Реферат по предмету "Физика"


Тепловой расчет турбины К-1200-240

Оглавление
1. Исходные данные
2. Предварительное построениетеплового процесса турбины в h-S диаграмме
3. Расчет системы регенеративногоподогрева питательной воды
4. Расчет регулирующей ступени
5. Расчёт первой и последнейнерегулируемых ступеней

1. Исходныеданные
Турбина К-1200-240 сэлектрической мощностью />МВт.
Основные параметры:
Номинальная и максимальная мощность, />МВт
Давление пара: свежего и после промперегрева,
/> МПа
Температура пара: свежего и после промперегрева, /> 0С
Давление отработавшего пара,
/> кПа
Температура питательной воды,
/> С Число регенеративных отборов пара 1150/1380 23,5/3,5 540/540 3,5 274 9
 
Описание турбины К-1200-240
 
/>
Рис. 1
 
ТурбинаК-1200-240 является самой мощной турбиной, выпускаемой ЛМ3 (рис. 1), а с учетомвозможной перегрузки до 1380 МВт – самой мощной в мире. Мощность 1200 МВтобеспечивается при номинальных параметрах пара перед турбиной (23,5 МПа и540°С), в промежуточном пароперегревателе (540°С), конденсаторе 3,58 кПа(0,0365 кгс/см2) и при дополнительных отборах пара. Максимальная мощностьтурбины достигается при отключении ПВД.
Турбинаработает при частоте вращения 50 l/с.
Конструкцияпроточной части ЦВД аналогично ЦВД турбин К-300-240 и К-800-243 ЛМ3 выполненапротивоточной. Из сопловых коробок пар направляется в четыре ступени левогопотока, расположенные во внутреннем корпусе ЦВД, затем поворачивает на 180°,обтекает внутренний корпус и проходит четыре ступени правого потока. Далеечетырьмя паропроводами пар из ЦВД с пара метрами 3,9 МПа и 295°С идет впромежуточный пароперегреватель, откуда возвращается по четырем паропроводам кдвум блокам стопорных клапанов, расположенным по сторонам ЦСД. Параметры парапосле промежуточного перегрева 3,5 МПа и 540°С. Пройдя стопорные клапаны, парпо четырем паропроводам направляется к четырем регулирующим клапанам ЦСД,установленным непосредственно на корпусе ЦСД.
ЦСД — двухпоточный, с двойным корпусом, с восемью ступенями в каждом потоке.
Извыходных патрубков ЦСД пар отводится в две ресиверные трубы (в турбинеК-800-240-3 их было четыре) максимальным диаметром 2 м, расположенные на уровнепола машинного зала. Из ресиверных труб пар поступает в каждый из трех корпусовЦНД по четырем патрубкам (по одному патрубку в верхней и нижней половине ЦНД сдвух сторон). Каждый поток ЦНД состоит из пяти ступеней. Длина рабочей лопаткипоследней ступени равна 1200 мм при среднем диаметре 3 м, что обеспечиваетсуммарную кольцевую площадь выхода пара 67,8 м2. Лопатка выполнена изтитанового сплава ТС-5.

2. Предварительноепостроение теплового процесса турбины в h-Sдиаграмме
Принимаю потерю давленияв стопорном и регулирующем клапанах 5% от Ро, определяем давлениеперед соплами регулирующей ступени:
/> МПа,
чему отвечает температура/> иэнтальпия ho=3312 кДж/кг.
Потеря давления ввыхлопном патрубке: />кПа, где Р2-давление запоследней ступенью турбины, />-опытный коэффициент, Сп-скоростьпара в выхлопном патрубке.
Давление за последнейступенью турбины: Р2=0,2016 +3,5=3,7016 кПа
Из диаграммы />=3544 кДж/кг
Потери давления в газовомпромперегревателе между турбиной и перегревателем оцениваются 0,09-0,11 от Рппи />МПа
Параметры пара в концеизоэнтропийного расширения: h2t=2184 кДж/кг.
Первый изоэнтропийныйперепад: />кДж/кг
Второй: /> кДж/кг
Изоэнтропийный перепадэнтальпий на турбину равен:
/>кДж/кг
Действительные перепадыэнтальпий:
/>-относительный внутренний КПДпринимаю равным 0,8
/> кДж/кг
/> кДж/кг
/> кДж/кг
/> кДж/кг
/> кДж/кг
Расход паратурбоустановкой:
/> кг/с, где kp-коэффициент регенерации, /> - механическиеКПД турбины и электрогенератора (рис. 2).
/>
Рис. 2 — Процессрасширения пара в турбине

