Классификация современных паровых турбин
МИНИСТЕРСТВО
ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное
агентство по образованию
Государственное
образовательное учреждение высшего профессионального образования «Новосибирский
государственный технический университет»
РЕФЕРАТ
на тему «Классификация современных паровых турбин»
по дисциплине «Введение в направление»
Проверил: Выполнил:
проф. Щинников П.А. студент
Парубец А.А.
группа ТЭ-51
Отметка о защите
________________
Новосибирск, 2009
Введение
Паровая турбина является силовым двигателем, в котором
потенциальная энергия пара превращается в кинетическую, а кинетическая в свою
очередь преобразуется в механическую энергию вращения вала. Вал турбины непосредственно
или при помощи зубчатой передачи соединяется с рабочей машиной. В зависимости
от назначения рабочей машины паровая турбина может быть применена в самых
различных областях промышленности: в энергетике, на транспорте, в морском и
речном судоходстве и т.д.
Паровая турбина является основным типом двигателя на
современной тепловой электростанции и в том числе атомной. Паровая турбина
обладает большой быстроходностью, отличается сравнительно малыми размерами и массой
и может быть построена на очень большую мощность (более 1000 МВт), превышающую
мощность какой-либо другой машины. Вместе с тем у паровой турбины исключительно
хорошие технико-экономические показатели: относительно небольшая удельная
стоимость, высокие экономичность, надежность и ресурс работы, составляющий
десятки лет.
Задачей данной работы является ознакомление с
многообразием паровых турбин. Все многообразие современных паровых турбин можно
классифицировать по 8 основным признакам:
1. По использованию в промышленности;
2. По числу ступеней;
3. По направлению потока пара;
4. По числу корпусов (цилиндров);
6. По принципу действий пара;
7. По характеру теплового процесса;
8. По параметрам свежего пара;
Классификация паровых турбин
В зависимости от конструктивных особенностей,
характера теплового процесса, параметров свежего и отработавшего пара и
использования в промышленности существуют различные признаки классификации паровых
турбин.
1. По использованию в промышленности все турбины
делятся на:
а)
транспортные турбины - турбины нестационарного типа с переменным числом оборотов;
турбины этого типа применяются для привода гребных винтов крупных судов (судовые
турбины) и на железнодорожном транспорте (турболокомотивы).
б)
Стационарные паровые турбины - это турбины, сохраняющие при эксплуатации неизменным
свое местоположение. Стационарные турбины в свою очередь подразделяются на:
1)
Энергетические турбины - турбины стационарного типа с постоянным числом
оборотов, предназначенные для привода электрических генераторов, включенных в
энергосистему, и отпуска теплоты крупным потребителям, например (жилым районам,
городам и т.д.). Их устанавливают на крупных ГРЭС, АЭС и ТЭЦ; Энергетические
турбины характеризуются прежде всего большой мощностью, а их режим работы -
практически постоянной частотой вращения. Подавляющее большинство
энергетических турбин выполняют на номинальную частоту вращения 3000 1/мин. Их
называют быстроходными. Для АЭС некоторые турбины выполняют тихоходными
- на частоту вращения 1500 1/мин. [2]
2) Промышленные и вспомогательные турбины - турбины
стационарного типа с переменным числом оборотов. Промышленные турбины служат
для производства теплоты и электрической энергии, однако их главной целью является
обслуживание промышленного предприятия, например металлургического,
текстильного, химического и т.д. Часто чаткие турбины работают на мальмощную
индивидуальную электрическую сеть, а иногда используются для привода агрегатов
с переменной частотой вращения, например воздуходувок доменных печей. Мощность
промышленных турбин существенно меньше, чем энергетических.
