Расчёт паровой турбины К-2000-300
Турбина К-2000;300 имеет 9 регенеративных отборов пара. Конденсат турбины подогревается в 5 ПНД. После деаэратора питательная вода питательным насосом, приводимым в движение турбоприводом, прокачивается через 3 линии ПВД по 2 подогревателя в каждой линии. Питательная установка имеет конденсационный турбопривод, питаемый паром из линии СПП (после промперегрева). Пар, отработавший в турбоприводе… Читать ещё >
Расчёт паровой турбины К-2000-300 (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Современная энергетика основывается на централизованной выработке электроэнергии. Установленные на электростанциях генераторы в подавляющем большинстве имеют привод от паровых турбин.
Таким образом, паровая турбина является основным типом двигателя на современной тепловой электростанции, в том числе на атомной.
Обладая большой быстроходностью, паровая турбина отличается малыми размерами и массой и может быть построена на большую единичную мощность. Вместе с тем у данного типа турбин достигнута высокая экономичность работы. Это главным образом и определило широкое распространение паровых турбин в современной энергетике. К недостаткам её стоит отнести невысокую маневренность, долгий пуск и набор мощности, что стоит препятствием для эффективного и экономичного использования паровых турбин для покрытия пиковой части графика потребления электроэнергии.
Схема расширения пара в турбине К-2000;300
Рис. 1 процесс расширения пара в турбине.
Турбина имеет 5 цилиндров: цвд, цсд и три цнд.
Таблица. Параметров пара в отборах турбины
Точки процесса | Элемент тепловой схемы | Р, ата | t, оС | i | |
1' 2' к | ; Д9 ; Д8 ; Д7 Д6 Д5 Д4 Д3 Д2 Д1 конденсатор | 64,1 18,6 9,2 2,64 1,29 0,58 0,205 0,036 | Х=94,1 | ||
Расчет тепловой схемы энергоблока
Турбина К-2000;300 имеет 9 регенеративных отборов пара. Конденсат турбины подогревается в 5 ПНД. После деаэратора питательная вода питательным насосом, приводимым в движение турбоприводом, прокачивается через 3 линии ПВД по 2 подогревателя в каждой линии.
Все ПВД и ПНД имеют встроенные пароохладители и охладители дренажа греющего пара.
Питательная установка имеет конденсационный турбопривод, питаемый паром из линии СПП (после промперегрева). Пар, отработавший в турбоприводе, конденсационным насосом направляется в конденсатор, а затем в основной конденсатор.
Дренажи ПВД каскадно сливаются в деаэратор.
Определение доли расхода пара на турбопривод
П-9
Составим балансы подогревателей, дэаэратора ПН а) температурный напор в ПВД равен 0
б) дренаж в состоянии насыщения Рис.
П-8
Рис.
Составим тепловой баланс:
?пв ?пв8 iпв8? пв (iв9-iв8)=?9(iотб9 -iдр9)
iпв9 Потери пара от турбины к подогревателю принимаем 6%.
iдр9 ротб=64,1*6%=60,3 ата
ts=276,1оС Температурный напор принимаем 3оС
tпв9=273,1 оС, рпв=1,3*р0=1,3*300=390 ата.
Опредеоим при рпв=390 ата и tпв=273,1 оС iпв9=1200,7кДж/кг
?9=
?8 iотб8 ротб8
Составим тепловой баланс:
?пв ?пв iпв7? пв8(iпв8-iпв7)=[?8(iотб8 -iдр8)+ ?9(iдр9 -iдр9)]?охл
iпв8 ротб=36*6%=36,7 ата
ts=248,8оС, tпв=248,8−3=245,8 оС
iпв8=1065,3 кДж/кг, iпв7=862,3 кДж/кг
iдр9 iдр8 iдр8=1063,1 кДж/кг
?8=
П-7
?7 iотб7 ротб7
Составим тепловой баланс:
iпв6 ?пв (iпв7-iпв6)=[?7(iотб7 -iдр7)+ (?9+ ?8)(iдр8 -iдр7)]?охл
iпв7 ротб=18,6*6%=18,5 ата
ts=205,3оС, tпв=205,3−3=202,3 оС
iпв7=862,3 кДж/кг,
iдр8 iдр7 iдр7=878,3 кДж/кг рд=9,2 ата h'=746,8 кДж/кг ts=176,3 оС ?'=0.11 226 м3/кг
iпв6=50,3+746,8=797,1 кДж/кг
?7=
Дэаэратор
Рис.
?9+ ?8+?7 ?ок iок5
iд'
?пв
iок5 =602кДж/кг, р=4,7 ата, ts=145 оС температурный напор в системе ПНД 2оС tв5=145−2=143оС
П5-П4
iдр5=630,1 кДж/кг
iотб5 iотб4 iдр4=535,4 кДж/кг (р=2,48 ата) Рис.
