Детали машин : Классификация современных паровых турбин
Классификация современных паровых турбин
МИНИСТЕРСТВО
ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное
агентство по образованию
Государственное
образовательное учреждение высшего профессионального образования «Новосибирский
государственный технический университет»
РЕФЕРАТ
на тему «Классификация современных паровых турбин»
по дисциплине «Введение в направление»
Проверил: Выполнил:
проф. Щинников П.А. студент
Парубец А.А.
группа ТЭ-51
Отметка о защите
________________
Новосибирск, 2009
Введение
Паровая турбина является силовым двигателем, в котором
потенциальная энергия пара превращается в кинетическую, а кинетическая в свою
очередь преобразуется в механическую энергию вращения вала. Вал турбины непосредственно
или при помощи зубчатой передачи соединяется с рабочей машиной. В зависимости
от назначения рабочей машины паровая турбина может быть применена в самых
различных областях промышленности: в энергетике, на транспорте, в морском и
речном судоходстве и т.д.
Паровая турбина является основным типом двигателя на
современной тепловой электростанции и в том числе атомной. Паровая турбина
обладает большой быстроходностью, отличается сравнительно малыми размерами и массой
и может быть построена на очень большую мощность (более 1000 МВт), превышающую
мощность какой-либо другой машины. Вместе с тем у паровой турбины исключительно
хорошие технико-экономические показатели: относительно небольшая удельная
стоимость, высокие экономичность, надежность и ресурс работы, составляющий
десятки лет.
Задачей данной работы является ознакомление с
многообразием паровых турбин. Все многообразие современных паровых турбин можно
классифицировать по 8 основным признакам:
1. По использованию в промышленности;
2. По числу ступеней;
3. По направлению потока пара;
4. По числу корпусов (цилиндров);
5. По принципу парораспределения;
6. По принципу действий пара;
7. По характеру теплового процесса;
8. По параметрам свежего пара;
Классификация паровых турбин
В зависимости от конструктивных особенностей,
характера теплового процесса, параметров свежего и отработавшего пара и
использования в промышленности существуют различные признаки классификации паровых
турбин.
1. По использованию в промышленности все турбины
делятся на:
а) транспортные турбины - турбины нестационарного типа с переменным числом
оборотов; турбины этого типа применяются для привода гребных винтов крупных
судов (судовые турбины) и на железнодорожном транспорте (турболокомотивы).
б) Стационарные паровые турбины - это турбины, сохраняющие при эксплуатации
неизменным свое местоположение. Стационарные турбины в свою очередь
подразделяются на:
1) Энергетические турбины - турбины стационарного типа с
постоянным числом оборотов, предназначенные для привода электрических
генераторов, включенных в энергосистему, и отпуска теплоты крупным потребителям,
например (жилым районам, городам и т.д.). Их устанавливают на крупных ГРЭС, АЭС
и ТЭЦ; Энергетические турбины характеризуются прежде всего большой мощностью, а
их режим работы - практически постоянной частотой вращения. Подавляющее
большинство энергетических турбин выполняют на номинальную частоту вращения
3000 1/мин. Их называют быстроходными. Для АЭС некоторые турбины
выполняют тихоходными - на частоту вращения 1500 1/мин. [2]
2) Промышленные и вспомогательные турбины - турбины
стационарного типа с переменным числом оборотов. Промышленные турбины служат
для производства теплоты и электрической энергии, однако их главной целью является
обслуживание промышленного предприятия, например металлургического,
текстильного, химического и т.д. Часто чаткие турбины работают на мальмощную
индивидуальную электрическую сеть, а иногда используются для привода агрегатов
с переменной частотой вращения, например воздуходувок доменных печей. Мощность
промышленных турбин существенно меньше, чем энергетических.
