Судового парового турбопривода

При выполнении предварительного теплового расчета судового парового турбопривода решаются следующие основные вопросы:

- принимается общее число ступеней и КПД турбопривода;

- предварительно рассчитывается последняя ступень;

- определяется расход пара на турбину, необходимый для обеспечения заданной мощности;

- определяется номинальная частота вращения ротора;

- определяются средние диаметры и теплоперепады для каждой ступени;

- определяется значение давления до и после каждой ступени.

Предварительный тепловой расчет турбопривода выполняется в соответствии с методикой, изложенной в таблице 1 с учетом ссылок на пункты методических указаний, помещенных на С.24 после этой таблицы.

В графе 5 таблицы 1 следует указывать способ определения величин и приводить расчетные формулы с буквенными и цифровыми значениями подставляемых в эти формулы величин. Формулы, непомещающиеся в графе 5 табл.1, следует выписывать на отдельную страницу и нумеровать, а в графе 5 давать ссылку на этот номер, например “см. ф.3”.

Таблица 1- Предварительный тепловой расчет парового турбопривода

Наименование параметров	Обозначение	Раз-мерность	Расчетная формула или способ определения	Числен. вели- чина
1. Электрическая мощность турбогенератора	Nэл	кВт	задана, см.Указания п.1
2. Параметры пара перед соплами турбины - давление - температура	Ро t o	МПа о С	задано   задана	1,5
3. Давление в конденсаторе	Рк	МПа	задано	0,005
4. Скорость пара в выпуск- ном патрубке	сх	м/с	принимается, см. Указания, п.2
5. Скоростной коэффициент выпускного патрубка	yх	-	принимается, см. Указания п.2	0,85
6. Потеря в выпускном патрубке	qx	кДж кг		8,4
7. Давление за последней ступенью турбины	Р2	МПа	по IS-диаграмме, см.Указания, п.2, рис.4	0,0052
8. Изоэнтропийный теплоперепад в турбине	Н а Т	кДж кг	по IS-диаграмме, см. рис.4
9. Число ступеней турбины, включая регулировочную (предварительно);	z¢	шт	принимается, см.Указания, п.3
- число нерегулируемых ступеней	z	шт	z = z¢ - 1
10.Поправка на число ступеней турбины	h¢эл	-	определяется по графику на рис.5	0,55
11. Температура насыщения пара при давлении Ро	tн	оС	определяется по IS-диаграмме или по формуле tн @ 100 (10 Р0 ) 0 ,25 - 2	194,8
12. Степень перегрева пара перед соплами турбины	D to	oC	D to = t o – t н	115,2
13.Поправка на степень перегрева пара перед соплами	k1	-	определяется по рис.6, см. Указания, п.4	1,01
14. Поправка на число ступеней	k¢¢2	_	определяется по рис.7, кривые 5 – 9	1,045
15. Поправка на мощность	k²2	_	определяется по рис.7, кривые 1 – 4	1,01

 

 

Продолжение табл. 1

Наименование параметров	Обозначение	Раз-мерность	Расчетная формула или способ определения	Числен. вели- чина
16. Поправка на начальное давление	k2	_	k2 = k¢¢2 × k²2	1,055
17. Поправка на число ступеней	k¢¢3	_	определяется по рис.9, кривые 1 – 6	1,0
18. Поправка на мощность	k²3	_	определяется по рис.9, кривые 7 – 9	1,0
19. Поправка на давление за турбиной	k3	_	k3 = k¢¢3 × k²3	1,0
20. Электрический КПД турбогенератора	hэл	_	см. п.4 hэл = h¢эл k1 k2 k3	0,586
21. Расход пара на турбину	GT	кг/с		0,9155
22. КПД электрогенератора	hэг	_	принимают hэг = 0,93 – 0,94	0,93
23. Коэффициент утечки в концевых уплотнениях	hку	_	принимают hку = 0,97 – 0,98	0,97
24. Коэффициент утечки пара в зазоры штоков сопловых клапанов	hшТ	_	принимают hшТ = 0,995	0,995
25. Механический КПД турбины	hм	_	hм =1 - 1,233( Nэл ) – 0,5	0,945
26. Механический КПД редуктора	hр	_	hр=1 - 1,075(Nэл) – 0,5	0,952
27. Внутренний КПД турбины	h i T	_	h i T = см. п.5	0,726
28. Внутренний теплоперепад в турбине	НіТ	кДж кг	НіТ = НаТ h iT	676,6
29.Относительная скорость пара при выходе из рабочих каналов	w2	м/с	принимают w2=250...300 м/с
30.Угол выхода из рабочих каналов	b2	град.	принимают b2 = 30...32о
31.Относительный диаметр	lz	_	принимают lz = 4...8

 

