Краткое описание проектируемой турбины.

Уральский Федеральный университет имени первого президента Р.Ф. Б.Н. Ельцина

Кафедра ”Турбины и двигатели”

Оценка проекта _______________

Члены комиссии ______________

______________

______________

Цилиндр высокого давления паровой турбины

К-200

Курсовой проект

Пояснительная записка

Руководитель	Вульфов Е.Э. Требухин С.А.
Студент ЭН-480811	Шестернин В.С.

Екатеринбург, 2012

Содержание

Реферат

Перечень листов графических документов

Перечень условных обозначений

Введение

1. Краткое описание турбины К – 200

2. Тепловой расчет паровой турбины

2.1. Определение термодинамических параметров

2.2. Тепловой расчет регулирующей ступени

2.3. Распределение теплоперепадов между ступенями

2.4. Детальный расчет ступеней давления

2.5. Расчет концевых уплотнений

Заключение

Библиографический список

Реферат

Разработан цилиндр высокого давления (ЦВД) турбины К – 200

Проект охватывает: расчет и построение предполагаемого процесса в тепловой диаграмме; выбор типа регулирующей ступени и детальный расчет ее проточной части; выбор числа нерегулируемых ступеней, распределение теплоперепада между ними и детальный расчет проточной части двух первых ступеней; выбор схемы и расчет концевых лабиринтных уплотнений.

Прототипом является цилиндр высокого давления турбины К-200 ЛМЗ

Параметры турбины:

- давление свежего пара P₀=12,8 МПа;

- температура свежего пара t₀=565 °C;

- давление пара за цилиндром Р_к=2,1 МПа;

- расход пара через турбину G=170 кг/с;

- частота вращения n=50 с^-1;

- тип регулирующей ступени – одновенечная.

Перечень листов графических документов

№ чертежа	Название чертежа	Формат
	Продольный разрез ЦВД турбины	А1

Перечень условных обозначений

Сокращения

РЛ – рабочие лопатки;

С – сопловой аппарат.

a – скорость звука,

b, B – хорда, ширина лопатки,

с – скорость в абсолютном движении,

с_р – удельная теплоёмкость,

D, D₁ – диаметр, веерность,

F - площадь венца,

f – площадь поперечного сечения лопатки,

G – массовый расход,

H, h – теплоперепад в турбине, ступени,

k – показатель адиабаты,

l – высота лопатки,

М – число Маха,

m – показатель равный (k-1)/k,

N, n – мощность, частота вращения,

р – давление,

S – осевой зазор,

T, t – температура (К, ⁰С),

v – удельный объём,

w – скорость в относительном движении,

z – число ступеней,

a - угол потока в абсолютном движении,

b - угол потока в относительном движении,

d - радиальный зазор,

g - угол расширения проточной части,

x - коэффициент потерь,

h - коэффициент полезного действия,

p - степень понижения давления,

r - степень реактивности,

s - напряжения,

f, j - коэффициент скорости на рабочих лопатках, и в соплах,

w - угловая частота вращения.

Индексы

‘ - по параметрам торможения;

1 – на входе в рабочее колесо;

2 – на выходе из рабочего колеса;

ад – адиабатический;

к – корневой;

н – наружный;

р – рабочей лопатки;

а – осевая;

u – окружная;

i – индекс промежуточной ступени;

z – индекс последней ступени.

Введение

Целью курсового проекта является проектирование цилиндра высокого давления (ЦВД) турбины К – 200

Объем тепловых расчетов состоит из расчета и построения предполагаемого процесса в тепловой диаграмме; выбора типа регулирующей ступени, выбора числа нерегулируемых ступеней, распределения теплоперепада между ними и детального расчета ступеней; выбора схемы и расчета концевых лабиринтных уплотнений, оценки критической частоты вращения ротора.

Краткое описание проектируемой турбины.

Турбина К-200 мощностью 200 МВт, сконструированная на начальные параметры 12,8 МПа и 565 °С с промежуточным перегревом пара до 565 °С и давлением в конден­саторе 3,5 кПа при частоте враще­ния 50 1/с, изготовлена в 1958 г. и в настоящее время после ряда модернизаций является одной из основных турбин на блочных электро­станциях.

Регенеративная установка рас­считана на подогрев питательной воды до 240 °С в четырех подогре­вателях низкого давления, деаэра­торе на 0,7 МПа и в трех подогрева­телях высокого давления. Кроме того, используется теплота выпускно­го пара трехступенчатого паро­струйного основного эжектора, отсо­сов пара из промежуточных и кон­цевых отсеков уплотнений и от што­ков клапанов.

Турбина имеет сопловое паро­распределение: каждый из регулиру­ющих клапанов подает пар к одной из сопловых коробок, вваренных в корпус. Сопловые сегменты первой (регулирующей) ступени установлены в сопловых коробках. Пройдя регулирующую ступень и 11 проме­жуточных, пар с пара­метрами 2,52 МПа и 347 °С по двум паропроводам («холодным» ниткам) направляется в промежуточный пере­греватель котла, откуда с параметрами 2,31 МПа и 565 °С поступает к двум блокам стопорных клапанов ЦСД. Для выравнивания давления между «горячими» нитками паропро­вода промежуточного перегрева пре­дусмотрена перемычка.

