Автор работы: Пользователь скрыл имя, 03 Мая 2013 в 16:15, курсовая работа
Диафрагмы паровых турбин испытывают действие разности давлений по обе стороны , создающее напряжение и вызывающей их прогиб. Оценка надежности сварной диафрагмы выполняется расчетом её прогиба и максимального напряжения от разности давлений по упрощенной методике. Рассчитывается сварная диафрагма первой нерегулируемой ступени. Конфигурация диафрагмы, внутренний диаметр d и толщина δ принимаются по прототипу. Внешний диаметр D определяется с учетом среднего диаметра ступени и высоты сопловых лопаток.
Исходные данные к расчету 3
Предварительный расчет 4
2.1 Определение экономической мощности и оценка расхода пара 4
2.2 Выбор типа регулирующей ступени и ее теплоперепада 5
2.3 Построение процесса расширения и уточнение расхода пара 6
2.4 Определение предельной мощности и числа выхлопов 10
2.5 Определение числа нерегулируемых ступеней. 11
Детальный расчет 30
Расчет двухвенечной регулирующей ступени 30
Расчет первой нерегулируемой ступени 44
Расчет последних трёх нерегулируемых ступеней 53
Расчет закрутки последней ступени 60
Расчеты на прочность 63
Расчет осевого усилия на ротор 63
Расчет рабочей лопатки последней ступени 65
Расчет диафрагмы первой нерегулируемой ступени 67
Список использованных источников 69
где - коэффициент расхода сопловой решетки, предварительно принимается = 0,97 (с последующим уточнением).
3.1.8 В регулирующих ступенях применяется парциальный подвод пара. Поэтому вначале определяется произведение, м:
(3.7)
3.1.8 Оптимальная степень порциальности:
(3.8)
3.1.9 Высота
сопловых лопаток,
(3.9)
По прототипу выбирается хорда сопловых лопаток мм, и определяется отношение выбранной хорды к высоте сопловых лопаток .
По отношению уточняется коэффициент расхода сопловой решетки,
После уточнения коэффициента расчет повторяется от пункта 3.1.7.
Коэффициент скорости сопловой решетки
3.1.10 Действительная абсолютная скорость выхода из сопел,м/с:
(3.10)
Если число Маха < 1, отклонения в косом срезе не происходит.
3.1.11 Шаг сопловых лопаток:
(3.13)
3.1.12 Число сопловых лопаток:
(3.14)
Z1 = 21
После округления Z1 до ближайшего целого значения шаг уточняется.
(3.15)
3.1.13 Потеря энергии в сопловой решетке, кДж/кг:
(3.16)
Значение откладывается от точки А1t вверх по изобаре Р1. Точка А1 характеризует состояние пара перед рабочей решеткой первого венца.
3.1.14 Окружная скорость на среднем диаметре, м/с:
(3.17)
3.1.15 Относительная
скорость пара на входе в
рабочую решетку первого венца,
(3.18)
3.1.16 Угол
входа в рабочую решетку
(3.19)
3.1.17 Теоретическая относительная скорость выхода из рабочей решетки первого венца, м/с:
(3.20)
3.1.18 Скорость звука и число Маха рабочей решетки первого венца:
(3.21)
где - объем пара за рабочей решеткой первого венца.
3.1.19 Высота
рабочих лопаток первого венца,
(3.22)
где ∆ = 0,003 - суммарная перекрыша, табл.
3.1.20 По прототипу выбирается хорда рабочих лопаток и относительный шаг . (3.23)
3.1.21 Коэффициент
расхода рабочей решетки
.
3.1.22 Выходная
площадь рабочей решетки
(3.24)
3.1.23 Угол выхода относительной скорости из рабочей решетки первого венца, град:
(3.25)
По значениям числа , углов и выбирается профиль рабочей решетки
P 23-14 A, t = 0,7
Коэффициент скорости рабочей решетки = 0,957 – 0,011b2/l2 = 0,941;
3.1.24 Действительная скорость выхода из рабочей решетки первого венца, м/с:
(3.26)
3.1.25 Абсолютная скорость выхода из рабочей решетки первого венца, м/с:
(3.27)
3.1.26 Угол выхода из рабочей решетки первого венца в абсолютном движении (угол входа в поворотную решетку ), град:
(3.28)
3.1.27 Шаг рабочей решетки первого венца, мм:
(3.29)
0,7=0,0245
3.1.28 Число
рабочих лопаток первого венца.
