Выбор исходных данных и параметров при расчете турбинной ступени

Методические указания к расчету одновенечной регулирующей ступени мощной паровой турбины

Часть 1

Выбор исходных данных и параметров при расчете турбинной ступени

При расчете турбинной ступени устанавливают форму проточной части сопловых и рабочих решеток, определяют их размеры, шаг расположения лопаток в соответствующих решетках, углы их установки, а также выбирают конструкции надбандажных и диафрагменных уплотнений. Перед расчетом ставятся две основные задачи:

1). Определение экономичности турбинной ступени.

2). Обеспечение требуемой надежности всех ее элементов.

Оценка экономичности ступени осуществляется по рассчитанному значению ее относительного внутреннего КПД, а надежности - по сравнению напряжений растяжения и изгиба в рабочих лопатках с допускаемыми напряжениями.

Итогом расчета является определение внутренней мощности ступени.

Исходными данными для расчета являются следующие величины: расход водяного пара G, кг/с; его термодинамические параметры р₀, МПа (кПа), t₀,⁰С; скорость потока на входе в ступень с₀ = 0, м/с и ее направление (угол a₀ = 90°). Известными также являются средний диаметр d_ср, м частота вращения ротора турбины n = 50 с^-1, хорды сопловой и рабочей лопаток b₁, b₂, м, располагаемый теплоперепад ступени по параметрам торможения кДж/кг.

Процесс расширения в ступени представлен на рис.1.1.

Следует обратить внимание:

- так как скорость на входе в ступень С₀ = 0, то точки начала процесса расширения и 0 совпадают;

- начало процесса расширения в регулирующей ступени это точка 0^' в расчете G₀, G_к;

- .если при выполнении расчета оказывается, что значение е_опт>1, то с учетом конструкции сопловых коробок принимается для регулирующей ступени е_мах=0,8…0,85.

Последовательность расчета представлена в табл.1.1.

Рис.1.1 Процесс расширения в ступени

Таблица 1.1 Последовательность расчета регулирующей ступени

№	Показатель	Формула или источник	Выражение в цифрах	Ответ
	Расход пара G, кг/с	Исходные данные	--------------------------
	Средний диаметр d, м	Исходные данные	--------------------------
	Частота вращения n, с-1	Исходные данные	--------------------------
	Окружная скорость на среднем диаметре u, м/с	u=πdn
	Давление пара перед ступенью , МПа	Точка 0' в расчете G0, Gк	--------------------------
	Температура пара перед ступенью , °С	Точка 0' в расчете G0, Gк	--------------------------
	Энтропия пара перед ступенью , кДж/(кгK)	Точка 0' в расчете G0, Gк	--------------------------
	Энтальпия пара перед ступенью , кДж/кг		--------------------------
	Скорость пара на входе в ступень с0, м/с	Исходные данные	--------------------------
	Энтальпия торможения перед ступенью , кДж/кг	Точка 0' в расчете G0, Gк
	Изоэнтропийный теплоперепад ступени по параметрам торможения , кДж/кг	Исходные данные	--------------------------
	Степень реактивности ρ	Принимаем в диапазоне ρ=0,05-0,10	--------------------------
	Изоэнтропийный теплоперепад сопловой решетки по параметрам торможения , кДж/кг
	Изоэнтропийный теплоперепад в рабочей решетке по статическим параметрам , кДж/кг
	Теоретическая энтальпия за сопловой решеткой h1t, кДж/кг
	Давление за сопловой решеткой p1, МПа	h, s –диаграмма (по h1t и )	--------------------------
	Удельный объем за сопловой решеткой (теоретический) v1t, м3/кг	h, s –диаграмма (по h1t и )	--------------------------
	Теоретическая скорость выхода из сопловых лопаток c1t, м/с
	Скорость звука за сопловой решеткой (теоретическая) a1t, м/с
	Число Маха по скорости c1t	M1t= c1t/ a1t
	Выходная площадь сопловой решетки (предварительная) , м2 при
	Угол α1э направления скорости с1t, град	Принимаем в диапазоне α1э=10-16°	--------------------------
	Произведение el1, м	el1 = F1/(πdрсsin α1э)
	Оптимальное значение степени парциальности eопт
	Высота сопловых лопаток , м	l1 = el1/eопт
	Размер хорды профиля сопловой решетки b1, м	Исходные данные	--------------------------
	Уточняем коэффициент расхода сопловой решетки µ1	µ1=0,982-0,005(b1/l1)

Продолжение следует