3. Расчетсистемы регенеративного подогрева питательной воды
Температура питательнойводы />
По давлению вконденсаторе />кПа температура равна />
По давлению в деаэраторе />МПа температураравна />
Подогрев питательной водыв одном ПВД:
/>
Принимаю нагрев вдеаэраторе /> итемпература питательной воды на входе в деаэратор />
Подогрев воды в одномПНД:
/>
турбинатепловой процесс пар
Таблица 1 — Параметрыводы и пара для расчета системы регенеративного подогрева питательной воды№ п/п Наименование величины Единица измерения ПВД1 ПВД2 ПВД3 Деаэратор ПНД4 ПНД5 ПНД6 ПНД7 1 Температура питательной воды на входе в подогреватель
оС 241 208 175 165 137,4 109,7 82 54,3 2 Температура питательной воды на выходе из подогревателя
оС 274 241 208 175 165 137,4 109,7 82 3 Энтальпия питательной воды на входе в подогреватель кДж/кг 1042,3 888,6 741,15 697,3 578,05 460,09 343,34 227,31 4 Энтальпия питательной воды на выходе из подогревателя кДж/кг 1205,6 1042,3 888,6 741,15 697,3 578,05 460,09 343,34 5 Температура конденсата греющего пара
оС 279 245 213 175 170 142,4 114,7 87 6 Энтальпия конденсата греющего пара отбора кДж/кг 1231,4 1061,5 911,43 741,2 719,2 599,5 481,28 364,3 7 Давление отбираемого пара МПа 6,3202 3,65 2,02 0,9 0,79 0,382 0,169 0,0625 8 Энтальпия отбираемого пара кДж/кг 3040 2936 3436 3268 3240 3104 2964 2808
 
/>
Рис. 3
 
Расчет подогревателей(рис. 3):
ПВД 1
Уравнение тепловогобаланса:
/>

Потери теплоты отизлучения 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 врегенеративные подогреватели в кг/с
/>/>
/>/>/>/>/>/>/>
Внутренние мощностиотсеков турбины в кВт:
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>

Суммарная мощностьтурбины в кВт:
/>
Относительная ошибка: />
/>
Рис. 12 — Процессрасширения пара в одновенечной регулирующей ступени
4. Расчетрегулирующей ступени
 
Определение кинематических параметров потока и относительного лопаточногоКПД
Регулирующая ступень,согласно прототипу, одновенечная.
Окружная скорость насреднем диаметре ступени
U=πdсрn

Принимаю средний диаметрступени dср=1м
U=3,14·1·50=157 м/с
Для выбора оптимальногосоотношения U/Cф зададимся рядом значений
U/Cф =0,425; 0,45; 0,475; 0,495
Принимаю степеньреактивности />=0,03
Коэффициент скоростисоплового аппарата />=0,95
Произведем расчет длясоотношения U/Cф=0,4
Данные всего расчётасводятся в таблицу 2.
Условная скорость равна
/>
Изоэнтропический перепад энтальпий, соответствующийусловной скорости />
/>
Изоэнтропийный перепад энтальпий, срабатываемый нарабочих лопатках
/>
Изоэнтропийный перепад энтальпий, срабатываемый всоплах
/>
Теоретическая скорость пара на выходе из сопел
/>
Действительная скорость пара на выходе из сопел
/>
Принимаю угол выхода потока из сопловых лопаток />, тогда относительнаяскорость пара на входе в рабочие лопатки />и её направления – угол /> определяем извходного треугольника скоростей: />;/>
Теоретическая относительная скорость пара на выходеиз рабочих лопаток
/>
По скорости /> и степени реактивности />, определяемкоэффициент скорости рабочих лопаток />
Действительная относительная скорость потока навыходе из рабочих лопаток
/>
Угол выхода потока пара из рабочих лопаток/>принимаем />
Из выходного треугольника скоростей определимабсолютную скорость пара на выходе из рабочей решетки и её направление />;/>
Потери энергии в сопловом аппарате и рабочихлопатках
/>
Потери энергии с выходной скоростью
/>
Относительный лопаточный КПД /> с учётом потерь равен
/>
/>
/>
/>
Из />диаграммы определим объемы/>и/>

