У вас вопросы?
У нас ответы:) SamZan.net

Расчет первой ступени паровой турбины ПТУ К-500-65 3000 Курсовой

Работа добавлена на сайт samzan.net: 2016-03-30

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Выберите тип работы:

Скидка 25% при заказе до 3.2.2025

Задание

на курсовой проект паровой турбины типа К-500-65/3000 слушателя ИПК МГОУ, специальность 1010 Локтионова С.А. шифр 08

Разработать проект паровой турбины ПОАТ ХТЗ К-500-65/3000 (ЦВД).

Исходные данные:

1. Номинальная мощность ЦВД,  МВт       48

2. Начальное давление пара,  МПа       6,8

3. Начальная влажность пара,  %       0,5

4. Противодавление за ЦВД, МПа       0,28

5. Парораспределение           по выбору

6. Частота вращения,  об/мин       3000

Графическая часть: вычертить продольный разрез ЦВД

Руководитель проекта Томаров Г.В.         
Краткое описание конструкции турбины К-500-65-3000-2

Конденсационная паровая турбина ПОАТ ХТЗ типа К-500-65-3000-2 без регулируемых отборов пара, с однократным двухступенчатым пароперегревом, устанавливается на одноконтурной АЭС с ректором типа РБМК-1000. Она предназначена для преобразования тепловой энергии водяного пара в механическую энергию вращения роторов турбогенераторов типа ТВВ-500-2У3.

Турбина работает с частотой вращения n=50c-1 и представляет собой одновальный пятицилиндровый агрегат активного типа, состоящий из одного ЦВД и 4-х ЦНД. ЦНД расположены симметрично по обе стороны ЦВД. ЦНД имеют 8 выхлопов в 4 конденсатора.

Пароводяная смесь из реактора поступает в барабан-сепараторы, в которых насыщенный пар отделяется от воды по паровым трубопроводам направляется к 2-м сдвоенным блокам стопорно-регулирующих клапанов (СРК).

После СРК пар поступает непосредственно в ЦВД, в среднюю его часть через два противоположно расположенных горизонтальных патрубка.

Корпус ЦВД выполнен 2-х поточным, двухстенной конструкции. В каждом потоке имеется 5 ступеней давления, две ступени каждого потока расположены во  внутреннем цилиндре, две ступени – в обойме и одна непосредственно во внешнем корпусе.

Проточная часть ЦВД снабжена развитой системой влагоудаления. Попадающая на рабочие лопатки влага отбрасывается центробежными силами в специальные ловушки, расположенные напротив срезанной части бандажа.

Турбина имеет четыре нерегулируемых отбора пара в ЦВД:

  •  1-й отбор за второй ступенью,
  •  2-й отбор за третьей ступенью,
  •  3-й отбор за четвертой ступенью,
  •  4-й отбор совмещен с выхлопным патрубком ЦВД.

Для исключения выхода радиоактивного пара из турбины, в ней предусмотрены концевые уплотнения, питающиеся «чистым» паром от специальной испарительной установки.


I. Процесс расширения пара в турбине в  h,s-диаграмме.

  1.  При построении процесса расширения в h,s-диаграмме принимаем потери давления в стопорных и регулирующщих клапанах равными 4 % от Р0:

P/P0 =0,04; P = P0 * 0,04 = 6,8 * 0,04 = 0,272 МПа;

P0 = P0 - P = 6,8 – 0,27 = 6,53 МПа

По h,s-диаграмме находим: h0 = 2725  кДж/кг;

0 = 0,032 м3/кг ;   hк = 2252   кДж/кг;  x0 = 0,995

  1.  Располагаемый теплоперепад в турбине:

H0 = h0 – hк = 2725 – 2252 =  472 кДж/кг;     

  1.   Задаемся значением внутреннего относительного КПД турбины: oi = 0,8.

Принимаем КПД генератора г = 0,985, КПД механический м = 0,99.

  1.  Расход пара на ЦВД:

Т.к. ЦВД выполнен двухпоточным, то расход пара на один поток G1 = 65,18  кг/с.

  1.  Из расчета тепловой схемы турбины – относительный расход пара в отборах ЦВД:

1 = 0,06; 2 = 0,02; 3 = 0,03;

  1.  Расход пара через последнюю ступень ЦВД:


II. Предварительный расчет 1-й ступени.

  1.  Задаемся величиной располагаемого теплоперепада на сопловой решетке hос=80 КДж/кг.

По h,s-диаграмме , удельный объем пара на выходе из сопловой решетки 1t = 0,045 м3/кг.

  1.  Определим диаметр 1-й ступени:

где 1= 0,96 – коэффициент расхода, принннят по [1];

= 5 (15)% - степень реактивнности, принят по [1];

1э = 11 - угол выхода пара из сопловой решетки:

е =1– степень парциальности:

Хф =0,5 – отношение скоростей, принимая согласно l1, где

l1 = 0,015 м –высота сопловой решетки , по [1].

