Главная Обратная связь

Дисциплины:






Расчёт процесса расширения пара в проточной части турбины



Располагая значениями параметров генерируемого пара (см. главу) и давлений пара в камерах регенеративных отборов турбины (см. главу), можно приступить к расчёту процесса расширения в проточной части турбины.

Возможны два способа расчета процесса расширения пара в турбине. Первый способ основан на ручных графических построениях этого процесса в i, s-диаграмме для воды и водяного пара. Для его реализации необходимо располагать i, s-диаграммой. Второй способ — выполнение расчетов на ЭВМ. Имеются несколько программ расчета теплофизических свойств воды и водяного пара. Рекомендуется использовать программу WaterSteamPro.

Для расчета процесса расширения пара в турбине необходимо располагать относительными внутренними КПД отсеков турбины. Эти показатели, приводимые в справочной литературе, обычно получены при работе на перегретом паре. Если часть или все ступени отсека работают на влажном паре, то необходимо учитывать влияние влажности на КПД с помощью поправочного коэффициента по формуле

где - относительный внутренний КПД отсека при работе на перегретом паре, %;

- относительный внутренний КПД отсека при работе на влажном паре, %;

kвл - поправочный коэффициент, учитывающий влияние влажности;

y - влажность в конце процесса расширения в отсеке, %.

Значения относительных внутренних КПД отсеков принимаются из табл. 1 (в зависимости от цилиндра и типа турбоустановки).

Таблица 1

Диапазоны значений для относительных внутренних КПД отсеков ( ) и поправочных коэффициентов (kвл)

Тип турбоустановки Цилиндр турбины , % kвл
насыщенного пара ЦВД 86-92 0,1-0,5
ЦНД 89-93 0,2-0,6
перегретого пара ЦВД 88-92 0,4-0,5
ЦНД 89-93 0,2-0,7

Алгоритм расчета энтальпии пара по отсекам турбины с применением программ WaterSteamPro следующий.

Давление свежего пара

где p0 – давление свежего пара, МПа;

рпг – давление генерируемого пара ПГ, МПа;

δpтр0 = (4÷9) – относительные потери давления в паропроводах свежего пара, %.

Энтальпия свежего пара

где h0 – энтальпия свежего пара, кДж/кг;

hпг – энтальпия генерируемого пара ПГ, МПа.

Давление пара перед первой ступенью турбины

где p0 – давление пара перед первой ступенью турбины, МПа;

δpсрк = (3,5÷5) – относительные потери давления в стопорно-регулирующих клапанах (СРК) ЦВД, %.

Энтропия пара перед первой ступенью турбины

Энтальпия пара в камере первого отбора с давлением р1 при изоэнтропном процессе его расширения в первом отсеке



Энтальпия пара в камере первого регенеративного отбора при относительном внутреннем КПД первого отсека

Энтропия пара в камере первого отбора

Энтальпия пара в камере второго регенеративного отбора с давлением р2 при изоэнтропном процессе его расширения во втором отсеке

Энтальпия пара в камере второго отбора при относительном внутреннем КПД второго отсека

Энтропия пара в камере второго отбора

Рассмотрим алгоритм расчёта для отсеков во влажной области, на примере второго отсека.

Как видно из формулы для нахождения необходимо значение влажности в конце процесса расширения y. Для её нахождения необходимо найти параметры в конце «сухого» процесса расширения.

Энтальпия в конце «сухого» процесса расширения (аналогично формуле )

Влажность в конце «сухого» процесса расширения

Влажность в конце «влажного» процесса расширения

Теперь находим относительный внутренний КПД отсека с учётом влажности по формуле , энтальпию и энтропию пара в камере второго отбора по формуле , по формуле .

Аналогично определяются параметры пара в остальных отборах.

В качестве примера ниже на рисунках в i, s-диаграмме показаны процессы расширения пара турбин насыщенного (с реакторами типа ВВЭР и РБМК) и перегретого пара.

Рисунок 1 Процесс расширения пара в проточной части турбины К-220-44

Рисунок 2 Процесс расширения пара в проточной части турбины К-1000-60/1500-2

Рисунок 3 Процесс расширения пара в проточной части турбины К-1000-60/3000

Рисунок 4 Процесс расширения пара в проточной части турбины К-500-65/3000

Рисунок 5 Процесс расширения пара в проточной части турбины К-750-65/3000

Рисунок 6 Процесс расширения пара в проточной части турбины К-800-130

При наличии промежуточного перегрева пара следует определить параметры пара перед первой ступенью ЦНД с учетом потерь давления в тракте системы ПСПП и в стопорных клапанах ЦНД.

Давление на выхлопе из ЦВД (разделительное давление) в первом приближении определяется на основе аппроксимирующих зависимостей для разных типов турбин, давлений острого и греющего пара первой ступени пароперегревателя. При этом влажности пара на выходе из цилиндров не должны превышать допустимые. Для ЦВД ‑ 15%, для ЦНД – 10%. В случае же выхода их за допустимые пределы необходимо изменить значение разделительного давления в соответствующую сторону.

Потеря давления пара в тракте промежуточного перегрева принимается равной 7 - 10 % от давления на выхлопе ЦВД, а потеря в стопорных клапанах ЦСД составляет 1,5 - 2 % от давления перед клапанами.

Распределение потерь давления по тракту ПСПП осуществляется равномерно.

Относительный внутренний КПД последнего отсека ЦНД может определяться с учетом или без учета потери энергии пара с выходной скоростью. Если в расчете применяется КПД, найденный без учета потери энергии с выходной скоростью, то параметры пара в конечной точке процесса расширения, определяемые по вышеприведенному алгоритму, соответствуют параметрам непосредственно за рабочими лопатками. Параметры пара в этой точке необходимы для определения влажности пара в рабочем колесе последней ступени. Для определения полезной работы последнего отсека ЦНД следует найти потери энергии пара с выходной скоростью.

Если для привода питательного насоса применяется паровая турбина, получающая пар от отбора главной турбины, то расчет процесса расширения пара в приводной турбине выполняется после расчета давления и энтальпии пара в отборе главной турбины. Давление перед первой ступенью приводной турбины вычисляется на основе приближенной оценки потерь давления в паропроводе отбора и в регулирующих клапанах приводной турбины, которые могут составлять 6—10%.

Давление в конденсаторе приводной турбины принимается на 2—2,5 кПа больше, чем давление в конденсаторе главной турбины. Если пар из выхлопа приводной турбины поступает в паровой тракт главной турбины, то давление в выхлопном патрубке задается на 3 - 4 % больше давления в главном паропроводе тракта.

Относительный внутренний КПД приводной турбины принимается по данным турбин-прототипов.

 

 





sdamzavas.net - 2019 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...