151936 (Тепловой расчет турбины К-1200-240)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

1. Исходные данные

2. Предварительное построение теплового процесса турбины в h-S диаграмме

3. Расчет системы регенеративного подогрева питательной воды

4. Расчет регулирующей ступени

5. Расчёт первой и последней нерегулируемых ступеней

2. Исходные данные

Турбина К-1200-240 с электрической мощностью МВт.

Основные параметры:

Описание турбины К-1200-240

Рис. 1

Турбина К-1200-240 является самой мощной турбиной, выпускаемой ЛМ3 (рис. 1), а с учетом возможной перегрузки до 1380 МВт – самой мощной в мире. Мощность 1200 МВт обеспечивается при номинальных параметрах пара перед турбиной (23,5 МПа и 540°С), в промежуточном пароперегревателе (540°С), конденсаторе 3,58 кПа (0,0365 кгс/см2) и при дополнительных отборах пара. Максимальная мощность турбины достигается при отключении ПВД.

Турбина работает при частоте вращения 50 l/с.

Конструкция проточной части ЦВД аналогично ЦВД турбин К-300-240 и К-800-243 ЛМ3 выполнена противоточной. Из сопловых коробок пар направляется в четыре ступени левого потока, расположенные во внутреннем корпусе ЦВД, затем поворачивает на 180°, обтекает внутренний корпус и проходит четыре ступени правого потока. Далее четырьмя паропроводами пар из ЦВД с пара метрами 3,9 МПа и 295°С идет в промежуточный пароперегреватель, откуда возвращается по четырем паропроводам к двум блокам стопорных клапанов, расположенным по сторонам ЦСД. Параметры пара после промежуточного перегрева 3,5 МПа и 540°С. Пройдя стопорные клапаны, пар по четырем паропроводам направляется к четырем регулирующим клапанам ЦСД, установленным непосредственно на корпусе ЦСД.

ЦСД - двухпоточный, с двойным корпусом, с восемью ступенями в каждом потоке.

Из выходных патрубков ЦСД пар отводится в две ресиверные трубы (в турбине К-800-240-3 их было четыре) максимальным диаметром 2 м, расположенные на уровне пола машинного зала. Из ресиверных труб пар поступает в каждый из трех корпусов ЦНД по четырем патрубкам (по одному патрубку в верхней и нижней половине ЦНД с двух сторон). Каждый поток ЦНД состоит из пяти ступеней. Длина рабочей лопатки последней ступени равна 1200 мм при среднем диаметре 3 м, что обеспечивает суммарную кольцевую площадь выхода пара 67,8 м2. Лопатка выполнена из титанового сплава ТС-5.

2. Предварительное построение теплового процесса турбины в h-S диаграмме

Принимаю потерю давления в стопорном и регулирующем клапанах 5% от Р_о, определяем давление перед соплами регулирующей ступени:

МПа,

чему отвечает температура и энтальпия h_o=3312 кДж/кг.

Потеря давления в выхлопном патрубке: кПа, где Р₂-давление за последней ступенью турбины, -опытный коэффициент , С_п-скорость пара в выхлопном патрубке.

Давление за последней ступенью турбины: Р₂=0,2016 +3,5=3,7016 кПа

Из диаграммы =3544 кДж/кг

Потери давления в газовом промперегревателе между турбиной и перегревателем оцениваются 0,09-0,11 от Р_пп и МПа

Параметры пара в конце изоэнтропийного расширения: h_2t=2184 кДж/кг.

Первый изоэнтропийный перепад: кДж/кг

Второй: кДж/кг

Изоэнтропийный перепад энтальпий на турбину равен:

кДж/кг

Действительные перепады энтальпий:

-относительный внутренний КПД принимаю равным 0,8

кДж/кг

кДж/кг

кДж/кг

кДж/кг

кДж/кг

Расход пара турбоустановкой:

кг/с, где k_p-коэффициент регенерации, - механические КПД турбины и электрогенератора (рис. 2).

Рис. 2 - Процесс расширения пара в турбине

2. Расчет системы регенеративного подогрева питательной воды

Температура питательной воды

По давлению в конденсаторе кПа температура равна

По давлению в деаэраторе МПа температура равна

Подогрев питательной воды в одном ПВД:

Принимаю нагрев в деаэраторе и температура питательной воды на входе в деаэратор

Подогрев воды в одном ПНД:

турбина тепловой процесс пар

Таблица 1 - Параметры воды и пара для расчета системы регенеративного подогрева питательной воды

Рис. 3

Расчет подогревателей (рис. 3):

ПВД 1

Уравнение теплового баланса:

Потери теплоты от излучения нет.

ПВД 2

Рис. 4

ПВД3

Рис. 5

Деаэратор

Рис. 6

ПНД 4

Рис. 7

Рис. 8

ПНД 5

ПНД 6

Рис. 9

ПНД 7

Рис. 10

ПНД 8

Рис. 11

Расходы пара в регенеративные подогреватели в кг/с

Внутренние мощности отсеков турбины в кВт:

Суммарная мощность турбины в кВт:

Относительная ошибка:

Рис. 12 - Процесс расширения пара в одновенечной регулирующей ступени

1. Расчет регулирующей ступени

Определение кинематических параметров потока и относительного лопаточного КПД

Регулирующая ступень, согласно прототипу, одновенечная.

Окружная скорость на среднем диаметре ступени

U=πd_срn

Принимаю средний диаметр ступени d_ср=1м

U=3,14·1·50=157 м/с

Для выбора оптимального соотношения U/C_ф зададимся рядом значений

U/C_ф =0,425; 0,45; 0,475; 0,495

Принимаю степень реактивности =0,03

Коэффициент скорости соплового аппарата =0,95

Произведем расчет для соотношения U/C_ф=0,4

Данные всего расчёта сводятся в таблицу 2.

Условная скорость равна