 

  1.  Теплоперепад сопловой решетки:

  1.  Проверка


III. Предварительный расчет последней ступени.

  1.  При предварительном расчете ЦВД с противодавлением, где объемы пара возрастают незначительно, диаметр у корня лопаток (корневой диаметр dк) принимают постоянным. В этом случае высота рабочих лопаток 1-й и последней ступеней связаны приближенной зависимостью:

  , где:

l2= l1 + = 0,015 + 0,003 = 0,018м – высота рабочей лопатки 1-й ступени;

zt = 0,5 м3/кг – удельный объем пара за последней ступенью (по h,s-диаграмме).

2t 1t = 0,045 м3/кг

=0,178м

  1.  Диаметр последней ступени:

dz = (d1 – lz) + lz = (1,05-0,018)+0,178= 1,21 м.(1,46)

IV. Выбор числа ступеней ЦВД и распределение теплоперепадов между ними.

  1.  Строим кривую изменения диаметров вдоль проточной части ЦВД. По оси абсцисс откладываем произвольные равные отрезки. На пересечении с кривой изменения диаметров, получаем примерные диаметры промежуточных ступеней (см. рис. 1).

(d1 = 1,05 м; d2 = 1,09 м;  d3 = 1,13 м;  d4 = 1,17 м;  d5 = 1,21 м;)   

d1 = 1,3 м; d2 = 1,34 м;  d3 = 1,38 м;  d4 = 1,42 м;  d5 = 1,46 м;   

  1.   Располагаемые теплоперепады для каждой ступени:

hоz = 12,3 * (dz/Хф)2

hо1 =56,96 КДж/кг;(83,15) hо2 =59,12 КДж/кг;(88,34) hо3 =61,3 КДж/кг;(93,7)

hо4 =63,46 КДж/кг;(99,21) hо5 =65,63 КДж/кг.(104,87)

  1.  Средний теплоперепад ступени:

hоср =94,9 КДж/кг;(61,3)

4.Коэффициент возврата теплоты:

q = *(1-coi)*Н0*(z’-1)/z’, где

coi =0,97 – ожидаемое КПД ступени;

= 2,8*10-4 – коэффициент для турбин на насыщенном паре;

z’ = 5 – число ступеней (предварительно)

q = 2,8*10-4*(1-0,97)*472*(5-1)/5 = 3,17*10-3

5. Число ступеней ЦВД:

q = *(1-coi)*Н0*(z’-1)/z’, где

= 4,995

6. Уточнение теплоперепадов для каждой ступени:

Расхождение :

Распределим равномерно по всем ступеням и уточним теплоперепады каждой ступени:

h’оz = hоz + /z

№ ступени

1

2

3

4

5

dст, м

1,3

1,34

1,38

1,42

1,46

hоz , КДж/кг

83,15

88,34

93,7

99,21

104,87

h’оz ,КДж/кг

82,35

87,54

92,9

98,41

104,07


V. Детальный расчет первой ступени ЦВД.

  1.  Степень реакции по среднему диаметру:

ср1 =

  1.  Изоэнтропный теплоперепад в сопловой решетке:

hос = (1 - ) * h0 = (1-0,024) *93,05  = 90,82  КДж/кг.

  1.  Энтальпия пара за сопловой решеткой:

hc = h0 – hoc = 2725 – 90,82= 2634,18 КДж/кг.

  1.  По h,s-диаграмме определим параметры пара:

1t = 0,046 м3/кг,  Р1 = 4,3 МПа.

  1.  Теоретическая скорость пара на выходе из сопловой решетки:

  1.  Выходная площадь сопловой решетки:

1 = 0,97 – коэффициент расхода.

  1.  Высота сопловой решетки:          l1 =
  2.  Число Маха:

M1t =

к = 1,35 – показатель адиабаты пара.

  1.  По значениям M1t и 1э из атласа профилей выбираем профиль сопловой решетки:

С-90-09-А;   t = 0,78; b1 = 6,06 см

  1.  Число лопаток:

Z =

  1.  Коэффициент скорости сопловой решетки:

= 0,97 (рис. 2.29а [2]).

  1.  Построим входной треугольник скоростей (см. рис 2):

С1 = * С1t  =0,97*426,2=413,4 м/с

U = * d *n =3,14*1,3*50=204,1 м/с

  1.  По треугольнику скоростей определяем относительную скорость входа в рабочую решетку и угол направления этой скорости:

1 = 213 м/с;   1 = 22.

  1.  Потери энергии при обтекании сопловой решетки:

  1.  Изоэнтропный теплоперепад в рабочей решетке:

hор = * hо1 = 0,024 * 93,05 = 2,23 кДж/кг

  1.  Энтальпия пара в конце изо энтропного расширения:

hр = hс + hc - hор = 2634,18 + 5,4 – 2,23 = 2637,35 кДж/кг

  1.  Параметры пара за рабочей решеткой по h,s-диаграмме:

2t = 0,046 м3/кг,  Р2 = 4,3 МПа.

