = 5 – число ступеней(предварительно)

q =2,8*10-4*(1-0,97)*472*(5-1)/5 = 3,17*10-3

5. Числоступеней ЦВД:

q = l

*(1-hcoi)*Н0*(z’-1)/z’, где

<img src="/cache/referats/3778/image018.gif" v:shapes="_x0000_i1031">= 4,99»5

Расхождение: <img src="/cache/referats/3778/image022.gif" v:shapes="_x0000_i1033">

Распределимравномерно по всем ступеням и уточним теплоперепады каждой ступени:

h’оz=hоz+D

№ ступени

dст, м

1,3

1,34

1,38

1,42

1,46

hоz, КДж/кг

83,15

88,34

93,7

99,21

104,87

h’оz, КДж/кг

82,35

87,54

92,9

98,41

104,07

V. Детальныйрасчет первой ступени ЦВД.

Степень реакции по среднему диаметру:

r

ср1=<img src="/cache/referats/3778/image024.gif" v:shapes="_x0000_i1034">Изоэнтропный теплоперепад в сопловой решетке:

hос =(1- r

)* h0=(1-0,024) *93,05 = 90,82 КДж/кг.Энтальпия пара за сопловой решеткой:

hc = h0– hoc = 2725 –90,82= 2634,18 КДж/кг.

По h,s-диаграмме определим параметры пара:

u

1t = 0,046 м3/кг, Р1 = 4,3 МПа.Теоретическая скорость пара на выходе из сопловой решетки:

Выходная площадь сопловой решетки:

m

1 = 0,97 – коэффициентрасхода.Высота сопловой решетки: l1 =<img src="/cache/referats/3778/image030.gif" v:shapes="_x0000_i1037"> Число Маха:

M1t =<img src="/cache/referats/3778/image032.gif" v:shapes="_x0000_i1038">

к = 1,35 –показатель адиабаты пара.

По значениям M1t и a1э из атласа профилей выбираем профиль сопловой решетки:

С-90-09-А; t= 0,78; b1 = 6,06 см

Число лопаток:

Z =<img src="/cache/referats/3778/image034.gif" v:shapes="_x0000_i1039">

Коэффициент скорости сопловой решетки:

j

=0,97 (рис. 2.29а [2]).Построим входной треугольник скоростей (см. рис 2):

С1 = j

* С1t =0,97*426,2=413,4 м/с

U = p

* d*n =3,14*1,3*50=204,1м/сПо треугольнику скоростей определяем относительную скорость входа в рабочую решетку и угол направления этой скорости:

w

1= 213 м/с; b1= 22°.Потери энергии при обтекании сопловой решетки:

Изоэнтропный теплоперепад в рабочей решетке:

hор = r

* hо1 = 0,024 * 93,05 = 2,23кДж/кгЭнтальпия пара в конце изо энтропного расширения:

hр = hс + D

hc — hор = 2634,18 +5,4 – 2,23 = 2637,35 кДж/кгПараметры пара за рабочей решеткой по h,s-диаграмме:

u

2t = 0,046 м3/кг, Р2 = 4,3 МПа.Теоретическая относительная скоорость выхода пара из рабочей решетки:

w

2t = <img src="/cache/referats/3778/image038.gif" v:shapes="_x0000_i1041">

Площадь рабочей решетки:

Высота рабочей лопатки:

l2 = l1 + D

= 0,011 + 0,003 = 0,0113 мЭффективный угол выхода пара из рабочей решетки:

<img src="/cache/referats/3778/image042.gif" v:shapes="_x0000_i1043"> è

b2э = 18,1°.

Число Маха:

M2t =<img src="/cache/referats/3778/image047.gif" v:shapes="_x0000_i1044"><img src="/cache/referats/3778/image049.gif" v:shapes="_x0000_i1045">

По значениям M2t и b2э из атласа профилей выбираем профиль рабочей лопатки:

Р-26-17-А; t = 0,65; b1= 2,576 см

Число лопаток:

Z2 =<img src="/cache/referats/3778/image051.gif" v:shapes="_x0000_i1046">

Коэффициент скорости в рабочей решетке:

y

=0,945 (рис. 2.29а [2]).Построим выходной треугольник скоростей (см. рис 2).