(3.30)
После округления до ближайшего целого значения шаг уточняется.
(3.31)
3.1.29 Потеря энергии в рабочей решетке первого венца, кДж/кг:
(3.32)
3.1.30 Теоретическая абсолютная скорость выхода из поворотной решетки, м/с:
(3.33)
3.1.31 Скорость
звука в потоке пара за
(3.34)
где = 1,3
3.1.32 Число Маха поворотной решетки:
(3.35)
3.1.33 Выходная
площадь поворотной решетки
(3.36)
где - коэффициент расхода поворотной решетки, предварительно принимается = 0,92
3.1.34 Высота поворотных лопаток, м:
(3.37)
3.1.35 Угол выхода из поворотной решетки:
(3.38)
По значениям числа , углов и профиль решетки Р 30-21А
относительный шаг . По прототипу хорда мм.
По отношению уточняется коэффициент расхода поворотной решетки,
.
После уточнения коэффициента:
м2. 22,920
Коэффициент скорости поворотной решетки =0,957-0,011·0,558=0,951
3.1.36 Действительная абсолютная скорость выхода из поворотной решетки, м/с:
(3.39)
3.1.37 Шаг поворотных лопаток, мм:
(3.40)
3.1.38 Число поворотных лопаток:
(3.41)
После округления до ближайшего целого значения шаг уточняется.
(3.42)
3.1.39 Потеря энергии в поворотной решетке, кДж/кг:
(3.43)
Значение откладывается от точки А1t вверх по изобаре Р1 Точка А1 характеризует состояние пара перед рабочей решеткой второго венца.
3.1.40 Относительная
скорость пара на входе в
рабочую решетку второго венца,
(3.44)
3.1.41 Угол
входа в рабочую решетку
(3.45)
3.1.42 Теоретическая относительная скорость выхода из рабочей решетки второго венца, м/с:
(3.46)
3.1.43 Скорость звука и число Маха рабочей решетки второго венца:
(3.47)
(3.48)
где - объем пара за рабочей решеткой второго венца, рис.7.
3.1.44 Высота
рабочих лопаток второго венца,
(3.49)
где ∆ = ∆1 +∆2 - суммарная перекрыша, табл.2.
По прототипу хорда мм.
Коэффициент
расхода рабочей решетки
3.1.45 Выходная
площадь рабочей решетки
(3.50)
3.1.46 Угол выхода из рабочей решетки второго венца, град:
(3.51)
По значениям числа , углов и выбирается профиль рабочей решетки второго венца Р 60-33А, а по выбранному профилю – относительный шаг 0,5
Коэффициент скорости рабочей решетки:
.
3.1.47 Действительная относительная скорость выхода из рабочей решетки первого венца, м/с:
(3.52)
3.1.48 Абсолютная скорость выхода из рабочей решетки второго венца (из ступени), м/с:
(3.53)
3.1.49 Угол выхода из ступени, град:
(3.54)
3.1.50 Шаг рабочей решетки второго венца, мм:
(3.55)
3.1.51 Число рабочих лопаток второго венца:
(3.56)
После округления до ближайшего целого значения шаг уточняется.
(3.57)
3.1.52 Потеря энергии в рабочей решетке второго венца, кДж/кг:
(3.58)
3.1.53 Потеря с выходной скоростью, кДж/кг:
(3.59)
Значения и откладываются вверх по изобаре .
3.1.54.Относительный лопаточный КПД ступени:
(3.60)
3.1.55 Коэффициент
потерь от трения боковых
(3.61)
где
3.1.56 Потери от трения, кДж/кг:
(3.62)
3.1.57 Коэффициент
потерь от парциального
(3.63)
где для активных профилей лопаток регулирующих ступеней
3.1.58 Потери
от парциального подвода, кДж/
(3.64)
3.1.59 В регулирующей ступени диафрагма отсутствует, поэтому потеря от протечек через диафрагменное уплотнение не учитывается.
3.1.60 Коэффициент
потерь от протечек через
(3.65)
где - периферийный диаметр ступени; - радиальный и осевой зазоры; ; z – число гребней бандажного уплотнения (обычно z = 2).