/>;/>
Определяем высоту сопловой лопатки
/>
Высота рабочей лопатки
/>
Определим мощность, теряемую на преодоление силтрения и вентиляцию
/>, где />; />; />; />; />; />
/>
Определим относительную величину потерь на трение ивентиляцию
/>
Относительный внутренний КПД
/>
Таблица 2 — Расчет регулирующей ступени

п/п Расчетные величины и формулы Размерность
U/C0 0,425 0,45 0,475 1
/> м/с 157 2
/> м/с 369,41 348,88  330,5 3
/> кДж/кг 68,23 60,85 54,62 4
/>(принимаем) – 0,03 5
/>=/> кДж/кг 66,18 59,02 52,98 6
/> кДж/кг 2,0469 1,8255 1,6386 7
/> м/с 363,81 343,57 325,5 8
/> (принимаем) – 0,95 9
/> м/с 345,62 326,4 309,23 10
/> (принимаем) град 18 11
/> (из треугольника скоростей) м/с 202,88 182,784 167,6 12
/> (из треугольника скоростей) град 31 33 35 13
/> град 28 30 32 14
/> м/с 212,07 192,51 177,11 15
/> (из графика) – 0,9223 0,927 0,9292 16
/> м/с 195,59 178,44 164,57 17
/> (из треугольника скоростей) м/с 92,62 88,78 87,82 18
/> (из треугольника скоростей) град 81 91 102 19
/> кДж/кг 6,452 5,752 5,164 20
/> кДж/кг 3,359 2,6096 2,142 21
/> кДж/кг 4,289 3,941 3,856 22
/> кДж/кг 14,1 12,3026 11,162 23
/> – 0,7933 0,7978 0,7956 24
/> м/с 328,704 310,42 294,095 25
/> м/с 14,48 -1,549 -18,258 26
/> м/с 343,184 308,871 275,837 27
/> – 0,7896 0,7968 0,7929 28
/> (из h-S диаграммы) МПа 18,2 18,8 19,2 29
/> (из h-S диаграммы)
оС 495,37 500,1 503,59 30
/> (по таблицам)
м3/кг 0,016404 0,015957 0,01568 31
/> (принимаем) – 1 32
/>/>  м 0,05172 0,05327 0,05528 33
/> (из h-S диаграммы) МПа 18 18,6 19,2 34
/> (из h-S диаграммы)
оС 496,23 500,72 504,07 35
/> (по таблицам)
м3/кг 0,016659 0,016188 0,01590 36
/>/>  м 0,06132 0,0614 0,0623 37
/>
кг/м3 60,494 62,22 63,306 38
/>/>; А=2;/> кВт 151,597 155,923 158,644 39
/> – 0,002259 0,00261 0,00295 40
/> – 0,79104 0,79519 0,79265 41
/> кВт 53065,92 47574,4 42567,2 42
/>, /> м/с 627,76 629,27 630,55 43
/> – 0,551 0,518 0,4904 44 Профиль сопловой лопатки (из таблиц) – С-90-18А 45
/>, /> м/с 629,14 630,43 631,6
/> – 0,311 0,283 0,261 Профиль рабочей лопатки (из таблиц) – Р-35-25А /> /> /> /> /> /> />
Построение треугольниковскоростей одновенечной регулирующей ступени изображено на рис.4. Зависимостьотносительного внутреннего КПД и U/CО изображена на рис.5. Из построенной зависимостиопределяем />,который равен 0,45. Для этого значения />рассчитали регулирующую ступень.
5. Расчётпервой и последней нерегулируемых ступеней.
 