По треугольнику скоростей определяем относительную скорость на выходе израбочей решетки и угол направления этой скорости:

w

2= y* w2t= 0,945 * 223,2 = 210,9 м/с;

sin b

2= sin b2э* (m2/ y) =sin18,1*(0,94/0,945)= 0,309,

b

2»18 °Из выходного треугольника скоростей находим абсолютную скорость выхода пара из ступени и выход ее направления:

С2 = 71 м/с, a

2 = 94°.Потери при обтекании рабочей решетки:

Потери с выходной скоростью:

Располагаемая энергия ступени:

E0= h – xв.с. * D

hв.с. = 93,05 –2,52 = 90,53;

xв.с. =1 – сучетом полного использования С2.

Относительный лопаточный КПД:

Расхождениемежду КПД, подсчитанным по разным формулам, незначительно.

Относительные потери от утечек через диафрагменные уплотнения подсчитываются для последующих ступеней:

<img src="/cache/referats/3778/image061.gif" v:shapes="_x0000_i1051"> , где

Кy – поправочныйкоэффициент ступенчатого уплотнения;

Мy – коэффициент расходауплотнения (рис. 3.34 [1]);

Zy –числогребней диафрагменного уплотнения;

m

1– коэффициент расхода сопловой решетки;

F1 – выходнаяплощадь сопловой решетки;

Fy = p

* dy * dy – площадь проходногосечения;

dy – диаметруплотнения;

d

y – радиальный зазор.Относительные потери утечек через бандажные уплотнения:

x

yd= <img src="/cache/referats/3778/image063.gif" v:shapes="_x0000_i1052"> , где

dn = d1 + l2 = 1,3 + 0,018 =1,318 — диаметр по периферии;

d

э – эквивалентныйзазор, dэ=<img src="/cache/referats/3778/image065.gif" v:shapes="_x0000_i1053"> , где

d

а = 1 мм – осевойзазор лопаточного бандажа;

d

z = 1 мм – радиальный зазор;

zr = 2 – числогребней в надбандажном уплотнении.

d

э=<img src="/cache/referats/3778/image067.gif" v:shapes="_x0000_i1054">

x

D

hу =xуd * Е0=0,045*90,46=4,034кДж/кг Относительные потери на трение:

x

тр=<img src="/cache/referats/3778/image071.gif" v:shapes="_x0000_i1056"> , где

Ктр = (0,45¸

0,8)*10-3– зависит от режима течения.

x

тр=<img src="/cache/referats/3778/image073.gif" v:shapes="_x0000_i1057">Абсолютные потери на трение:

D

hтр =xтр * Е0=0,0108*90,46 = 0,98 кДж/кг Относительные потери от влажности:

x

вл= <img src="/cache/referats/3778/image075.gif" v:shapes="_x0000_i1058"> , где

y0= 0,5 % — степень влажности перед ступенью;

y2 = 7,5 % — степень влажности после ступени;

x

вл=2*0,5[0,9*0,005+0,35((0,075-0,005)]=0,029Абсолютные потери от влажности:

D

hвл =xвл * Е0=0,029 *90,46= 2,623 кДж/кг Используемый теплоперепад ступени:

hi= E0 — D

hc — Dhp — Dhв.с. — Dhy — Dhтр — Dhвл =

= 90,46 – 5,4 – 2,66 – 2,52 – 4,034 – 0,98 – 2,623 = 72,24кДж/кг

Внутренний относительный КПД ступени:

h

oi= hi / E0= 72,24 /90,46 = 0,8 Внутренняя мощность ступени:

Ni= Gi * hi = 65,18* 72,24 = 4708,6 КВт.

Список используемой литературы:

1.

2.

3.

4.

еще рефераты

Еще работы по технологии

Реферат по технологии

План горных работ для улучшения проветривания выработок II блока шахты "Северная"

29 Августа 2013

Реферат по технологии

Расчет конвейерной установки в условиях ш. "Воркутинская"

29 Августа 2013

Реферат по технологии

Автоматическая линия цинкования в барабанах

26 Июня 2015

Реферат по технологии

Расчетно-пояснительная записка по расчету винтового конвейера

25 Июня 2015