3.1.61 Потеря от протечек, кДж/кг:
(3.66)
3.1.62 Использованный теплоперепад ступени, кДж/кг:
(3.67)
3.1.63 Внутренний относительный КПД:
(3.68)
3.1.64 Внутренняя мощность ступени, кВт:
(3.69)
Рисунок 8. Треугольники скоростей двухвенечной регулирующей ступени
3.2 Расчет первой нерегулируемой ступени.
По статическим параметрам перед ступенью и кинетической энергии на входе на H - S диаграмме определяются параметры торможения перед ступенью
3.2.1 Располагаемый
теплоперепад ступени от
(3.70)
Здесь h0 - располагаемый теплоперепад от статических параметров ; С0 - абсолютная скорость на входе в ступень (выхода из предыдущей ступени), м/с; - коэффициент использования этой скорости в данной ступени. Для промежуточных ступеней = 0,8 – 1,0, для регулирующей и первой нерегулируемой ступени турбины = 0.
3.2.2 Окружная скорость на среднем диаметре, м/с:
(3.71)
3.2.3 Располагаемые теплоперепады в сопловой и рабочей решетках, кДж/кг:
(3.72)
3.2.4 По диаграмме определяются параметры пара за решетками Р1, Р2,V1t, V2t, бар и м/кг:
Р1 = 14,579 Р2 = 14,319 V1t = 0,1861 V2t =0,1887
3.2.5 Теоретическая абсолютная скорость выхода из сопловой решетки, м/с:
(3.73)
3.2.6 Скорость
звука в потоке пара за
(3.74)
где k- показатель изоэнтропы; для перегретого пара k =1,3, для влажного пара k = 1,035+0,1Х; Х- степень сухости.
3.2.7 Число Маха сопловой решетки:
(3.75)
Рисунок 9. Процесс расширения одновенечной ступени
3.2.8 По значениям числа M1t, углов α0 =900 и α1эф =12 выбирается профиль сопловой решетки С 90-12А, для выбранного профиля – относительный шаг =0,75.
3.2.9 Выходная
площадь сопловой решетки
при M1t<1 (3.76)
где - коэффициент расхода сопловой решетки, предварительно принимается = 0,97
3.2.10 Для этих ступеней вначале определяется произведение, м:
(3.77)
3.2.11 Оптимальная степень парциальности:
(3.78)
3.2.12 Высота
сопловых лопаток,
(3.79)
По прототипу или по рекомендациям выбирается хорда мм.
Определяется отношение , по которому уточняется коэффициент расхода сопловой решетки,
μ1=0,982-0,005·2,62= 0,969
После уточнения коэффициента расхода μ1 расчет повторяется от пункта 9.
м2 , м, .
Коэффициент скорости сопловой решетки φ = 0,980-0,009·2,62 = 0,956
3.2.13 Действительная абсолютная скорость выхода из сопел, м/с:
(3.80)
Если M1t < 1, то отклонения в косом срезе не происходит и =12
3.2.14 Шаг сопловых лопаток, мм:
(3.81)
3.2.15 Число сопловых лопаток:
(3.82)
После округления Z1 до ближайшего целого значения шаг t1 уточняется.
(3.83)
3.2.16 Относительная скорость пара на входе в рабочую решетку, м/с:
(3.84)
3.2.17 Угол входа в рабочую решетку, град:
(3.85)
3.2.18 Потеря энергии в сопловой решетке, кДж/кг:
(3.86)
Значение ∆hc откладывается от точки А1t вверх по изобаре P1. Точка А1 характеризует состояние пара перед рабочей решеткой.
3.2.19 Теоретическая относительная скорость выхода из рабочей решетки, м/с:
(3.87)
3.2.20 Скорость звука и число Маха рабочей решетки:
(3.88)
где V2t - объем пара за рабочей решеткой.
3.2.21 Высота рабочих лопаток, м:
(3.89)
где ∆ = ∆1 +∆2 = 0,003 суммарная перекрыша,
По прототипу мм
Коэффициент расхода рабочей решетки μ2 = 0,965-0,015·0,02/0,022 = 0,942
3.2.22 Выходная площадь рабочей решетки, м2:
(3.90)
3.2.23 Угол выхода из рабочей решетки, град:
(3.91)
По значению числа М2t, β2эф выбирается профиль рабочей решетки Р 21-18Р, .
Информация о работе Турбины ТЭС и АЭС расчет турбины К-12-35