Вспомогательные
турбины используются для обеспечения технологического процесса производства
электроэнергии - обычно для привода питательных насосов, вентиляторов, воздуходувок
котла и т.д.; [2]
2. По числу ступеней:
а)
одноступенчатые турбины - с одной или несколькими ступенями скорости; эти
турбины (обычно небольшой мощности) применяются главным образом для привода центробежных
насосов, вентиляторов и других аналогичных механизмов;
б)
многоступенчатые турбины активного и реактивного типов малой, средней и большой
мощности. [1]
3. По направлению потока пара:
а)
осевые турбины, в которых поток пара движется вдоль оси турбины;
б)
радиальные турбины, в которых поток пара движется в плоскости, перпендикулярной
оси вращения турбины; иногда одна или несколько последних ступеней мощных радиальных
конденсационных турбин выполняются осевыми. Радиальные турбины в свою очередь подразделяются
на имеющие неподвижные направляющие лопатки и на имеющие только вращающиеся
рабочие лопатки.[1]
4. По числу корпусов (цилиндров):
б)
двухкорпусные (двухцилиндровые);
в)
многокорпусные (многоцилиндровые).
Большинство
турбин выполняют многоцилиндровыми. Это позволяет получить более высокую
мощность в одном агрегате, что удешевляет и турбину и электростанцию. Наибольшее
число цилиндров, из которых состоит современная турбина - 5. [2]
Многоцилиндровые
турбины, у которых валы отдельных корпусов составляют продолжение один другого
и присоединены к одному генератору, называются одновальными; турбины с
параллельным расположением валов называются многовальными. В последнем случае
каждый вал имеет свой генератор. [1]
5. По принципу парораспределения:
а)
турбины с дроссельным парораспределением, у которых свежий пар поступает через
один или несколько одновременно (в зависимости от развиваемой мощности) открывающихся
клапанов, в настоящий момент не находят применения;
б)
турбины с сопловым парораспределением, у которых свежий пар поступает через два
или несколько последовательно открывающихся регулирующих клапанов;
в)
турбины с обводным парораспределением, у которых, кроме подвода свежего пара к
соплам первой ступени, имеется подвод свежего пара к одной, двум или даже трем
промежуточным ступеням (устаревшие турбины).[1]
6. По принципу действий пара:
а)
активные турбины, в которых потенциальная энергия пара превращается в кинетическую
в каналах между неподвижными лопатками или в соплах, а на рабочих лопатках
кинетическая энергия пара превращается в механическую работу; в применении к
современным активным турбинам это понятие несколько условно, так как они
работают с некоторой степенью реакции на рабочих лопатках, возрастающей от
ступени к ступени по направлению хода пара, особенно в конденсационных
турбинах. Турбины активного типа выполняются только осевыми;
б)
реактивные турбины, в которых расширение пара в направляющих и рабочих каналах
каждой ступени происходит примерно в одинаковой степени. Эти турбины могут быть
как осевыми, так и радиальными, а последние в свою очередь могут исполняться
как с неподвижными направляющими лопатками, так и с только вращающимися
рабочими лопатками.
7. По характеру теплового процесса:
а)
конденсационные турбины с регенерацией; в этих турбинах основной поток пара при
давлении ниже атмосферного направляется в конденсатор. Так как скрытая теплота
парообразования, выделяющаяся при конденсации отработавшего пара, у данного
типа турбин полностью теряется, то для уменьшения этой потери из промежуточных
ступеней турбины осуществляется частичный, нерегулируемый по давлению отбор1
пара для подогрева питательной воды; количество таких отборов бывает от 2—3 до 8—9
[1]. Главное назначение конденсационных турбин - обеспечивать производство
электроэнергии, поэтому они являются основными агрегатами мощных ТЭС и АЭС
(мощность крупных конденсационных турбоагрегатов достигает 1000-1200 Мвт)[2].
б)
теплофикационные турбины с одним или двумя регулируемыми (по давлению) отборами
пара из промежуточных ступеней для производственных и отопительных целей при
частичном пропуске пара в конденсатор.[1] Они предназначены для выработки
теплоты и электрической энергии. Турбина может иметь отопительный отбор для
отопления зданий, предприятий и т.д., производственный отбор для
технологических нужд промышленных предприятий а также и тот и другой отбор.
