Курсовая работа: Тепловой расчет паровой турбины

vz - удельный объём пара на выходе из последней ступени;

hвс - потери энергии с выходной скоростью, принимаемые для конденсационных турбин равен 20 кДж/кг.

В цилиндрах высокого, а иногда и среднего давления, часто принимают постоянным корневой диаметр dк. Это позволяет обеспечить унификацию хвостовых креплений лопаток, постоянство диаметров обточки дисков, а также размеров канавок в дисках, протачиваемых для крепления лопаток. Эти ступени имеют приблизительно одинаковые профили, u/сф, ρ, что удешевляет их изготовление. В этом случае диаметр ступени равен d1 = dк + l1, а последней dz = dк + lz . Высота лопаток последней ступени определим по формуле:

d1 =0,85м

lz = d z -dк =1,4-0,816=0,584м

dz = dк + lz=0,816+0,584=1,4м

dк = d1- l1=0,85-0,034=0,816м

Размеры первой и последней ступеней характеризует степень раскрытия проточной части турбины, то есть изменение её диаметров. Нужно стремиться обеспечить плавность изменения диаметров вдоль проточной части, что особенно трудно выполнить при проектировании ЦНД конденсационных турбин. Определение числа ступеней турбины и разбивку теплоперепадов по ступеням производят графоаналитическим методом. В ЧНД это отношение увеличиваем от ступени к ступени, достигая в последних ступенях хф = 0,7.

Рисунок 5 - Диаграмма для определения числа ступеней

Располагаемый теплоперепад ступени по параметрам торможения определяем по формуле

(32)

 кДж/кг

Поэтому:

. (33)

 кДж/кг

Далее отрезок а разбивают на 8 равных участков и в каждом из них определяют теплоперепад. Находим средний теплоперепад и число ступеней:

, (34)

 кДж/кг

, (35)

где: m – число участков. равно 7;

Н0н – располагаемый теплоперепад нерегулируемых ступеней;

α – коэффициент возврата тепла, определяемый из соотношения.

(36)

kт = 4,8·10-4 – коэффициент, учитывающий состояние пара.

Полученное число ступеней z округляем до целого числа, делят отрезок а диаграммы на число ступеней и определяем теплоперепады каждой ступени. Сумма теплоперепадов должна быть равна величине . Это равенство в курсовом проекте соблюдается. Полученные теплоперепады наносим на процесс расширения в i-s-диаграмме (графический рисунок -1).

1.4 Полный расчет ступеней турбины

Детальный расчет промежуточных ступеней необходимо выполнять на ЭВМ, программе TermCalc of the Turbine 1.6. И рассчитаем эти параметры: расход пара D, параметры пара перед ступенью: давление Р0 , МПа; температура (сухость) t0(x0), энтальпия i0 , кинетическая энергия на входе в ступень , давление торможения перед ступенью , располагаемый теплоперепад от параметров торможения , располагаемый теплоперепад от статических параметров , средний диаметр d1, d2, окружная скорость u1, u2, отношение скоростей u/сф, средняя степень реактивности ρ, располагаемый теплоперепад в решетке h0с, h0р, параметры пара за решетками, числа Маха М1t, M2t, коэффициент расхода μ1, μ2, площадь решетки F1, F2, 10-4 м2, эффективный угол выхода α1Э, β2Э, высота решетки l1, l2, 10-3 м, относительная высота решетки l1/b1, l2/b2, относительный диаметр d2/l2, коэффициент скорости φ, ψ, скорость выхода потока из решетки с1, w2, м/с, относительная скорость на входе в рабочую решетку и абсолютная скорость на выходе из нее w1, с2, углы направления скоростей β1, α2, потери энергии в решетке , потери энергии с выходной скоростью , располагаемая энергия ступени , относительный лопаточный КПД ηол, использованный теплоперепад hi, внутренняя мощность Ni,энтальпия пара за отсеком i2z, кДж/кг.

Далее приведены результаты расчета ступеней:

Рисунок 1- Детальный расчет 1-ой ступени ЦНД

Рисунок 2- Детальный расчет 2-ой ступени ЦНД

Рисунок 3- Детальный расчет 3-ой ступени ЦНД

Рисунок 4- Детальный расчет 4-ой ступени ЦНД

Рисунок 5- Детальный расчет 5-ой ступени ЦНД

Рисунок 6- Детальный расчет 6-ой ступени ЦНД

Рисунок 7- Детальный расчет 7-ой ступени ЦНД

Рисунок 8- Детальный расчет 8-ой ступени ЦНД

Заключение

В заключении, курсовой проект по дисциплине «Паровые и газовые турбины» по теме: «Тепловой расчет паровой турбины» успешно завершен.

Порядок выполнения курсового проекта, построение рабочего процесса турбины Р-40-130/31 и определение расхода пара на турбину, выбор и расчёт регулирующей ступени, предварительный расчёт нерегулируемых ступеней, полный расчет ступеней турбины с использованием программы TermCalc of the Turbine 1.6. Курсовой проект выполнен в следующей последовательности: выбрана принципиальная тепловая схема турбинной установки, построен в i-s-диаграмме приближённый процесс расширения пара в турбине, произведен расчёт расхода пара на турбину, выбраны тип регулирующей ступени и произвести её расчёт при оптимальном отношении u/с, выполнен предварительный расчёт первой и последней нерегулируемых ступеней заданной части турбины.

Турбина Р-40-130/31 состоит из одной регулируемой ступени и 8 нерегулируемых ступеней ЦНД. Проведен полный тепловой расчет регулируемых и не регулируемых ступеней.

Список использованной литературы

1. Методическое указание к курсовому проекту. «По дисциплине Паровые и газовые турбины». - Астана, 2010.-26 с.

2. Щегляев А.В. Паровые турбины. – М.: Энергия, 1976. – 357 с.

3.Трухний А.Д. Стационарные паровые турбины. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 640 с.

4. Бененсон Е.И., Иоффе Л.С. Теплофикационные паровые турбины. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 272 с.

5. Леонков А.М. Паровые и газовые турбины. Курсовое проектирование. – Минск: Высшая школа, 1986. – 182 с.

6. Семёнов А.С., Шевченко А.М. Тепловой расчёт паровой турбины. – Киев: Высшая школа, 1975. – 208 с.

7.Абрамов В.И., Филиппов Г.А., Фролов В.В. Тепловой расчёт турбин. – М.:Машиностроение, 1974. – 184 с.

8. Паровые и газовые турбины. Сборник задач. Учебное пособие для вузов. Под ред. Трояновского Б.М., Самойловича Г.С. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 240 с.