Подшипник; 2 — вход пара; 3 — выходной патрубок; 4 — ротор; 5 — выход пара в конденсатор

4. По принципу парораспределения:

а) турбины с дроссельным парораспределением, у которых свежий пар поступает через один или несколько одновременно (в зависимости от развиваемой мощности) открывающихся клапанов;

б) турбины с сопловым парораспределением, у которых свежий пар поступает через два или несколько последовательно открывающихся регулирующих клапанов;

в) турбины с обводным парораспределением, у которых, кроме подвода свежего пара к соплам первой ступени, имеется подвод свежего пара к одной, двум или даже трем промежуточным ступеням турбины.

г) скользящими параметрами пара.

б) в)

Рис. 1. Схема парораспределения:

б – дроссельное (1 — дроссельный регулирующий клапан; 2 — сопла первой ступени);

в -сопловое (I, 2, 3 — регулирующие клапаны соответственно № 1, 2 и 3;4 — группы сопл);

а – обводное (1 – дроссельный или сопловой клапан; 2 – обводный клапан);

5. По принципу действия пара:

а) активные турбины, в которых потенциальная энергия пара превращается в кинетическую в каналах между неподвижными лопатками или в соплах, а на рабочих лопатках кинетическая энергия пара превращается в механическую работу; в применении к современным активным турбинам это понятие несколько условно, так как они работают с некоторой степенью реакции на рабочих лопатках, возрастающей (в конденсационных турбинах) от ступени к ступени; (другими словами: активный принцип воздействия потока пара на рабочие лопатки происходит в результате изменения направления движения потока в рабочих каналах, в результате чего на рабочие лопатки действует активная сила, которая раскладывается на окружную и осевую. Окружная сила заставляет ротор вращаться, а осевая передается на ротор и компенсируется специальными устройствами¹, и частично воспринимается упорным подшипником.)

б) реактивные турбины² осевые, в которых расширение пара в каналах между сопловым и рабочими лопатками каждой ступени происходит примерно в одинаковой степени;

в) реактивные турбины радиальные, не имеющие неподвижных направляющих лопаток;

г) реактивные турбины радиальные, имеющие неподвижные направляющие лопатки.

6. По характеру теплового процесса:

а) конденсационные турбины с регенерацией; в этих турбинах основной поток пара при давлении ниже атмосферного направляется в конденсатор; кроме того, из промежуточных ступеней турбины осуществляется частичный, нерегулируемый по давлению отбор пара для подогрева питательной воды; количество таких отборов бывает от 2—3 до 8—9; скрытая теплота парообразования, выделяющаяся при конденсации отработавшего пара, у данного типа турбин полностью теряется;

б) турбины с противодавлением, отработавший пар которых направляется к тепловым потребителям, использующим теплоту для отопительных или производственных целей;

в) конденсационные турбины с регулируемым отбором пара, в которых часть пара отбирается из промежуточной ступени и отводится к тепловому потребителю при автоматически поддерживаемом постоянном давлении, а остальное количество пара продолжает работать в последующих ступенях и направляется в конденсатор;

г) турбины с регулируемым отбором пара и противодавлением, в которых часть пара отбирается при постоянном давлении из промежуточной ступени, а остальная часть проходит через последующие ступени изводится к тепловому потребителю при более низком давлении.

е) турбины мятого пара, использующие для выработки электроэнергии отработавший пар молотов, прессов и паровых поршневых машин;

7. По параметрам свежего пара2:

а) турбины низкого давления использующие мятый пар давления 0,12—0,2 МПа;

б) турбины среднего давления, работающие свежим паром с давлением до 4 МПа;

в) турбины высокого давления, работающие свежим паром с давлением до 13 МПа;

г) турбины сверхвысоких параметров, работающие с давлением пара до 22 МПа;

д) турбины сверхкритических параметров, работающие с давлением пара 22 МПа и выше.

8. По использованию в промышленности:

а) турбины стационарного типа с постоянным числом оборотов, предназначенные для привода электрических генераторов;

б) турбины стационарного типа с переменным числом оборотов, предназначенные для привода воздуходувок, вентиляторов, насосов и т. д.;

в) турбины нестационарного типа с переменным числом оборотов; турбины этого типа находят применение на судах (судовые турбины) и на железнодорожном транспорте (турболокомотивы).

По ГОСТ 3618-82 приняты следующие обозначения турбин.

Первая буква характеризует тип турбины;

К — конденсационная;

Т — теплофикационная с отопительным отбором пара;

П — теплофикационная с производственным отбором пара для промышленного потребителя;

ПТ — теплофикационная с производственным и отопительным регулируемыми отборами пара;

Р — с противодавлением;

ПР — теплофикационная с производственным отбором и противодавлением;

ТР — теплофикационная с отопительным отбором и противодавлением;

ТК — теплофикационная с отопительным отбором и большой конденсационной мощностью

КТ — теплофикационная с отопительными отборами нерегулируемого давления.

