Тепловой расчет турбины К-1200-240
Оглавление
1. Исходные данные
2. Предварительное построение теплового процесса турбины в h-S диаграмме
3. Расчет системы регенеративного подогрева питательной воды
4. Расчет регулирующей ступени
5. Расчёт первой и последней нерегулируемых ступеней
1. Исходные данные
Турбина К-1200-240 с электрической мощностью МВт.
Основные параметры:
|
Номинальная и максимальная мощность, МВт |
Давление пара: свежего и после промперегрева, МПа |
Температура пара: свежего и после промперегрева, 0С |
Давление отработавшего пара, кПа |
Температура питательной воды, С |
Число регенеративных отборов пара |
|
1150/1380 |
23,5/3,5 |
540/540 |
3,5 |
274 |
9 |
Описание турбины К-1200-240
Рис. 1
Турбина К-1200-240 является самой мощной турбиной, выпускаемой ЛМ3 (рис. 1), а с учетом возможной перегрузки до 1380 МВт – самой мощной в мире. Мощность 1200 МВт обеспечивается при номинальных параметрах пара перед турбиной (23,5 МПа и 540°С), в промежуточном пароперегревателе (540°С), конденсаторе 3,58 кПа (0,0365 кгс/см2) и при дополнительных отборах пара. Максимальная мощность турбины достигается при отключении ПВД.
Турбина работает при частоте вращения 50 l/с.
Конструкция проточной части ЦВД аналогично ЦВД турбин К-300-240 и К-800-243 ЛМ3 выполнена противоточной. Из сопловых коробок пар направляется в четыре ступени левого потока, расположенные во внутреннем корпусе ЦВД, затем поворачивает на 180°, обтекает внутренний корпус и проходит четыре ступени правого потока. Далее четырьмя паропроводами пар из ЦВД с пара метрами 3,9 МПа и 295°С идет в промежуточный пароперегреватель, откуда возвращается по четырем паропроводам к двум блокам стопорных клапанов, расположенным по сторонам ЦСД. Параметры пара после промежуточного перегрева 3,5 МПа и 540°С. Пройдя стопорные клапаны, пар по четырем паропроводам направляется к четырем регулирующим клапанам ЦСД, установленным непосредственно на корпусе ЦСД.
ЦСД - двухпоточный, с двойным корпусом, с восемью ступенями в каждом потоке.
Из выходных патрубков ЦСД пар отводится в две ресиверные трубы (в турбине К-800-240-3 их было четыре) максимальным диаметром 2 м, расположенные на уровне пола машинного зала. Из ресиверных труб пар поступает в каждый из трех корпусов ЦНД по четырем патрубкам (по одному патрубку в верхней и нижней половине ЦНД с двух сторон). Каждый поток ЦНД состоит из пяти ступеней. Длина рабочей лопатки последней ступени равна 1200 мм при среднем диаметре 3 м, что обеспечивает суммарную кольцевую площадь выхода пара 67,8 м2. Лопатка выполнена из титанового сплава ТС-5.
2. Предварительное построение теплового процесса турбины в h-S диаграмме
Принимаю потерю давления в стопорном и регулирующем клапанах 5% от Ро, определяем давление перед соплами регулирующей ступени:
МПа,
чему отвечает температура и энтальпия ho=3312 кДж/кг.
Потеря давления в выхлопном патрубке: кПа, где Р2-давление за последней ступенью турбины, -опытный коэффициент , Сп-скорость пара в выхлопном патрубке.
Давление за последней ступенью турбины: Р2=0,2016 +3,5=3,7016 кПа
Из диаграммы =3544 кДж/кг
Потери давления в газовом промперегревателе между турбиной и перегревателем оцениваются 0,09-0,11 от Рпп и МПа
Параметры пара в конце изоэнтропийного расширения: h2t=2184 кДж/кг.
Первый изоэнтропийный перепад: кДж/кг
Второй: кДж/кг
Изоэнтропийный перепад энтальпий на турбину равен:
кДж/кг
Действительные перепады энтальпий:
-относительный внутренний КПД принимаю равным 0,8
кДж/кг
кДж/кг
кДж/кг
кДж/кг
кДж/кг
Расход пара турбоустановкой:
кг/с, где kp-коэффициент регенерации, - механические КПД турбины и электрогенератора (рис. 2).
Рис. 2 - Процесс расширения пара в турбине
3. Расчет системы регенеративного подогрева питательной воды
Температура питательной воды
По давлению в конденсаторе кПа температура равна
По давлению в деаэраторе МПа температура равна
Подогрев питательной воды в одном ПВД:
Принимаю нагрев в деаэраторе и температура питательной воды на входе в деаэратор
Подогрев воды в одном ПНД:
турбина тепловой процесс пар
Таблица 1 - Параметры воды и пара для расчета системы регенеративного подогрева питательной воды
|
№ п/п |
Наименование величины |
Единица измерения |
ПВД1 |
ПВД2 |
ПВД3 |
Деаэратор |
ПНД4 |
ПНД5 |
ПНД6 |
ПНД7 |
|
1 |
Температура питательной воды на входе в подогреватель |
оС |
241 |
208 |
175 |
165 |
137,4 |
109,7 |
82 |
54,3 |
|
2 |
Температура питательной воды на выходе из подогревателя |
оС |
274 |
241 |
208 |
175 |
165 |
137,4 |
109,7 |
82 |
|
3 |
Энтальпия питательной воды на входе в подогреватель |
кДж/кг |
1042,3 |
888,6 |
741,15 |
697,3 |
578,05 |
460,09 |
343,34 |
227,31 |
|
4 |
Энтальпия питательной воды на выходе из подогревателя |
кДж/кг |
1205,6 |
1042,3 |
888,6 |
741,15 |
697,3 |
578,05 |
460,09 |
343,34 |
|
5 |
Температура конденсата греющего пара |
оС |
279 |
245 |
213 |
175 |
170 |
142,4 |
114,7 |
87 |
|
6 |
Энтальпия конденсата греющего пара отбора |
кДж/кг |
1231,4 |
1061,5 |
911,43 |
741,2 |
719,2 |
599,5 |
481,28 |
364,3 |
|
7 |
Давление отбираемого пара |
МПа |
6,3202 |
3,65 |
2,02 |
0,9 |
0,79 |
0,382 |
0,169 |
0,0625 |
|
8 |
Энтальпия отбираемого пара |
кДж/кг |
3040 |
2936 |
3436 |
3268 |
3240 |
3104 |
2964 |
2808 |
Рис. 3
Расчет подогревателей (рис. 3):
ПВД 1
Уравнение теплового баланса:
Потери теплоты от излучения нет.
ПВД 2
Рис. 4
ПВД3
Рис. 5
Деаэратор
Рис. 6
ПНД 4
Рис. 7
Рис. 8
ПНД 5
ПНД 6
Рис. 9
ПНД 7
Рис. 10
ПНД 8
Рис. 11
Расходы пара в регенеративные подогреватели в кг/с
Внутренние мощности отсеков турбины в кВт:
Суммарная мощность турбины в кВт:
Относительная ошибка:
Рис. 12 - Процесс расширения пара в одновенечной регулирующей ступени
4. Расчет регулирующей ступени
Определение кинематических параметров потока и относительного лопаточного КПД
Регулирующая ступень, согласно прототипу, одновенечная.
Окружная скорость на среднем диаметре ступени
U=πdсрn
Принимаю средний диаметр ступени dср=1м
Страницы: 1, 2