«Холодные» нитки имеют предо­хранительные клапаны, не допускающие повышения давле­ния в ЦВД до давления свежего пара.

Работа стопорных клапанов ЦСД увязывается с работой сбросных клапанов: пар может направляться либо через стопорные клапаны к ЦСД при закрытых сбросных клапанах, либо через сбросные кла­паны в пароприемное устройство конденсатора при закрытых стопор­ных клапанах.

Пройдя стопорные клапаны, пар по четырем перепускным трубам поступает к четырем регулирующим клапанам ЦСД, работа которых отличается от работы регулирующих клапанов ЦВД: клапаны ЦСД регулируют расход пара через ЦСД только до нагрузки в 30%.

Их работа особенно важна при резких сбросах нагрузки с отключением электрического генератора, когда без них невозможно удержать турбину на холостом ходу. При больших нагрузках регулирующие клапаны ЦСД практически полностью открыты и в регулировании мощности ЦСД не участвуют.

После регулирующих клапанов пар поступает в паровую коробку ЦСД и затем проходит 11 ступеней. С параметрами 0,16 МПа и 235 °С пар из ЦСД по двум ресиверным трубам диаметром 1,52 м направ­ляется в двухпоточный ЦНД (см. рис. 1.2). Каждый поток ЦНД со­стоит из четырех ступеней.

Характерной особенностью про­точной части ЦНД является исполь­зование ступени Баумана. Третья ступень ЦНД выполнена двухъярусной. Ее средний диаметр 2,091 м, а высота лопатки 740 мм. Из верхнего яруса пар поступает в конденсатор, а из ниж­него — в последнюю ступень ЦНД, имеющую средний диаметр 2,1 м и длину лопатки 765 мм. Суммарная кольцевая площадь выхода одного потока достигает 7,64 м², что и позво­ляет получить мощность 200 МВт в агрегате с одним ЦНД при глубо­ком вакууме и умеренных потерях с выходной скоростью.

Из выходного патрубка пар по­ступает в конденсатор 200-КЦС-2.

Роторы ЦВД и ЦСД соединены жесткой муфтой, полумуфты которой откованы заодно с роторами. Осталь­ные роторы соединены полугибкими муфтами.

Между ЦВД и ЦСД установлен комбинированный опорно-упорный подшипник. Потоки пара в этих цилиндрах имеют противоположные направления. Это позволяет иметь небольшое осевое усилие на колодках упорного подшипника при различных нерасчетных и переходных режимах.

Турбина снабжена валоповоротным устройством, установленным на крышке корпуса подшипника ЦНД и вращающим ротор с часто­той 3,4 1/мин.

Ротор ЦВД — цельнокованый из стали Р2М. В центре ротора для контроля качества поковки и осмотра во время капитальных ремонтов выполнено сверление. Для осевого уравновешивания в зоне паровпуска ЦВД имеется разгрузочный диск. Лопатки закреплены в дисках Т-образными хвостовиками и связаны в пакеты ленточными бандажами. Начиная с девятой ступени рабо­чие лопатки выполнены закручен­ными.

Концевые уплотнения ЦВД изго­товлены без насадных втулок: на ва­лу сделаны ступенчатые выточки, а уплотнительные сегменты установ­лены в обоймах. Так же выполнены и все диафрагменные уплотнения. К диафрагмам приварены кольца, в которые зачеканены усики, обра­зующие надбандажные уплотне­ния.

Нижняя половина и крышка корпуса ЦВД отлиты из стали 15Х1М1ФЛ. Корпус—одностенный, с вваренными сопловыми коробками. Регулирующие клапаны ЦВД установлены на его корпусе. Диафрагмы установлены в обоймах. Сегменты всех концевых уплотне­ний также установлены в обой­мах.

Диафрагмы первых двух ступеней выполнены с несущими стойками и узкими сопловыми решетками, остальные диафрагмы — сварной конструкции.

Корпус ЦВД опирается на при­ливы корпусов подшипников и фиксируется по отноше­нию к ним в осевом направлении поперечными шпонками. Корпус ЦСД подобным же образом опира­ется на средний подшипник и прива­ренные горизонтальные площадки на корпусе ЦНД. Кор­пуса ЦВД и ЦСД сопрягаются со смежными корпусами подшипников посредством вертикальных шпонок.

Турбина опирается на фундамент корпусами переднего и среднего подшипников и опорным поясом корпуса ЦНД.

Фикспункт турбины расположен на опорной раме ЦНД. От фикспункта корпуса цилиндров и подшип­ников могут свободно расширяться в продольном направлений, скользя по горизонтальным шпонкам, уста­новленным на фундаментальных рамах.

Длина турбины без генератора 20,31 м, с генератором 33,12 м, масса турбины — около 560 т.

В настоящее время ЛМЗ вы­пускает турбину номинальной мощ­ностью 210 МВт (максимальная 215 МВт) в двух модификациях:

К-210-130-3 (при однобайпасной пу­сковой схеме блока) и К-210-130-6 (при двухбайпасной пусковой схеме).

Дата добавления: 2015-12-07