[2].
в)
турбины с противодавлением, тепло отработавшего пара которых используется для
отопительных или производственных целей. В ней пар из последней ступени
направляется не в конденсатор, а обычно производственному потребителю. К этому
типу турбин, хотя и несколько условно, можно отнести также и турбины с
ухудшенным вакуумом, у которых тепло отработавшего пара может использоваться
для отопления, горячего водоразбора или технологических целей [1];
г)
предвключенные турбины (это также турбины с противодавлением), но их отработавший
пар используется для работы в турбинах среднего давления. Такие турбины обычно
работают при высоких параметрах свежего пара и применяются при надстройке
электростанций средних параметров с целью повышения экономичности их работы.
Под надстройкой электростанции понимают установку на ней котлов высокого,
сверхвысокого и сверхкритического давлений и предвключенных турбин в качестве
блока высокого давления на базе существующей станции среднего давления;
д)
турбины с противодавлением и регулируемым по давлению отбором пара из промежуточной
ступени. Таким образом, главным назначением такой турбины является производство
пара заданного давления (в пределах 0,3-3 Мпа).[2];
е)
турбины мятого пара, использующие для выработки электроэнергии отработавший пар
молотов, прессов и паровых поршневых машин;
1 Отбор пара - количество пара, которое отдается
турбиной для внешнего теплового потребления, .т.е. сверх расхода на
регенеративный подогрев питательной воды.[3]
|
|
ж) турбины двух и трех давлений с
подводом отработавшего пара различных давлений к промежуточным ступеням
турбины.
По ГОСТ 3618-82 приняты следующие обозначения турбин.
Первая буква характеризует тип турбины;
К
— конденсационная;
Т
— теплофикационная с отопительным отбором пара;
П
— теплофикационная с производственным отбором пара для промышленного потребителя;
ПТ
— теплофикационная с производственным и отопительным регулируемыми отборами
пара;
Р
— с противодавлением;
ПР
— теплофикационная с производственным отбором и противодавлением; ТР — теплофикационная
с отопительным отбором и противодавлением;
ТК
— теплофикационная с отопительным отбором и большой конденсационной мощностью;
КТ
— теплофикационная с отопительными отборами нерегулируемого давления.
После буквы в обозначении указываются мощность
турбины, МВт (если дробь, то в числителе номинальная, а в знаменателе
максимальная мощность), а затем начальное давление пара перед стопорным
клапаном турбины, МПа (кгс/см2 в старых обозначениях). Под чертой
для турбин типов П, ПТ, Р и ПР указывается номинальное давление производственного
отбора или противодавление, МПа (кгс/см2) [3].
8. По параметрам свежего пара1 :
а)
турбины среднего давления, работающие на свежем паре с давлением 34,3 бар и температурой
435°С;
б)
турбины повышенного давления, работающие на свежем паре с давлением 88 бар и
температурой 535°С;
в)
турбины высокого давления, работающие на свежем паре с давлением 127,5 бар и температурой
565°С, с промежуточным перегревом пара до температуры 565°С;
г)
турбины сверхкритических параметров, работающие на свежем паре с давлением 235,5
бар и температурой 560°С с промежуточным перегревом пара до температуры 565°С.
[1]
|
|
1 Свежий пар - пар перед стопорными клапанами турбины
или цилиндра высокого давления многоцилиндровой паровой турбины[3]
|
|
Заключение
Таким образом в реферате представлены основные
классификационные признаки современных паровых турбин. Учтен их широкий спектр
и техническое многообразие.
Список
литературы
1.
Шляхнин П.Н. Паровые и газовые
турбины. Учебник для техникумов. Изд. 2-е, перераб. и доп., М.,
"Энергия", 1974. - 224с.
3.
Паровые и газовые турбины атомных
электростанций: Учеб. пособие для вузов/ Б.М. Трояновский, Г.А. Филиппов, А.Е.
Булкин - М.: Энергоатомиздат, 1985 - 256с., ил.