?5 ?4 iок4=522 кДж/кг (ts=126,6оС)
ijок3=427,4 кДж/кг (ts=104оС)
?ок ?ок4 ?ок3
iok5 iок4 iок3
iдр4
iдр5
tок4=126,6−2=124,6оС
tок3=104−2=102оС
П3-П2
iдр3=440,2 кДж/кг ротб=1,21 ата
iотб5 iотб4 iдр2=348,3 кДж/кг ротб=0,54 ата
?5 ?4 iок3=427,4 кДж/кг Рис.
iок2=343,92 кДж/кг
tок3=103,96−2=101,96 оС
?ок ?ок4 ?ок3 tок2=81,53−2=79,53 оС
iok5 iок4 iок3 tок1=57,37−2=55,37 оС
iдр4 iок1=231,53 кДж/кг
iдр5
П-1
Рис.
?1 iотб1 ротб1
При р=0,036 ата i'=111,84 кДж/кг
?ок1 iок0 ротб=0,250*6%=0,19 ата
iок1 iдр1=246,83 кДж/кг
iдр1
Турбопривод питательного насоса
Определение расхода пара на турбину
GТ=2000*103/(3474−3046)+[(1−0,075)(3663−2941)+(1−0,075−0,103)(3708;
— 3358)+(0,822−0,013)(3358−3169)+(0,809−0,0356−0,0424)(3169−3020)+(0,7314;
— 0,0269)(3020−2903)+(0,7041−0,0287)(2903−2774)+(0,6754−0,3 183)(2774;
— 2650)+(0,64 357−0,0335)(2650−2609)+(0,61 007−0,0345)(2609−2550)0,992]=
=1039,86 т/ч Расходы пара в отборы:
G1=1039,86 *0,075=c кг/с
G2=1039,86 *0,103=107.11 кг/с
G3=1039,86 *0,013=13.52 кг/с
Gд=1039,86 *0,0356=37.02 кг/с
Gтп=1039,86 *0,068=70.71 кг/с
G4=1039,86 *0,0287=29.84 кг/с
G5=1039,86 *0,0269=27.97 кг/с
G6=1039,86 *0,3 183=33.09 кг/с
G7=1039,86 *0,0335=34.84 кг/с
G8=1039,86 *0,0345=35.87 кг/с
Gк=Gт-?Gотб=1039.9−467.97=571.9 кг/с Мощность, полученная на всех потоках пара:
N0=[?Gотб (hо-hотбj-?hпп)]?м ?г=[77.99(3474−3046) +107.1(3663−2941+666)+13.52(3708−3356+666+813)+37.02(3708−3169+1479)+70.71(3708;
— 3169+1479)+29.84(3708−2903+1479)+27.97(3708;
— 2774+1479)+33.09(3708−2650+1479)+34.84(3708−2609+1479)+571.9(3708;
— 2550+1479)]0,99*0,99=2197.09 МВт
Расчет цилиндра среднего давления
Принимаем d2к=1,4 м, L2=0,370 м.
Распределение теплоперепада по ступням турбины.
Хopt=0,52
Окружная скорость:
Скорость пара на входе в ступень:
Располагаемый теплоперепад:
Коэффициент возврата теплоты:
Уточнённое число ступеней:
ступеней
Расчет турбинных ступеней. Расчёт первой ступени
Расход пара равен G=854.9 кг/с Давление пара на входе в сопловой аппарат:
р0=18,6 ата
t0=450 0C
Параметры пара перед ступенью:
i0=3358 кДж/кг
s0=7,3246
v0=0,119 м3/кг р2=2,64 ата
Располагаемый теплоперепад Фиктивная скорость Окружная скорость Средний диаметр:
Располагаемый теплоперепад:
Энтальпия пара за сопловой решеткой:
Параметры пара за сопловой решеткой: р1t=15 ата
v1t=0,2095
Теоретическая скорость выхода пара из сопловой решетки:
Скорость звука:
— дозвуковой режим Площадь сопловой решетки:
Высота лопатки сопловой решетки:
Принимаем профиль сопловой лопатки С-90−12А с b1=6,25 см Количество сопловых лопаток:
Число Рейнольдса для потока пара за сопловой решеткой:
Поправки на числа Рейнольдса:
Коэффициент расхода для сопловой решетки:
Потери на трение в пограничном слое:
Коэффициент кромочных потерь:
Коэффициент концевых потерь:
Поправка к коэффициенту потерь энергии в сопловой решетке на число Маха:
Поправка к коэффициенту потерь энергии на верность:
Коэффициент потерь для сопловой решетки:
Коэффициент скорости:
угол выхода потока из сопел в абсолютном движении:
Относительная скорость выхода потока из сопел:
Угол входа потока в рабочую решетку в относительном движении:
Абсолютная величина потерь энергии поткав сопловой решетке:
Относительная теор. скорость выходаиз рабочей решетки:
Число Маха Высота рабочей решетки:
Выходная площадь рабочей решетки:
Эффективный угол выхода потока из рабочей решетки в относительном движении Хорда профиля:
Выбираем профиль Р-60−38А
Количество лопаток:
Эффективный угол выхода потока в отн. Движении:
Потери на трение в пограничном слое:
Кромочные потери:
Концевые потери:
Поправка на веерность:
Поправка к потерям на число Рейнольдса:
Коэффициент потерь рабочей решетки:
Угол выхода из рабочей решетки в относительном движении:
Осевая и окружная составляющие относительной скорости:
Скорость выхода из рабочей решетки в абсолютном движении:
Угол выхода из раб. решетки в абсолютном движении:
44.
