Сравнительный анализ проточных частей быстроходных и тихоходных турбин
Введение
В настоящее время при создании паротурбинных установок мощностью 1000-1200 МВт для работы в составе АЭС с реактором ВВЭР используются два типа паровых турбин: тихоходные и быстроходные. В то же время почти все зарубежные фирмы (Альстом, Сименс, Турбоатом и др.) выпускают тихоходные турбины со скоростью вращения 1500 об/мин. Опыт проектирования, изготовления и эксплуатации быстроходных турбин для таких параметров и мощности имеется только у ОАО «Силовые машины» и «Шкода». На сегодняшний день существует мнение, что для мощных паровых турбин наиболее предпочтительным является применение тихоходных паровых турбин, которые имеют большую площадь выхлопа и, соответственно, более экономичны за счет меньших потерь с выходной скоростью. В то же время при таком выводе игнорируются другие вопросы, связанные с конструктивными особенностями и принципами работы тихоходных и быстроходных турбин. Опыт проектирования паротурбинных установок большой мощности показывает, что при разработке тепловой схемы и выборе вспомогательного оборудования блока 1000-1200 МВт АЭС с реактором ВВЭР практически не возникает принципиальных трудностей и отличий, связанных с применением паровой турбины разной скорости. В этом случае при формализованном сравнительном анализе двух типов паротурбинных установок представляется необходимым выявить основные особенности работы проточных частей быстроходной и тихоходной турбин при относительно близком расчетном профиле теплового потока. схема.
Содержание
Введение…………………………………………………………………..……….3
Глава 1. Постановка и актуальность задачи…………………………………...9
1.1 Состояние вопроса……………….……………………………………..11
1.1 Этапы проектирования проточных частей многоступенчатых паровых турбин…………………………………………………………………………….11
1.2 Методы расчета и проектирования проточных частей………..………14
1.3 Пространственное проектирование ступеней многоступенчатых проточных частей паровых турбин……………………………………………..17
1.4 Структура и характер потерь энергии в проточной части многоступенчатой паровой турбины…………………………………………...20
Глава 2 Сравнительный анализ проточных частей быстроходных и тихоходных турбин……………………………………………………………31
2.1 Сравнение экономичности проточных частей быстроходных и тихоходных турбин ХТЗ Турбоатом и ЛМЗ мощностью 1000-1200 МВт для АЭС с ВВЭР60…………………………………………………………….……..31
2.2 Турбоустановка К-1200-6,8/50 для работы в блоках НВАЭС и ЛАЭС-2...............................................................................................................................45
2.3 Турбоустановка К-1200-6,8/25 для блоков АЭС с ВВЭР-1200………48
2.4 Сравнительная характеристика турбоустановок К-1200-6,8/50 и К-1200-6,8/25…………………………………………………………… ……………….42
2.5 Основные направления повышения мощности быстроходных паровых турбин для АЭС………………………………………………………………..51
Заключение……………………………………………………………………….58
Выводы…………………………………………………………………………...59
Использованная литература.
1. Лапшин К.Л. О моделировании и оптимизации проточных частей тепловых турбин//Теплоэнергетика.-1983.- № 12.- С. 34-37.
2. Гаев В.Д.Повышение экономичности паровых турбин за счет оптималь-ного проектирования проточных частей/ Дис. … канд. техн. наук. – Л., 1984. – 184с.
3. Лапшин К.Л.Оптимизация проточных частей паровых и газовых тур-бин//СПб.:Изд-во Политехн. ун-та.-2011.-177с.
4. Лапшин К.Л. К оценке профильных потерь при проектировании осевых тепловых турбин//Изв. вузов, Энергетика, 1983, № 9, с. 73-79.
5. Лапшин К.Л. К проектировочному газодинамическому расчету тепловой турбины// Изв. вузов, Энергетика.- 1980.- № 4.- С. 35-52.
6. Жуковский М.И. Аэродинамический расчет потока в осевых турбомашинах//Л.: Машиностроение.- 1967. – 287 с.
7. Завадовский А.М. Основы проектирования проточной части паровых и газовых турбин//М.: Машгиз.- 1960. – 246 с.
8. Симою Л.Л. Влияние саблевидности сопловых лопаток на работу последней ступени паровой турбины/ Л.Л. Симою, Н.Н. Гудков, М.С. Индурский, В.П. Лагун, В.Д. Гаев//Теплоэнергетика.- 1998.- № 8.- С. 37 – 41.
9. Сироткин Я.А. Одномерный проверочный расчет охлаждаемых газовых турбин// Изв. АН СССР, Энергетика и транспорт.- 1980.- № 1.- С. 137-149.
10. Степанов Г.Ю. Гидродинамика решеток турбомашин// М.: Физматгиз.- 1962. – 512 с.
11. Сироткин Я.А. Аэродинамический расчет лопаток осевых турбомашин// М.: Машиностроение.- 1972. – 448 с.
12. Гречаниченко Ю.В.Расчет периферийных концевых потерь в кольцевых решетках с коническими меридианными обводами/Ю.В. Гречаниченко, М.С. Звоницкий//Энергетич. Машиностроение, М.-1973.- вып. 15.- С. 144-150.
13. Дейч М.Е.Исследования и расчеты ступеней осевых турбин/М.Е. Дейч, Б.М.Трояновский// М.: Машиностроение.- 1964. – 628 с.
14. Клебанов А.Г. Оптимальный шаг турбинной ступени//А.Г. Клебанов, Б.И. Мамаев// Теплоэнергетика.- 1969.- № 10.- С. 56-59.
15. Абианц В.Х. Теория авиационных газовых турбин. – М.: Машиностроение, 1979, - 246 с.
16. Аронов Б.Н. О выборе значения конструктивного угла выхода в проектируемой турбинной решетке/Б.Н. Аронов, Б.И. Мамаев// Теплоэнергетика.- 1971.- №8.- С. 32-35.
17. Алексеева Р.Н. Приближенная методика определения аэродинамических в веерных решетках/Р.Н. Алексеева, Э.А Бойцова // Теплоэнергетика.- 1973.- №12.-С. 21-25.
18. Трояновский Б.М. Турбины для атомных электростанций. – 2-е изд., пе работ. И доп. – М.: Энергия, 1978. – 232 с.
19. Каталог продукции группы компаний «Силовые машины»
20. Каталог продукции группы компании Турбоатом - Харьковский турбинный завод
В результате этого процесс проектирования значительно усложняется. Во многих практических случаях при проектировании турбинной ступени с относительно короткими лопатками можно получить достаточно надежные данные при решении осесимметричной задачи в упрощенной постановке только для осевых зазоров по теории цилиндрической ступени. При этом считается, что поток в них осесимметричен, а радиальные составляющие скоростей равны нулю, т.е. наклоном и кривизной линий тока, в силу их малости, пренебрегают. Для проточных частей современных паровых турбин в группах ступеней с длинными лопатками и резко изменяющейся проточной частью, особенно в последних ступенях ЦНД, течение не является цилиндрическим. В связи с этим возникла необходимость в создании и внедрении в инженерную практику методов расчета пространственного потока в ступенях с длинными лопатками. При решении таких задач приходится задавать наклон и кривизну меридианных линий тока.