Дополнительные потери в ступени. Потери трения диска

Экзаменационный билет № 9

 

1. Требования к плотности стопорных и регулирующих клапанов.

Способ проверки плотности стопорных и регулирующих клапанов паровых турбин, заключающийся в закрытии проверяемого клапана, поддержании номинального давления пара перед клапаном, замере частоты вращения ротора турбины, сравнении ее с номинальной величиной и по результатам замера принятии решения о необходимости ремонта клапана: в частности, в случае снижения числа оборотов до величины, не превышающей 50% номинального значения, считают плотность клапана достаточной для дальнейшей эксплуатации, в случае снижения числа оборотов ротора до величины, превышающей 50% номинального значения, принимают решение о ремонте клапана.                

Указанный способ является довольно длительным и характеризуется повышенной трудоемкостью, обусловленной сложностью поддержания номинального давления пара перед закрытым клапаном, а также он сопряжен с перерасходом топлива, обусловленным медленным снижением частоты вращения ротора турбины, особенно при ухудшении плотности. Перед замером плотности стопорного либо регулирующего клапана, клапан закрывают, затем подключают ваттметр и при помощи ваттметра измеряют величину обратной активной мощности, потребляемой турбогенератором, сравнивают ее с величиной обратной активной мощности, указанной в паспорте турбины ее заводом-изготовителем, и, в случае снижения замеренной величины по сравнению с паспортной, принимают решение о необходимости ремонта клапана.

Относительное расширение ротора. Общие положения.

Контроль за относительным расширением ротора позволяет косвенно определить осевые зазоры между вращающимися и неподвижными частями турбины во всех режимах работы и своевременно принять меры для предотвращения задеваний. Относительное осевое перемещение роторов и корпусов влажнопаровых турбин определяется главным образом соотношением скоростей прогрева вращающихся и неподвижных деталей.

Скорость прогрева, в свою очередь, прямо зависит от интенсивности теплообмена и площади поверхности, участвующей в теплообмене, и обратно зависит от массы и теплоемкости. Скорость прогрева корпусов высокого давления турбин АЭС вследствие их относительной тонкостенности и высоких коэффициентов теплоотдачи, характерных для влажного пара, приближается к скорости прогрева роторов. Наряду с тепловым состоянием на изменение взаимного положения деталей ротора и корпуса влияют такие факторы, как прогибы диафрагм и обойм, осевая деформация корпусов, особенно их торцевых стенок, под действием давления пара, уменьшение длины роторов при радиальном расширении их при вращении, а также изменение положения гребня упорного подшипника в его корпусе вследствие деформации деталей подшипника под действием осевого усилия на ротор или из-за перемещения гребня в пределах осевых зазоров (разбега) между ним и колодками подшипника при изменении направления действия этого усилия на противоположное и т.д. Фиксация положения ротора относительно корпуса происходит в упорном подшипнике, поэтому отсчет перемещений элементов ротора и статора для определения изменения их взаимного расположения удобно вести именно от этой точки.

 

Экзаменационный билет № 10

Мощность, развиваемая на лопатках ступени.

Построив треугольники скоростей и процесс расширения пара, можно рассчитать мощность ступени.

Мощность, развиваемая на лопатках ступени, может быть определена как произведение окружного усилия Ru на окружную скорость рабочих лопаток и:

Мощность, развиваемая потоком пара на рабочих лопатках:

Ru = G(c1 cos a1+c2 cos a2).

Мощность, развиваемая потоком пара на рабочих лопатках:

Nu = Ru· u

G - расход пара через ступень, кг/с;

R - усилие, Н

u, c - скорость, м/с;

N - мощность, Вт.

Эксцентриситет вала ротора. Общие положения.

Эксцентриситет ротора в паровой турбине является показателем изгиба вала

ротора и обычно характеризует вибрационное состояние турбины во время работы в

переходном и устойчивом режимах. Величина эксцентриситета в роторе турбины

оказывает существенное влияние на пригодность, надежность, эксплуатационные

характеристики и срок службы ротора турбины. Частые пуски и остановы паровой турбины, которые представляют собой обычное явление в установках с одновременным использованием паровой турбины и газовой турбины, ведут к увеличению эксцентриситета ротора. Увеличение эксцентриситета сверх заранее определенного порогового значения увеличивает остаточный изгиб ротора. Чрезмерный изгиб ротора обычно приводит к дисбалансу, что вызывает вибрацию ротора и может привести к трению между вращающимися деталями и неподвижными деталями паровой турбины. Трение может ухудшить эксплуатационные характеристики паровой турбины и увеличить эксплуатационные расходы.

В общем случае различают статический эксцентриситет, когда поверхность ротора концентрична относительно оси его вращения и динамический эксцентриситет, когда

присутствует несоосность поверхности ротора с осью его вращения.

Экзаменационный билет № 11

Дополнительные потери в ступени. Потери трения диска.

Потери в турбинной ступени. Рабочий процесс в турбинной ступени сопровождается потерями тепловой энергии пара; к основным из них относятся:

потери тепловой энергии (кДж/кг) в соплах турбины вследствие трения и вихревых движений пара,

потери тепловой энергии (кДж/кг) на лопатках в активной ступени,

потери тепловой энергии (кДж/кг) на лопатках в реактивной ступени,

потери тепловой энергии (кДж/кг) с выходной абсолютной скоростью,

потери тепловой энергии (кДж/кг) на трение и вентиляцию при вращении диска турбины в паре.

Потеря на трение диска о пар вызвана тем, что вращающийся диск увлекает за собой окружающие его частицы пара. На преодоление трения и сообщения частицам пара ускорения затрачивается некоторая энергия. Вентиляционные потери во много раз больше потерь на трение диска о пар, так что последними можно пренебречь, но обычно эти

потери подсчитывают вместе по эмпирическим обозначают qтв. У главных турбин вентиляционные потери обычно невелики, у вспомогательных они могут быть весьма значительными. Для уменьшения вентиляционных потерь в ступенях с частичным

впуском пара лопаточный венец прикрывают на нерабочей части окружности с обеих сторон паровым щитком-кожухом. При этом потери на трение и вентиляцию уменьшаются на 30%.