Продолжение табл. 1

Наименование параметров	Обозначение	Раз-мерность	Расчетная формула или способ определения	Числен. вели- чина
32. Удельный объем пара за последней ступенью	vz	м3/кг	определяют по IS-диаг-рамме, см. Указания, п.6	25,0
33. Средний диаметр пос-ледней ступени	Dz	м	см.Указания, п.п.6 и 7, рис. 10	0,5245
34. Окружная скорость на среднем диаметре последней ступени	uz	м/с	принимают, см. Указания, п.8
35. Частота вращения ротора турбины	n	об/мин
36. Высота рабочей лопатки последней ступени	Lлz	м		0,105
37. Диаметр дисков нерегулируемых ступеней	Dд	м	Dд = Dz - Lлz см. Указания, п.10	0,419
38. Высота рабочей лопатки 1-ой нерегулируемой ступени	Lл1	м	принимают Lл1 = 0,010...0,015 м	0,010
39. Средний диаметр 1-ой нерегулируемой ступени	D1	м	D1 = Dд + Lл1	0,429
40. Средний диаметр условной средней ступени	Dср	м	Dср =	0,474
41. Высота рабочей лопатки условной средней ступени	Lл ср	м	Lл ср = Dср- Dд	0,055
42. Тип регулировочной ступени	_	_	выбирается либо задан	одно-венечная
43. Средний диаметр регулировочной ступени	Dрег	м	принимается см.Указания, п. 12	0,429
44. Высота рабочей лопатки регулировочной ступени	Lл р	м	принимается Lл р = 0,010...0,015 м	0,010
45. Окружная скорость на среднем диаметре регулировочной ступени	up	м/с	up =	204,7
46. Изоэнтропийная характеристика на среднем диаметре регулировочной ступени	nиз р	_	принимается, см. Указания, п. 13	0,35

 

Продолжение табл. 1

Наименование параметров	Обозначение	Размерность	Расчетная формула или способ определения	Числен. вели- чина
47. Изоэнтропийный теплоперепад регулировочной ступени	hap	кДж кг
48. Угол выхода потока из сопел 1-ой и последней нерегулируемых ступеней	a11 a1Z	град.   град.	принимается a11 = 10...12о a1Z = 20...30о
49. Относительный диаметр 1-ой нерегулируемой ступени	l1	_		42,9
50. Степень реакции на среднем диаметре   - 1 - ой ступени –   - последней ступени –	r 1 r z			0,0461   0,360
51. Скоростной коэффициент сопел	j	_	принимается j = 0,95...0,97	0,97
52. Изоэнтропийные характеристики нерегулируемых ступеней: 1 – ой ступени – условной средней – последней ступени –	nи1 nи ср nи z	_   _   _	; ; ;	0,4645   0,4813   0,4988
53. Изоэнтропийные теплоперепады нерегулируемых ступеней: 1 – ой ступени –   условной средней –   последней ступени –	ha1 hacp haZ	_   _   _	j = 1, ... , z – номер ступени	97,2   110,5   125,7
54. Средний изоэнтропий-ный теплоперепад условных ступеней	ha	кДж кг		111,1
55. Коэффициент возврата тепла	R	_	принимается R = 1,04...1,07	1,06

 

Продолжение табл. 1

Наименование параметров	Обоз-начение	Раз-мерность	Расчетная формула или способ определения	Числен. вели- чина
56. Количество нерегулируемых ступеней (уточнение)	Z	шт		7,35 принято
57. Уточненный средний теплоперепад		кДж кг		116,7
58. Уточненный теплоперепад нерегулируемых ступеней 1 – ой ступени – условной средней – последней ступени –	h¢a1 h¢acp h¢aZ	кДж кг   -“-   -“-	j = 1, ... , Z	102,1   116,1
59. Средние диаметры нерегулируемых ступеней	D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7	м м м м м м м	D1 – см. п.39, табл.1 D2 ... D7 – определяются графическим методом, см.Указания п.11, рис.11 D7 = DZ , см. табл.1 п.33,	0,429 0,445 0,460 0,474 0,490 0,510 0,524
60. Высоты рабочих лопаток нерегулируемых ступеней	Lл1 Lл2 Lл3 Lл4 Lл5 Lл6 Lл7	м м м м м м м	Lл1 – см. табл.1 п.38 L л 2 ... L л 7 – определют-ся графическим методом,см.Указания, п.11, рис.11 Lл7 = LлZ , см. табл.1 п.36	0,010 0,024 0,039 0,055 0,072 0,088 0,105
61. Теплоперепады нерегулируемых ступеней	h’a1 h’a2 h’a3 h’a4 h’a5 h’a6 h’a7	кДж кг -“- -“-   -“- -“- -“- -“- -“-	h’a1 – см. табл.1 п.58   h’a 2 ... h’a7 – определяются графическим методом, см. Указания, п.11, рис.11 h’a7 = h’aZ – см. табл.1 п.58	102,1 106,5 111,5 116,1 121,0 126,5 132,0
62. Небаланс теплоперепадов нерегулируемых ступеней	± Δh	кДж кг	определяют по IS-диа-грамме, см.Указания, п.14, рис. 12	+ 36

Продолжение табл. 1

Наименование параметров	Обозначение	Раз-мерность	Расчетная формула или способ определения	Числен. вели- чина
63. Окончательно уточненные теплоперепады нерегулируемых ступеней	ha1 ha2 ha3 ha4 ha5 ha6 ha7	кДж кг -“- -“-   -“- -“- -“- -“- -“-	, где j – номер ступени	108,2 112,4 117,4 121,4 127,4 132,4 137,4
64. Давления после ступеней турбины, включая регулировочную	Р2рег Р21 Р22 Р23 Р24 Р25 Р26 Р27	МПа -“- -“- -“- -“- -“- -“- -“- -“-	определяется по IS-диаграмме, см. Указания, п.14, рис. 12 Р0 = Р1 рег Р2 рег = Р11 Р21 = Р12 Р22 = Р13 .............. Р2(Z -1) = Р1Z Р2Z = Р2	0,72 0,46 0,28 0,16 0,083 0,040 0,016 0,0055