Вспомогательные турбины используются для обеспечения технологического
процесса производства электроэнергии - обычно для привода питательных насосов,
вентиляторов, воздуходувок котла и т.д.; [2]
2. По числу ступеней:
а) одноступенчатые турбины - с одной или несколькими ступенями
скорости; эти турбины (обычно небольшой мощности) применяются главным образом
для привода центробежных насосов, вентиляторов и других аналогичных механизмов;
б) многоступенчатые турбины активного и реактивного типов малой,
средней и большой мощности. [1]
3. По направлению потока пара:
а) осевые турбины, в которых поток пара движется вдоль оси турбины;
б) радиальные турбины, в которых поток пара движется в плоскости,
перпендикулярной оси вращения турбины; иногда одна или несколько последних ступеней
мощных радиальных конденсационных турбин выполняются осевыми. Радиальные
турбины в свою очередь подразделяются на имеющие неподвижные направляющие
лопатки и на имеющие только вращающиеся рабочие лопатки.[1]
4. По числу корпусов (цилиндров):
а) однокорпусные (одноцилиндровые);
б) двухкорпусные (двухцилиндровые);
в) многокорпусные (многоцилиндровые).
Большинство турбин выполняют многоцилиндровыми. Это позволяет получить
более высокую мощность в одном агрегате, что удешевляет и турбину и электростанцию.
Наибольшее число цилиндров, из которых состоит современная турбина - 5. [2]
Многоцилиндровые турбины, у которых валы отдельных корпусов составляют
продолжение один другого и присоединены к одному генератору, называются
одновальными; турбины с параллельным расположением валов называются многовальными.
В последнем случае каждый вал имеет свой генератор. [1]
5. По принципу парораспределения:
а) турбины с дроссельным парораспределением, у которых свежий пар поступает
через один или несколько одновременно (в зависимости от развиваемой мощности)
открывающихся клапанов, в настоящий момент не находят применения;
б) турбины с сопловым парораспределением, у которых свежий пар
поступает через два или несколько последовательно открывающихся регулирующих клапанов;
в) турбины с обводным парораспределением, у которых, кроме подвода свежего
пара к соплам первой ступени, имеется подвод свежего пара к одной, двум или
даже трем промежуточным ступеням (устаревшие турбины).[1]
6. По принципу действий пара:
а) активные турбины, в которых потенциальная энергия пара превращается
в кинетическую в каналах между неподвижными лопатками или в соплах, а на
рабочих лопатках кинетическая энергия пара превращается в механическую работу;
в применении к современным активным турбинам это понятие несколько условно, так
как они работают с некоторой степенью реакции на рабочих лопатках, возрастающей
от ступени к ступени по направлению хода пара, особенно в конденсационных
турбинах. Турбины активного типа выполняются только осевыми;
б) реактивные турбины, в которых расширение пара в направляющих и
рабочих каналах каждой ступени происходит примерно в одинаковой степени. Эти турбины
могут быть как осевыми, так и радиальными, а последние в свою очередь могут исполняться
как с неподвижными направляющими лопатками, так и с только вращающимися
рабочими лопатками.
7. По характеру теплового процесса:
а) конденсационные турбины с регенерацией; в этих турбинах основной
поток пара при давлении ниже атмосферного направляется в конденсатор. Так как
скрытая теплота парообразования, выделяющаяся при конденсации отработавшего
пара, у данного типа турбин полностью теряется, то для уменьшения этой потери
из промежуточных ступеней турбины осуществляется частичный, нерегулируемый по
давлению отбор1 пара для подогрева питательной воды; количество
таких отборов бывает от 2—3 до 8—9 [1]. Главное назначение конденсационных
турбин - обеспечивать производство электроэнергии, поэтому они являются
основными агрегатами мощных ТЭС и АЭС (мощность крупных конденсационных
турбоагрегатов достигает 1000-1200 Мвт)[2].
б) теплофикационные турбины с одним или двумя регулируемыми (по давлению)
отборами пара из промежуточных ступеней для производственных и отопительных
целей при частичном пропуске пара в конденсатор.[1] Они предназначены для
выработки теплоты и электрической энергии. Турбина может иметь отопительный
отбор для отопления зданий, предприятий и т.д., производственный отбор для
технологических нужд промышленных предприятий а также и тот и другой отбор.
[2].
