Читальный зал -->  Изменение энтропии 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 [ 56 ] 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74

Абсолютная скорость пара !/ I

Давление пара

Рг е

Рис. 20.4. Схема активной турбины с тремя ступенями давления:

/ - СОПЛО , 2 - входной патрубок; 3 - рабочая лопатка / ступени; 4 - сопло, ,5 - рабочая лопатка ступени; б - сопло; 7 -- рабочая лопатка / ступени; й - выхлопной патрубок; 9 - диафрагмы

И 500 °С, до давления 10 кПа теплоперепад округленно равен 980 кДж/кг, что соответствует скорости потока 1400 м/с. При таких скоростях потока неизбежны большие потери и, самое главное, недопустимые по условиям прочности лопаток окружные скорости в них. Поэтому одноступенчатые турбины Лаваля имеют ограниченную мощность (до 1 МВт) и низкий КПД. Все крупные турбины делают многоступенчатыми. На рис. 20.4 показана схема активной многоступенчатой турбины, которая включает несколько последовательно расположенных по ходу пара ступеней, сидящих на одном валу. Ступени отделены друг от друга диафрагмами, в которые встроены сопла.

В таких турбинах давление падает при проходе пара через сопла и остается постоянным на рабочих лопатках. Абсолютная скорость пара в ступени, называемой ступенью давления, то возрастает - в соплах, то снижается - на рабочих лопатках. Так как объем пара по мере его расширения увеличивается, то

геометрические размеры проточной части по ходу пара возрастают. Если збщий телоперепад (Ло -Лвых) распределить поровну между 2 ступенями давления, то скорость истечения пара из сопл каждой ступени, м/с, c = f2(hi - l.,J/z.

Отсюда следует, что применением ступеней давления можно достичь умеренных значений C, обеспечив высокий КПД.

20.3. РЕАКТИВНЫЕ ТУРБИНЫ

Первая модель двигателя, использующего реактивную силу, была построена Героном Александрийским за 120 лет до н. э. (рис. 20.5).

При истечении пара из сопл здесь возникают реактивные силы, вращающие систему против часовой стрелки. Ступень турбины, по модели Герона, представляла бы собой вращающийся диск с соплами, к которым необ]:одимо организовать непрерывный подвод рабочего тела. Ввиду сложности конструирования таких ступеней, а тем более многоступенчатых турбин, чисто реак-ивные турбины не создавались. Реактивный принцип нашел широкое применение лишь в реактивных двигателях летательных аппаратов (ракет, самолетов и др.).

Практически реактивными называются турбины, у которых распола:аемый теплоперепад преобразуется в кипетиче-

Рис. 20.5. Схема первой модели ре; ктивной паровой турбины

скую энергию потока не только в соплах, но и на рабочих лопатках.

Отношение теплоперепада на рабочих лопатках hh к располагаемому теплоперепаду Дйт называется степенью реактивности:

= Д/1 /Дй,.

(20.4)

При } = 0 (чисто активная ступень) весь располагаемый теплоперепад, а следовательно, и перепад давлений срабатывается в сопловом аппарате, превра-ш,аясь в скоростной напор. Именно такая ступень рассмотрена на рис. 20.2, 20..3. При Q=l (чисто реактивная ступень) весь располагаемый теплоперепад срабатывался бы на рабочих лопатках.

Современные мощные турбины выполняют многоступенчатыми с определенной степенью реактивности, чаще всего Q = 0,5. В каждой ступени такой турбины расширение рабочего тела происходит не только в сопловых каналах, но

и на рабочих лопатках. Ступень срабатывает лишь часть общего перепада давления на турбине, и при большом их числе разность давлений в отдельной ступени получается небольшой, а скорости потока - умеренными. При степени реактивности £2 = 0,5 сопловые и рабочие лопатки имеют одинаковую форму. Более того, один и тот же профиль лопаток может быть использован во всех ступенях турбины, и только длина лопаток изменяется в соответствии с увеличением объема рабочего вещества по мере понижения давления. Это удобно с точки зрения их изготовления.

На левой половине рисунка 20.6 показан корпус или цилиндр высокого давления (ЦВД) конденсационной трехкор-пусной трубины мощностью 300 МВт на сверхкритические параметры пара с промежуточным перегревом пара до 565 °С. ЦВД представляет собой двухстенную литую конструкцию. Пар сначала посту-

Рис. 20.6. Продольный разрез турбины К-300-240-1 ЛМЗ: слева цилиндр высокого давления; 170

пает в сопловую коробку 4, расположенную во внутреннем корпусе 3, проходит через ступеньtf с двумя лопатками и пять ступеней давления справа налево. Выходя из внутреннего корпуса, пар поворачивается на 180°, проходит между внутренним и наружным / корпусами и поступает далее на шесть ступеней давления. При этом он омывает и охлаждает внутренний корпус, а также частично разгружает его стенки, испытываю-дие внутреннее давление. Во внутреннем корпусе диафрагмы 2 крепятся непосредственно в стенке, а в наружном в промежуточных обоймах 5. Обоймы позволяют организовать отборы пара для регенерации.

После промежуточного перегрева Г! котле пар с параметрами ,3 53 МПа и 56,5 °С поступает в корггус среднего, а затем низкого дав.;гснггя (справа).

20.4. МОЩНОСТЬ И КПД ТУРБИН! !

Работа турбины как теплового двигателя характеризуется внутренней (индикаторной) мощностью, развиваемой лопатками, и эффективной (на валу мощностью.

Эффективная мощность Ne меньше внутренней N, на значение механических гготерь (в подшиггниках, на ириво;, вспомогательных механизмов и т.д.). Внутренняя мощность Л/, меньше мог гности Л/о, которую развивала бы иделльная турбина, гга значеггие внутрег11-1их потерь (от трения и завихрения в кана; ах, от перетечек пара в за.юрах помимз сопл и т, д.).

справа - цилиндры среднего и низгюго давленггн

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 [ 56 ] 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74

ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку.



Звоните! Ежедневно!
 (926)274-88-54 
Продажа и изготовление мебели.

Копирование контента сайта запрещено.
Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы.