Билет №2. 1. Предельная мощность однопоточной конденсационной турбины

Последние ступени конденсационных турбин отличаются большими высотами сопловых и рабочих лопаток, так как эти ступени в турбине работают с наибольшим объемным расходом пара. В связи с большой длинной рабочих лопаток последней ступени их механическая прочность находится на пределе. Другими словами, предельный расход пара, который можно пропустить через последнюю ступень, зависит от механической прочности рабочих лопаток последней ступени. Предельных расход пара, который можно пропустить через один поток ступени низкого давления, определяет и предельную внутреннюю мощность однопоточной конденсационной турбины, которую приближенно подсчитывают по формуле

где – расход пара в конденсатор однопоточной турбины, m – коэффициент учитывающий выработку мощности потоками пара, направляемыми в регенеративные отборы (зависит от параметров свежего пара, число регенеративных отборов, температуре питательной воды) Значение находится в переделах 1,1 – 1,3

Расход пара можно определить из уравнения неразрывности, записанному для сечения за рабочими лопатками последней ступени:

с учетом всех преобразований (угол выхода потока в абсолютном движении равнее 90 градусов)

Из этого уравнения видно, что для повышения предельной мощности осевая площадь Ω должна выбираться максимально возможной. При заданной частоте вращения максимальная площадь Ω ограничивается прочностными свойствами и плотностью материала лопаток.

Мощность однопоточной турбины равна:

Из этой формулы видно, что предельная мощность однопоточной турбины зависит от шести основныхз параметров

· Значение определяется допустимыми напряжениями на растяжение для материала лопатки. Для нержавеющей стали .

· Выходная скорость зависит от допустимой потери энергии, выбор кот орой определяется стоимостью топлива, числом часов использования установки, капитальными и эксплеатационными затратами на конденсационную установку и др.

· Располагаемый теплоперепад турбины H0 зависит от параметров пара перед ней. Для турбин АЭС работающих на влажном паре, H0 значительно меньше, чем для турбин, использующих перегретый пар, поэтому и предельная мощность этих турбин приблизительно на 20% меньше, чем у турбин, работающих на перегретом паре.

· Удельный объем пара за последней ступенью зависит от давления в конденсаторе р_к. Повышая давление и уменьшая сооствественно , можно добиться повышения предельной мощности.

· Частота вращения ротора n оказывает значительное влияние на предельную мощность турбины. При уменьшении n в 2 раза предельная мощность турбины увеличивается в 4 раза.

· Плотность материала рабочих лопаток ρ влияет на предельную мощность турбины в совокупности с допустимым напряжением этого материала σ. Здесь удобно рассматривать влияние отношения ρ/ σ: чем меньше ρ/ σ для материала рабочих лопаток, тем больше предельная мощность турбины.

Другим способом повышения предельной мощности является применение двухъярусных лопаток в преплоследней ступени, которая называется ступенью Баумана.