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 мас-сой 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 клас-сифицировать 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 эксплуа-тации неизменным свое местоположение. Стационарные турбины в свою оче-редь 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, на-пример (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 номиналь-ную частоту вращения 3000 1/мин. Их называют быстроходными. Для АЭС не-которые 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 метал-лургического, 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 на-сосов, 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 механиз-мов; 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, перпенди-кулярной оси вращения турбины; иногда одна или несколько последних ступеней мощных радиальных конденсационных турбин выполняются осевыми. Радиальные турбины в свою очередь подразделяются на имеющие не-подвижные 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 элек-тростанцию. 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 разви-ваемой 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 кла-панов; в) турбины с обводным парораспределением, у которых, кроме подвода свеже-го 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 ра-боту; 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 умень-шения этой потери из промежуточных ступеней турбины осуществляется частичный, нерегулируемый по давлению отбор1 пара для подогрева пита-тельной воды; количество таких отборов бывает от 2—3 до 8—9 [1]. Главное назначение конденсационных турбин – обеспечивать производство элек-троэнергии, 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 давле-нию) 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 по-следней 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 сверх-критического 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 отрабо-тавший пар молотов, прессов и паровых поршневых машин; 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
па-ра, 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 конденсацион-ной мощностью; КТ — теплофикационная с отопительными отборами нерегулируемого давле-ния.
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 противодав-ление, 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 давле-нием 235,5 бар и температурой 560°С с промежуточным перегревом пара до температуры 565°С. [1]
Заключение Таким образом в реферате представлены основные классификационные признаки современных паровых турбин. Учтен их широкий спектр и техниче-ское 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.: Энерго-атомиздат, 1985 – 256с ил.