  1.  Теоретическая относительная скоорость выхода пара из рабочей решетки:

2t =

 

  1.  Площадь рабочей решетки:

  1.  Высота рабочей лопатки:

l2 = l1 + = 0,011 + 0,003 = 0,0113 м

  1.  Эффективный угол выхода пара из рабочей решетки:

;   2э = 18,1.


  1.  Число Маха:

M2t =

  1.  По значениям M2t и 2э из атласа профилей выбираем профиль рабочей лопатки:

Р-26-17-А;   t = 0,65; b1 = 2,576 см

  1.  Число лопаток:

Z2 =

  1.  Коэффициент скорости в рабочей решетке:

= 0,945 (рис. 2.29а [2]).

  1.  Построим выходной треугольник скоростей (см. рис 2).

По треугольнику скоростей определяем относительную скорость на выходе из рабочей решетки и угол направления этой скорости:

2 = * 2t = 0,945 * 223,2 = 210,9 м/с;

sin 2 = sin 2э * (2 / )  = sin18,1*(0,94/0,945)= 0,309,

2 18  

  1.  Из выходного треугольника скоростей находим абсолютную скорость выхода пара из ступени и выход ее направления:

С2 = 71 м/с,  2 = 94.

  1.  Потери при обтекании рабочей решетки:

  1.  Потери с выходной скоростью:

  1.  Располагаемая энергия ступени:

E0 = h – xв.с. * hв.с. = 93,05 – 2,52 = 90,53;

xв.с. =1 – с учетом полного использования С2.

  1.  Относительный лопаточный КПД:  

, и проверяем

Расхождение между КПД, подсчитанным по разным формулам, незначительно.

  1.  Относительные потери от утечек через диафрагменные уплотнения подсчитываются для последующих ступеней:

, где

Кy – поправочный коэффициент ступенчатого уплотнения;

Мy – коэффициент расхода уплотнения (рис. 3.34 [1]);

Zy – число гребней диафрагменного уплотнения;

1 – коэффициент расхода сопловой решетки;

F1 – выходная площадь сопловой решетки;

Fy = * dy * y – площадь проходного сечения;

dy – диаметр уплотнения;

y – радиальный зазор.

  1.  Относительные потери утечек через бандажные уплотнения:

y =  ,где

dn = d1 + l2 = 1,3 + 0,018 =1,318 - диаметр по периферии;

э – эквивалентный зазор,  э = ,где

а = 1 мм – осевой зазор лопаточного бандажа;

z = 1 мм – радиальный зазор;

zr = 2 – число гребней в надбандажном уплотнении.

 э =

y =

  1.  Абсолютные потери от утечек через уплотнения ступени:

hу =у * Е0=0,045*90,46= 4,034кДж/кг       

  1.  Относительные потери на трение:

тр =  ,где

Ктр = (0,450,8)*10-3 – зависит от режима течения.

тр =

  1.  Абсолютные потери на трение:

hтр =тр * Е0= 0,0108*90,46 = 0,98 кДж/кг       

  1.  Относительные потери от влажности:

вл =  , где

 y0 = 0,5 % - степень влажности перед ступенью;

 y2 = 7,5 % - степень влажности после ступени;

вл =2*0,5[0,9*0,005+0,35((0,075-0,005)]=0,029

  1.  Абсолютные потери от влажности:

hвл =вл * Е0= 0,029 *90,46= 2,623 кДж/кг

  1.  Используемый теплоперепад ступени:

hi = E0 - hc - hp - hв.с. - hy - hтр - hвл =

= 90,46 – 5,4 – 2,66 – 2,52 – 4,034 – 0,98 – 2,623 = 72,24 кДж/кг

  1.  Внутренний относительный КПД ступени:

oi = hi / E0 = 72,24 / 90,46 = 0,8   

  1.  Внутренняя мощность ступени:

Ni = Gi * hi = 65,18 * 72,24 = 4708,6 КВт.   




Список используемой литературы:

  1.  «Тепловой расчет паровой турбины» Методические указания по курсовому проектированию. М.:МГОУ, 1994г.

  1.  Яблоков Л.Д., Логинов И.Г. «Паровые и газовые турбоустановки», 1988г.

  1.  Щегляев А.В. «Паровые турбины», 1976 г.

  1.  Теплофизические свойства воды и водяного пара п/р Ривкина, Александрова, 1980г.




1. Скрытые радужные полосы2Микроперфорация3Ныряющая металлизированная нить4Цветоперелетная краска5Защитны
2. культура нація національна культура
3. владелец автомобиля данной марки то этот сотовый телефон Вы просто обязаны купить Телефон HUMMER очень редкий
4. драма під музику опера до початку XIX в
5.  В общественном сознании содержатся устойчивые представления связанные с некоторой системой норм и принцип
6. Коммерческий банк и система денежных расчетов
7. вместилище очага в пространственном отношении 5 наличие факторов внешней среды благоприятствующих сущес
8. Цели и задачи Соревнования проводятся с целью- популяризации и развития бадминтона в городе Ульяновске
9. Антропогенные источники загрязнения поступают в атмосферу с выбросами промышленных предпр
10. Машиностроение России и его отраслевая структура

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе