Расчет регулирующей ступени турбины
Федеральное
агентство по образованию Российской Федерации
Южно-Уральский
государственный университет
Кафедра
промышленной теплоэнергетики
Пояснительная
записка
к курсовой
работе
по дисциплине
Тепловые
двигатели и нагнетатели
Челябинск
2010г.
Аннотация
В данной работе рассматривается конденсационная турбина К-50-90 (ВК-50-3)
и ее принципиальная тепловая схема. Производится тепловой расчет одновенечной
регулирующей ступени турбины К-50-90(ВК-50-3), проведенный для заданных
основных характеристик. По найденным величинам из таблиц выбраны профили
сопловых и рабочих лопаток.
1. Краткое описание турбины К-50-90(ВК-50-3)
|
Характеристика
|
размерность
|
величина
|
|
Завод-изготовитель
|
-
|
ЛМЗ
|
|
Номинальная мощность
|
МВт
|
50
|
|
Давление свежего пара
|
бар
|
91,8
|
|
Температура свежего пара
|
оС
|
535
|
|
Давление отборов пара: ПВД8
1 отбор ПВД7 2 отбор ПВД6 3 отбор и Деаэратор ПНД5 4 отбор ПНД4 5 отбор ПНД3
6 отбор ПНД2 7 отбор ПНД1 8 отбор Конденсатор
|
Бар
|
ступ 6 9 11 15 17 19 20 21
|
32,13 18,43 12,06/6,12
4,51 2,219 0,808 0,412 0,1596 0,0357
|
|
Расход свежего пара
|
Кг/c
|
58,3
|
|
Формула проточной части:
ЧВД ЧСД ЧНД
|
-
|
1Р+21Д - -
|
|
Число цилиндров
|
-
|
1
|
|
Число выхлопов пара
|
-
|
1
|
|
Число конденсаторов
|
-
|
1
|
Изобразим полную тепловую схему турбины (рис.1)
2. Построение h-S диаграммы
всей турбины
Рис. 1 Принципиальная тепловая схема турбины
Построим
предварительную h-S диаграмму для регулирующей ступени:
Принимаем
теплоперепад ступени:
; степень
реактивности:
Рис.2 h-S диаграмма регулирующей ступени
ТЕПЛОВОЙ
РАСЧЕТ ОДНОВЕНЕЧНОЙ РЕГУЛИРУЮЩЕЙ СТУПЕНИ ТУРБИНЫ К-50-90(ВК-50-3)
Средний
диаметр ступени:
dрс=0,9÷1,1
(м),
Принимаю
dрс=1 (м).
Окружающая
скорость точки на среднем диаметре ротора:
Здесь:
d- средний диаметр регулирующей ступени, n-частота
вращения=50об/сек.
Теоретическая скорость пара за соплами:
м/с
Выходная
высота соплового канала:
,
Здесь:
e-степень порциальности, принимаем е=0,8; 
=0,97; 
Найдем
действительную скорость пара за соплами:
Скорость
звука в соплах и на рабочих лопатках
Безразмерная скорость- число Маха:
построение
треугольников скоростей:
Рис.
3 Треугольники скоростей ступени
Проверка
. Выбор профилей сопловых и рабочих лопаток
Сопловые
лопатки:
Выберем
профиль: С-55-15А с характеристиками:
|
профиль
|
    
|
|
|
|
|
|
С-55-15А
|
12…18
|
45…75
|
0,72…0,87
|
до 0,90
|
4,5
|
Рабочие лопатки:
профиль:
Р-23-14А с характеристиками:
профиль
По
графику выберем относительный шаг решеток 
Выбираем
для сопловых лопаток.
Определим
количество сопловых лопаток:
Выбираем
для рабочих лопаток.
Определим
количество рабочих лопаток:
5. КПД ступени
Определим тепловые потери в ступени:
Потери в сопловых каналах:
Потери
на рабочих лопатках:
Потери
выходной скорости:
Найдем
относительный лопаточный КПД:
Найдем
относительный внутренний КПД ступени:
Потери
на трение
Потери
на утечки через диафрагменные уплотнения
,
,
dy1 = 0,35÷0,6 м, δу1 =0,0006
м, 
= 0,042 м3/кг, zy1 = 10;
Надбандажные
потери
,
,
d=1, δ2 = 0,001
м, 
= 0,047м3/кг, zy2 = 2,
Относительный
внутренний КПД ступени:
. Мощность ступени
Заключение
В данной
курсовой работе приведен расчет регулирующей ступени турбины К-50-90(ВК-50-3),
проведенный для заданных основных характеристик: Dном = 210 т/ч, p0
= 91,8 бар, рк = 0,0357бар, температура свежего пара t0 =
535 ºС; построены: принципиальная тепловая
схема паротурбинной установки, ориентировочный процесс расширения пара в
турбине и регулирующей ступени, треугольники скоростей регулирующей ступени.
конденсационный турбина сопловая лопатка
1. Тепловой
расчет паровой турбины: учебное пособие для курсового проектирования / Н.Н.
Каргаполова. - Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2009. - 32 с.
.
Теплоэнергетика и теплотехника: Справочник /под ред. В.А. Григорьева и В.М.
Зорина.-2-е изд., перераб.-М.: Энергоатомиздат, 1989.-608с.: ил.-
(Теплоэнергетика и теплотехника; Кн. 3)
4. Щегляев
А.В. Паровые турбины. М., Энергия 1976, - 368с. Ил.
. Л.В.
Арсеньев, Ф.С. Бедчер, И.А. Богов, Е.Е. Левин, В.Г. Тырышкин, Е.А. Ходак.
Газотурбинные установки. - Л. Машиностроение. 1978. - 232с., ил.
5.
Теплоэнергетика и теплотехника: Справочник /под ред. А.В. Клименко и проф. В.М.
Зорина.-3-е изд., перераб.-М.: издательство МЭИ, 2003.-648с.: ил.-
(Теплоэнергетика и теплотехника; Кн. 3)