После буквы в обозначении указываются мощность турбины, МВт (если дробь, то в числителе номинальная, а в знаменателе максимальная мощность), а затем начальное давление пара перед стопорным клапаном турбины, МПа (кгс/см² в старых обозначениях). Под чертой для турбин типов П, ПТ, Р и ПР указывается номинальное давление производственного отбора или противодавление, МПа (кгс/см²).

В обозначении турбин АЭС часто присутствует частота вращения ротора 25 или 50 с-1.

Под номинальной мощностью понимается наибольшая мощность, которую турбина должна развивать длительное время при номинальных значениях всех других основных параметров.

Максимальная мощность — наибольшая мощность, которую турбина должна длительно развивать при чистой проточной части и отсутствии отборов пара для внешних потребителей теплоты.

¹ УРАВНОВЕШИВАНИЕ ОСЕВЫХ УСИЛИЙ В ТУРБИНЕ

В ступени активного типа, всегда выполняемой с большей или меньшей реактивностью, возникает разность давлений на рабочем диске, создающая осевое усилие. Осевые усилия складываются от диска к диску (рис. 2.37, а), и в результате, если не принять специальных мер, суммарное осевое усилие окажется настолько большим, что его не сможет выдержать ни один упорный подшипник.

Как уже отмечалось, в ЦВД и ЦСД рабочие диски выполняют с разгрузочными отверстиями, уменьшающими разность давлений на диске. Однако разгрузочные отверстия, даже большого размера, обладают определенным аэродинамическим сопротивлением, из-за чего все-таки поддерживается некоторая разность давлений. В дисках ротора ЦНД разгрузочных отверстий, как правило, не делают, так в нем абсолютные давления малы и соответственно невелики абсолютные перепады давления на диски.

Радикальным способом уменьшения осевого усилия является использование симметричной (двухпоточной) конструкции цилиндров, показанной на рис. 2.36. Поскольку добиться полной симметрии в расходах пара и зазорах в проточной части по потокам невозможно, то даже в двухпоточной конструкции возникают осевые усилия. Кроме того, двухпоточная конструкция неприменима при малых объемных пропусках пара, обусловливающих малые высоты лопаток в ЦВД и большие потери.

Для разгрузки ротора от осевого усилия чаще всего используют разгрузочный «поршень» - думмис, схема работы которого показана на рис. 2.37, б. Диаметр «поршня» d_п выполняют большим, чем диаметр вала d₁ под диафрагмой второй ступени. В результате на кольцевую поверхность, расположенную вне окружности диаметра d_п, будет действовать осевое усилие R_д, обусловленное разностью

давлений (р΄₁ - р₂) и направленное по потоку пара, а на кольцевую поверхность π (d_п - d₁) / A будет действовать давление р2 за ступенью, в результате чего возникнет разгружающая сила

R'_р =P₂ π (d_п - d₁)/4,

действующая справа налево и направленная против основного осевого усилия R, действующего слева направо. Чем больше разность диаметров d_п и d₁, тем больше разгрузочная сила. Поскольку диаметр d_п оказывается больше диаметра вала d₂, выходящего из цилиндра, на ротор будет действовать дополнительная нагружающая осевая сила

R'_y =p _xπ (d ² -d₂²) / 4,

вызванная давлением р_х. Для ее уменьшения камеру А связывают трубопроводом с промежуточной ступенью или выходным патрубком.

Суммарное осевое усилие, действующее на ротор,

R_oc = R_у + R '_у – R_р,'

где R_y — суммарное осевое усилие, действующее на диски турбины.

Диаметр d_п подбирают так, чтобы создать разгружающую силу R'_р, которая бы обеспечила бы малое результирующее осевое усилие R_oc, действующее на упорный подшипник.

Рис. 2.37. Уменьшение осевого усилия с помощью

разгрузочного поршня в турбине активного типа

Разгрузка ротора цилиндра от осевого усилия может быть получена при использовании противоточного цилиндра (рис. 2.38), в котором пар после прохождения через группу ступеней поворачивает на 180° и движется в обратном направлении. В этом случае сохраняются все преимущества цилиндра с потоками пара, направленными в разные стороны, но не снижается КПД ступеней из-за уменьшения высоты их решеток Правда, при этом возникают потери с выходной скоростью пара после первой группы ступеней, а также потери из-за поворота пара и его протекания между внутренним и внешним корпусами цилиндра.

Рис. 2.38. Конструктивная схема противоточного ЦВД

Дата добавления: 2015-07-20