45.
46.
относительный лопаточный КПД:
Потери на трение:
Потери с утечками:
Потери с утечками в диафрагмах:
Внутренний относительный КПД
Мощность ступени:
Расчёт последней ступени
Расход пара равен G=316,8 кг/с р0=2,1 ата
i0=2827 кДж/кг
s0=7,5
v0=1,128 м3/кг р2=1,75 ата Располагаемый теплоперепад Фиктивная скорость Окружная скорость Средний диаметр:
Располагаемый теплоперепад:
Энтальпия пара за сопловой решеткой:
Параметры пара за сопловой решеткой: р1t=2 ата
v1t=0,984
Теоретическая скорость выхода пара из сопловой решетки:
Скорость звука:
— дозвуковой режим Скорость звука:
Принимаем профиль сопловой лопатки С-90−22А Количество сопловых лопаток:
Число Рейнольдса для потока пара за сопловой решеткой:
Поправки на числа Рейнольдса:
Коэффициент расхода для сопловой решетки:
Потери на трение в пограничном слое:
Коэффициент кромочных потерь:
Коэффициент концевых потерь:
Поправка к коэффициенту потерь энергии в сопловой решетке на число Маха:
Поправка к коэффициенту потерь энергии на верность:
Коэффициент потерь для сопловой решетки:
Коэффициент скорости:
угол выхода потока из сопел в абсолютном движении:
Относительная скорость выхода потока из сопел:
Угол входа потока в рабочую решетку в относительном движении:
Абсолютная величина потерь энергии поткав сопловой решетке:
Относительная теор. скорость выхода из рабочей решетки:
Число Маха Высота рабочей решетки:
Выходная площадь рабочей решетки:
Эффективный угол выхода потока рабочей решетки в относительном движении Хорда профиля:
Выбираем профиль
Количество лопаток:
Эффективный угол выхода потока в отн. Движении:
Потери на трение в пограничном слое:
Кромочные потери:
Концевые потери:
Поправка на веерность:
Поправка к потерям на число Рейнольдса:
Коэффициент потерь рабочей решетки:
Угол выхода из рабочей решетки в относительном движении:
Осевая и окружная составляющие относительной скорости:
Скорость выхода из рабочей решетки в абсолютном движении:
Угол выхода из раб. решетки в абсолютном движении:
44.
45.
46.
47.
Относительный лопаточный КПД:
И
Потери на трение:
Потери с утечками:
Внутренний относительный КПД Мощность ступени
Расчёт на прочность. Расчет на прочность рабочих лопаток
Максимальное напряжение от центробежных сил:
Максимальное усилие к — коэффициент разгрузки
:
Коэффициент запаса прочности:
Расчёт вала на прочность
Касательные напряжения при кручении изгибе:
Момент сопротивления диска:
Крутящий момент:
Технико-экономические характеристики
Суммарный расход тепла на установку:
КПД по выработке электроэнергии:
Удельный расход тепла на выработку электроэнергии:
Удельный расход топлива на выработку электроэнергии:
Заключение
паровой турбина насос
В данном курсовом проекте мной была спроектирована турбина К-2000;300 на начальные параметры пара р0=300 ата и t0=6300С с 2-мя промперегревами. В ходе расчета мной был рассчитан ЦСД.
На основе полученных данных определены технико-экономические показатели турбоустановки. Удельный расход топлива
КПД по выработке электроэнергии
.
1.А. Д. Трухний «Станционные паровые турбины».
2.А. Г. Костюк «Паровые и газовые турбины».
3.А. В. Щегляев «Паровые турбины». .
4.С. Л. Ривкин «Термодинамические свойства воды и водяного пара».
5.Конспект лекций по курсу «Турбины ТЭС и АЭС»