ПРЕДЕЛЬНАЯ МОЩНОСТЬ ТУРБИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЛА СТУПЕНЕЙ В ЦИЛИНДРЕ ТУРБИНЫ
Индивидуальное домашнее задание № 5
по дисциплине “Турбомашины АЭС”
| Выполнил студент гр. 5021 | ______________ | Юрков М.М. |
| Проверил доцент каф. АТЭС | ______________ | Беляев Л.А. |
Томск 2015
Задача 5-39
Для условий индивидуального домашнего задания № 5 по дисциплине «Термодинамические циклы АЭС» определить:
А) число потоков в турбине и составить конструктивную схему турбины;
Б) число ступеней в проточной части ЧВД и распределить теплоперепады между ними.
Дополнительные данные и условия:
- частота вращения ротора турбины n = 25 с-1;
- ЧВД двухпоточная;
А) Определение числа потоков в турбине и составление конструктивной схемы турбины;
Определяем предельную мощность для однопоточной турбины
Определим число потоков в турбине
Б) Определение числа ступеней в проточной части ЧВД
1. Принимаем диаметр первой ступени 
(для ЧВД)
2. Определяем высоту сопел первой ступени:
Принимаем: 
(
), 
,
Задаем 
Найдем располагаемый теплоперепад от параметров торможения
Определим теплоперепад, приходящийся на сопловую решетку
Реактивность средняя по высоте
Отсюда
Тогда
Скорость на выходе из сопловой решетки
Энтальпия на выходе из сопловой решетки
Тогда удельный объем за сопловой решеткой
Расход пара в одну из частей двухпоточного цилиндра ЧВД:
Получаем:
3. Определяем корневой диаметр 
– диаметр корневых сечений профильной части рабочих лопаток.
Принимаем корневой диаметр всех ступеней постоянным, т.е. 
.
Тогда 
4. Определяем диаметр последней ступени 
.
По уравнению неразрывности
т.к. 
то 
.
Выразим и вычислим методом итерации
Где 
расход пара на выходе из ЧВД с учетом отборов пара в регенеративные подогреватели
удельный объем пара на выходе из ЧВД 
скорость на выходе из ЧВД, 
Тогда
Тогда 
высота лопаток последней ступени ЧВД
5. Выбираем произвольный отрезок а на оси абсцисс.
6. Проводим линию изменения оптимального отношения скоростей
где 
7. Определяем оптимальные теплоперепады и проводим линию изменения 
9. Определяем среднее значение располагаемого теплоперепада.
Делим отрезок a на 
отрезков.
Рис 1. Диаграмма изменения располагаемого теплоперепада, диаметра и отношения скоростей
10. Число ступеней определяется следующим образом:
– располагаемый теплоперепад в части высокого давления,
;
– коэффициент возврата теплоты.
– для влажного пара; z – предварительное число ступеней, примем z = 11:
Отсюда:
11. Определяем диаметры и располагаемые теплоперепады каждой из 
ступеней. Делим отрезок а на 
отрезков
Рис 2. Диаграмма для определения числа ступеней и распределения теплоперепадов по ступеням
Уточнение значений теплоперепадов:
Тогда
| Таблица 1. Распределение теплоперепадов по ступеням | |||||||||||
| Номер ступени | I | II | III | IV | V | VI | VII | VIII | IX | X | XI |
| Средний диаметр | 1,600 | 1,607 | 1,613 | 1,620 | 1,627 | 1,634 | 1,640 | 1,647 | 1,654 | 1,660 | 1,667 |
| Предварительный теплоперепад | 30,96 | 29,59 | 29,40 | 29,43 | 29,51 | 29,59 | 29,67 | 29,73 | 29,78 | 29,86 | 29,95 |
| Окончательный теплоперепад | 30,22 | 28,85 | 28,66 | 28,69 | 28,77 | 28,85 | 28,93 | 28,99 | 29,04 | 29,12 | 29,21 |
Вывод
В ходе проделанной работы было определено число поток в турбине (Z = 4), число ступеней в проточной части ЧВД (равное 11), а также найдено распределение теплоперепадов между ступенями. Была составлена конструктивная схема турбины
Были выполнены основные требования:
– обеспечена высокая экономичность
– высоты лопаток выше минимально допустимых
– обеспечена плавность раскрытия проточной части ЧВД в меридиональной плоскости.
