Методические указания к расчету одновенечной регулирующей ступени мощной паровой турбины
Часть 1
Выбор исходных данных и параметров при расчете турбинной ступени
При расчете турбинной ступени устанавливают форму проточной части сопловых и рабочих решеток, определяют их размеры, шаг расположения лопаток в соответствующих решетках, углы их установки, а также выбирают конструкции надбандажных и диафрагменных уплотнений. Перед расчетом ставятся две основные задачи:
1). Определение экономичности турбинной ступени.
2). Обеспечение требуемой надежности всех ее элементов.
Оценка экономичности ступени осуществляется по рассчитанному значению ее относительного внутреннего КПД, а надежности - по сравнению напряжений растяжения и изгиба в рабочих лопатках с допускаемыми напряжениями.
Итогом расчета является определение внутренней мощности ступени.
Исходными данными для расчета являются следующие величины: расход водяного пара G, кг/с; его термодинамические параметры р 0, МПа (кПа), t 0,0С; скорость потока на входе в ступень с 0 = 0, м/с и ее направление (угол a 0 = 90°). Известными также являются средний диаметр dср, м частота вращения ротора турбины n = 50 с-1, хорды сопловой и рабочей лопаток b1, b2, м, располагаемый теплоперепад ступени по параметрам торможения 
кДж/кг.
Процесс расширения в ступени представлен на рис.1.1.
Следует обратить внимание:
- так как скорость на входе в ступень С0 = 0, то точки начала процесса расширения 
и 0 совпадают;
- начало процесса расширения в регулирующей ступени это точка 0 ' в расчете G0, Gк;
-.если при выполнении расчета оказывается, что значение еопт >1, то с учетом конструкции сопловых коробок принимается для регулирующей ступени емах =0,8…0,85.
Последовательность расчета представлена в табл.1.1.
Рис.1.1 Процесс расширения в ступени
Таблица 1.1 Последовательность расчета регулирующей ступени
| № | Показатель | Формула или источник | Выражение в цифрах | Ответ |
| Расход пара G, кг/с | Исходные данные | -------------------------- | ||
| Средний диаметр d, м | Исходные данные | -------------------------- | ||
| Частота вращения n, с-1 | Исходные данные | -------------------------- | ||
| Окружная скорость на среднем диаметре u, м/с | u=πdn | |||
Давление пара перед ступенью  , МПа
| Точка 0' в расчете G0, Gк | -------------------------- | ||
Температура пара перед ступенью  , °С
| Точка 0' в расчете G0, Gк | -------------------------- | ||
Энтропия пара перед ступенью  , кДж/(кгK)
| Точка 0' в расчете G0, Gк | -------------------------- | ||
Энтальпия пара перед ступенью  , кДж/кг
| -------------------------- | |||
| Скорость пара на входе в ступень с0, м/с | Исходные данные | -------------------------- | ||
Энтальпия торможения перед ступенью  , кДж/кг
| Точка 0' в расчете G0, Gк | |||
Изоэнтропийный теплоперепад ступени по параметрам торможения  , кДж/кг
| Исходные данные | -------------------------- | ||
| Степень реактивности ρ | Принимаем в диапазоне ρ=0,05-0,10 | -------------------------- | ||
Изоэнтропийный теплоперепад сопловой решетки по параметрам торможения  , кДж/кг
| 
| |||
Изоэнтропийный теплоперепад в рабочей решетке по статическим параметрам  , кДж/кг
| 
| |||
| Теоретическая энтальпия за сопловой решеткой h1t, кДж/кг | 
| |||
| Давление за сопловой решеткой p1, МПа | h, s –диаграмма (по h1t и )
| -------------------------- | ||
| Удельный объем за сопловой решеткой (теоретический) v1t, м3/кг | h, s –диаграмма (по h1t и )
| -------------------------- | ||
| Теоретическая скорость выхода из сопловых лопаток c1t, м/с | 
| |||
| Скорость звука за сопловой решеткой (теоретическая) a1t, м/с | 
| |||
| Число Маха по скорости c1t | M1t= c1t/ a1t | |||
Выходная площадь сопловой решетки (предварительная)  , м2 при 
| 
| |||
| Угол α1э направления скорости с1t, град | Принимаем в диапазоне α1э=10-16° | -------------------------- | ||
| Произведение el1, м | el1 = F1/(πdрсsin α1э) | |||
| Оптимальное значение степени парциальности eопт | 
| |||
Высота сопловых лопаток  , м
| l1 = el1/eопт | |||
| Размер хорды профиля сопловой решетки b1, м | Исходные данные | -------------------------- | ||
| Уточняем коэффициент расхода сопловой решетки µ1 | µ1=0,982-0,005(b1/l1) |
Продолжение следует