Определим средний диаметрпоследней ступени:
/>
Расход пара вконденсатор,
/>,
где />1 — доляотбираемого пара на регенерацию
/>
Так как ЦНД двухпоточный, то />
Задаёмся потерей свыходной скоростью />, чтобы определить осевую составляющуювыходной скорости
/>
Определим уделный обьемпара /> 
/> ,
где при /> кПа, х = 0,9592, />= 0,0010037м3/кг,/>= 35,908 м3/кг
/> м3/кг

/>
/>м
Тогда высота лопаткипоследней ступени:
/>м
Определяем диаметр первойнерегулируемой ступени по формуле:
/>,
где />= 0,018254м/>/кг – удельный расходпара на выходе из сопловой решетки первой нерегулируемой ступени (задаемсяперепадом энтальпий на первой нерегулируемой ступени H1=40 кДж/кг)
/>
/>=12/>-выходной угол потока пара изсопловой решетки,
/>0,45-0,55; принимаем />=0,47 –оптимальное отношение скоростей,
/>м
Для ориентировочногоопределения последнего диаметра ступеней ЦВД и ЦСД воспользуемся формулами:
/>м
/>м
При этом ориентировочноможно считать что />
/>принимаем для этих ступеней равным:0,5.
По известным диаметрам /> а также попринятому оптимальному отношению скоростей определяем располагаемые перепадыэнтальпий в этих ступенях:
/>
/>
/>
/>
Для определения числанерегулируемых ступеней турбины, строим диаграмму зависимости/>, от длинны проточнойчасти. И из этого графика определяем среднее значение располагаемых перепадовэнтальпий на каждый цилиндр:/>
/>
/>
/>
По известным значениямэнтальпий определяем их перепад на цилиндр:
/>кДж/кг.
Число ступеней в цилиндре/>; Zцвд=7
/>
Число ступеней в цилиндре/>; Zцсд=8/>
/>

Число ступеней в цилиндре/>; Zцнд=5
Делим отрезок,соответствующий длине проточной части ЦНД, на 3 равные части, проводим ординатыи снимаем значения средних диаметров всех трех ступеней ЦНД:
/> />; /> ; />; />


Не сдавайте скачаную работу преподавателю!
Данный реферат Вы можете использовать для подготовки курсовых проектов.

Поделись с друзьями, за репост + 100 мильонов к студенческой карме :

Пишем реферат самостоятельно:
! Как писать рефераты
Практические рекомендации по написанию студенческих рефератов.
! План реферата Краткий список разделов, отражающий структура и порядок работы над будующим рефератом.
! Введение реферата Вводная часть работы, в которой отражается цель и обозначается список задач.
! Заключение реферата В заключении подводятся итоги, описывается была ли достигнута поставленная цель, каковы результаты.
! Оформление рефератов Методические рекомендации по грамотному оформлению работы по ГОСТ.

Читайте также:
Виды рефератов Какими бывают рефераты по своему назначению и структуре.

Сейчас смотрят :

Реферат Контрольная работа по Международному стандарту учета и финансовой отчетности
Реферат Terrorist Essay Research Paper The Good the
Реферат Медотические рекомендации по выполнению работ по программе «Winamp»
Реферат Книга воина света
Реферат Mental Retardation Essay Research Paper Mental retardation
Реферат Молекулярные механизмы секреции инсулина и его действия на клетки
Реферат НЭП причины, сущность, итоги
Реферат The Cattle Essay Research Paper The CattleThe
Реферат Трансакционные издержки и их влияние на функционирование рынка
Реферат Проблема кризисов детского развития (в раннем и дошкольном возрасте) в работах отечественных психологов
Реферат История развития налогового законодательства в России
Реферат История юриспруденции: генезис и развитие
Реферат Obituary On George Washington Essay Research Paper
Реферат Источники права в США в их историческом развитии
Реферат Источники муниципального права РФ