Меню сайта

загрузка...

Предыдущая     |         Содержание     |    следующая

Паровые турбины. Часть 2

Пути увеличения предельной мощности энергетической однопоточной турбины

возрастает в 4 раза. Целесообразность такого изменения частоты вращения рассматривается подробно в § 6.5, Кратко укажем, что в насто ящее время турбины ТЭС высоких начальных параметров пара не выполняются тихоходными. Переход на пониженную частоту вращения для таких турбин рассматривается как один из вариантов для перспективных агрегатов мощностью 1600 - 2000 МВт и соответственно повышенных начальных параметров пара и температуры промперегрева.

Турбины насыщенного и слабоперегретого пара для АЭС в настоящее время часто выполняются тихоходными, начиная с мощности 500- 1000 МВт.

2. Ухудшение экономичности собственно турбины за счет повышения потери с выходной скоростью последней ступени

в 1,5 раза повышает мощность

  в 1,22 раза, снижая КПД турбины высоких параметров

, а турбин насыщенного пара — на

кДж/кг средняя

скорость сч превышает скорость звука и расширение пара происходит частично за пределами рабочей решетки последней ступени, не создавая полезной мощности (см. § 2.6 и 7.4).

  при тех

  определяется для данной

  или, как, например, для титановых сплавов, повышается удельная прочность материала

  в связи с уменьшением плотности материала до

  при максимальной мощности

.

).

увеличением наклона меридионального обвода (увеличивается средний диаметр ступени и, следовательно, её теплоперепад; из-за этого возрастает разница в удельных объемах пара за последней и предпоследней ступенями и вызванная этим разница в высотах лопаток этих ступеней); увеличением скорости пара в последней ступени.

Кроме растягивающих напряжений возрастают изгибающие усилия, так как растут мощность ступени и длина лопатки, усложняются условия обеспечения вибрационное надежности. При работе последней ступени влажным паром, чтр характерно для всех конденсационных турбин, возникают трудности обеспечения эрозионной надежности. Следует отметить, что с увеличением высоты и веерности последней лопатки возрастает вероятность появления отрывных течений в ступени при частичных нагрузках и вызванный этим рост динамических напряжений.

  составляют 1080 мм из стали и 1200 мм из титанового сплава.

В табл. 6.2 представлены основные характеристики наиболее длинных последних лопаток.

5. Ограничение размеров последней ступени, связанное с прочностью лопаток, с необходимостью уменьшения окружной скорости на периферии лопаток по условиям эрозионной надежности (см. § 5.2), а также с ухудшением экономичности ступени в связи с очень большой веерностью привело к некоторым своеобразным конструктивным решениям. Одним из них является применение двухъярусной предпоследней ступени—так называемой ступени Баумана.

Ступень Баумана представляет собой предпоследнюю ступень турбины, имеющую перегородки, разделяющие как сопловую, так и рабочую решетку на два яруса — нижний и верхний. Давление пара перед обоими ярусами одинаково. Поток пара, проходяшего через нижний ярус, направляется в последнюю ступень, которая от обычных ступеней отличается только крутым наклоном периферийного обвода диафрагмы

  Поток

(рис. 6.2).

В связи с тем что расход пара через верхний ярус примерно равен половине расхода через последнюю ступень, такая схема отсека часто называется полуторной. Преимущество ступени Баумана - при тех же размерах последней ступени можно или существенно увеличить расход пара через часть низкого давления турбины и тем самым примерно в 1,5 раза повысить мощность турбины (при том же числе ЦНД), или при тех же расходах пара уменьшить потери с выходной скоростью (примерно в 2 раза), так как потери подсчитываются по суммарной осевой площади последней ступени и верхнего яруса:

Сравнение обычной схемы и полуторного выхода можно проводить при одном и том же расходе пара в конденсатор

, большую опасность эрозии. С точки зрения экономичности полуторный выход при таком сравнении имеет ряд преимуществ: веерность решеток меньше; из-за благоприятной конфигурации диффузорного

, снижаются потери от влажности в связи

с эвакуацией значительной части крупнодисперсной влаги в верхний ярус, влажность перед которым меньше, чем перед последней ступенью, а перепад больше.

Опыты, проведенные на турбинах ЛМЗ с" полуторным выходом, показали существенно меньшее влияние влажности, чем в турбинах с обычной проточной частью. В то же время в двухъярусной предпоследней ступени удваиваются концевые потери в решетках, появляется протечка между ярусами. Имеются дополнительные по сравнению с обычными ступенями трудности аэродинамического профилирования решеток верхнего яруса из-за больших скоростей потока в нем. Кроме того, двухъярусные лопатки требуют более сложной технологии изготовления и для них характерна большая трудность вибрационной отстройки

из-за меньшей точности теоретического расчета вибрационных характеристик.

и более) возникают сложности проектирования двухъярусной предпоследней ступени. Тенлоперепад последней ступени становится очень большим, мало отличающимся от теплоперепада верхнего яруса, и, следовательно, на нижний ярус остается неоптимально малый теплоперепад. Кроме того, в ступени, предшествующей двухъярусной, для получения приемлемого наклона периферийного меридионального обвода ступени Баумана приходится для сопловой решетки применять очень малые углы выхода. Эти трудности привели, с одной стороны, к тому, что в современных очень крупных турбинах ступени Баумана не нашли применения, с другой - к появлению ряда новых модификаций двух- и даже многоярусных ступеней, пока еще не воплощенных в реальные конструкции.

  турбины высоких параметров

=800 МВт при шести потоках пара. В быстроходных турбинах насыщенного пара при глубоком вакууме для мощности 500 МВт требуется шесть и даже восемь потоков пара.

  (см.

табл. 6.2) при сверхкритических параметрах пара и мощности

при лопатках длиной 1350—1450 мм мощность 1000— 1350 М Вт достигается при четырех — шести потоках пара.