в) турбины с противодавлением, тепло отработавшего пара которых используется
для отопительных или производственных целей. В ней пар из последней ступени
направляется не в конденсатор, а обычно производственному потребителю. К этому
типу турбин, хотя и несколько условно, можно отнести также и турбины с
ухудшенным вакуумом, у которых тепло отработавшего пара может использоваться
для отопления, горячего водоразбора или технологических целей [1];
г) предвключенные турбины (это также турбины с противодавлением), но их
отработавший пар используется для работы в турбинах среднего давления. Такие
турбины обычно работают при высоких параметрах свежего пара и применяются при надстройке
электростанций средних параметров с целью повышения экономичности их работы.
Под надстройкой электростанции понимают установку на ней котлов высокого,
сверхвысокого и сверхкритического давлений и предвключенных турбин в качестве
блока высокого давления на базе существующей станции среднего давления;
д) турбины с противодавлением и регулируемым по давлению отбором пара
из промежуточной ступени. Таким образом, главным назначением такой турбины
является производство пара заданного давления (в пределах 0,3-3 Мпа).[2];
е) турбины мятого пара, использующие для выработки электроэнергии отработавший
пар молотов, прессов и паровых поршневых машин;
1 Отбор пара - количество пара, которое
отдается турбиной для внешнего теплового потребления, .т.е. сверх расхода
на регенеративный подогрев питательной воды.[3]
|
|
ж) турбины двух и трех давлений с
подводом отработавшего пара различных давлений к промежуточным ступеням
турбины.
Турбины, перечисленные в п. «б»—«д», кроме
регулируемых отборов пара, обычно имеют нерегулируемые отборы для регенерации.
По ГОСТ 3618-82 приняты следующие обозначения турбин.
Первая буква характеризует тип турбины;
К — конденсационная;
Т — теплофикационная с отопительным отбором пара;
П — теплофикационная с производственным отбором пара для промышленного
потребителя;
ПТ — теплофикационная с производственным и отопительным регулируемыми
отборами пара;
Р — с противодавлением;
ПР — теплофикационная с производственным отбором и противодавлением; ТР
— теплофикационная с отопительным отбором и противодавлением;
ТК — теплофикационная с отопительным отбором и большой конденсационной
мощностью;
КТ — теплофикационная с отопительными отборами нерегулируемого давления.
После буквы в обозначении указываются мощность
турбины, МВт (если дробь, то в числителе номинальная, а в знаменателе
максимальная мощность), а затем начальное давление пара перед стопорным
клапаном турбины, МПа (кгс/см2 в старых обозначениях). Под чертой
для турбин типов П, ПТ, Р и ПР указывается номинальное давление производственного
отбора или противодавление, МПа (кгс/см2) [3].
8. По параметрам свежего пара1 :
а) турбины среднего давления, работающие на свежем паре с давлением
34,3 бар и температурой 435°С;
б) турбины повышенного давления, работающие на свежем паре с давлением
88 бар и температурой 535°С;
в) турбины высокого давления, работающие на свежем паре с давлением
127,5 бар и температурой 565°С, с промежуточным перегревом пара до температуры
565°С;
г) турбины сверхкритических параметров, работающие на свежем паре с
давлением 235,5 бар и температурой 560°С с промежуточным перегревом пара до
температуры 565°С. [1]
|
|
1 Свежий пар - пар перед стопорными
клапанами турбины или цилиндра высокого давления многоцилиндровой паровой
турбины[3]
|
|
Заключение
Таким образом в реферате представлены основные
классификационные признаки современных паровых турбин. Учтен их широкий спектр
и техническое многообразие.
Список литературы
1.
Шляхнин П.Н. Паровые и
газовые турбины. Учебник для техникумов. Изд. 2-е, перераб. и доп., М.,
"Энергия", 1974. - 224с.
2.
Трухний А.Д. Стационарные
паровые турбины. - 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1990. -
640с.;
3.
Паровые и газовые турбины
атомных электростанций: Учеб. пособие для вузов/ Б.М. Трояновский, Г.А.
Филиппов, А.Е. Булкин - М.: Энергоатомиздат, 1985 - 256с., ил.
|