Расчет цилиндра конденсационной турбины К-200-130

Содержание

Содержание

Задание

Описание конструкции турбины К-200-

Тепловой расчет конденсационной паровой турбины

3.1. Предварительное определение расходов пара

3.2. Предварительное построение процесса расширения в турбине в i-s диаграмме

3.3. Расчет тепловой схемы. Определение расчетного значения расхода пара

3.4. Определение числа ступеней цилиндра высокого давления

3.5. Детальный расчет ступеней цилиндра высокого давления

Список используемой литературы

Приложение:

Рис. 1. Процессы расширения в турбине в i-s диаграммах

Рис. 2. Продольный разрез турбины (цилиндр высокого давления)

(1 лист формата А1)

Рис. 3. Ротор турбины (1 лист формата А2)

Рис. 4. Тепловая схема турбоустановки К-200-130 (1 лист формата А1)

2. Описание конструкции турбины К-200-130

Турбина К200130 мощностью 250 МВт на 3000 об/мин является одновальным агрегатом. Турбина рассчитана на давление и температуру свежего пара 200 бар и 560 °С и абсолютное давление в конденсаторе 0,04 бар. Промежуточный перегрев пара производится до 560 °С. Турбина работает в блоке с котельным агрегатом паропроизводительностью 640 т/ч.

Турбина трехкорпусная с раздвоенным потоком пара в ЦНД и отводами части пара через верхние ярусы предпоследних ступеней Баумана непосредственно в конденсаторы.

Свежий пар поступает через два клапана автоматического затвора, расположенных в передней части ЦВД. От этих клапанов пар по четырем трубам поступает к четырем регулирующим клапанам, расположенным на ЦВД сварнолитой конструкции. Сопловой аппарат первой ступени состоит из четырех сегментов и находится в сопловых коробках.

Проточная часть ЦВД состоит из регулирующей ступени и одиннадцати ступеней давления. Диафрагмы установлены в трех обоймах. Ротор ЦВД – цельнокованый, изготовлен из стали марки Р2 и имеет критическое число оборотов 1750 в минуту.

Концевые уплотнения ЦВД – безвтулочного типа: на концах вала выточены кольцевые канавки, а уплотнительные сегменты установлены в обоймах и удерживаются плоскими пружинами.

Пар с давлением 24,5 бар и температурой 340°С из ЦВД направляется в промежуточный пароперегреватель котла. Перегретый пар с давлением 20,8 бар и температурой 565°С через два предохранительных клапана по четырем трубам поступает к регулирующим клапанам ЦСД.

В ЦСД размещается одиннадцать ступеней давления. Диафрагмы первых трех ступеней установлены в выточках корпуса, а диафрагмы последующих восьми ступеней закрепляются в двух обоймах. Ротор ЦСД – комбинированный: первые семь дисков выточены из одной поковки с валом, а последние четыре диска насажены на вал в горячем состоянии. Критическое число оборотов ротора 1780 в минуту. Переднее концевое уплотнение безвтулочное; уплотнение вала со стороны выпускного патрубка – втулочное.

Пар с давлением 1,6 бар и температурой 235°С из ЦСД по перепускным трубам диаметром 1500 мм подводится к центральной части ЦНД и разветвляется на два потока. В каждом потоке расположено по четыре ступени. Отработавший пар из выпускных патрубков турбины направляется в два конденсатора, приваренных к выпускным патрубкам.

Корпус ЦНД состоит из их трех разъемных частей: средняя часть литая, из чугуна марки СЧ2140, а выпускные патрубки сварные. Восемь дисков ротора низкого давления насажены на вал в горячем состоянии, что обеспечивает необходимый натяг при рабочем числе оборотов. Диски закреплены на валу при помощи радиальных шпонок. Критическое число оборотов ротора 1610 в минуту. Концевые уплотнения втулочного типа. Втулки насажены на вал в горячем состоянии.

Роторы высокого, среднего и низкого давления лежат на пяти опорных подшипниках: ротор низкого давления – на двух, а роторы высокого и среднего давления – на трех. Роторы высокого и среднего давления соединены жесткой муфтой. Подвод пара в ЦВД и ЦСД производится со стороны среднего комбинированного подшипника. Такое расположение позволило уменьшить длину агрегата на 1,5 м и разгрузить упорный подшипник от осевого усилия. Это особенно важно при наличии повышенной реакции на рабочих лопатках.

Роторы ЦСД и ЦНД, а также роторы ЦНД и генератора соединены полугибкими муфтами.

Для вращения роторов при прогреве турбины до и после ее остановки предусмотрено валоповоротное устройство, смонтированное на корпусе заднего подшипника ЦНД.

Средний диаметр последней ступени равен 2100 мм при высоте рабочей лопатки 765 мм. Отношение d/l=2,75 , а окружная скорость на среднем диаметре u=330 м/сек. Наибольший диаметр по вершине рабочих лопаток последней ступени со стороны выхода пара составляет 2870 мм, а максимальная окружная скорость на вершине лопатки umax=450 м/сек. Масса ротора турбины низкого давления в собранном виде составляет 36 т.

Полезная мощность по цилиндрам турбины составляет: на валу ЦВД 62 МВт, на валу ЦСД 91 МВт и на валу ЦНД 51 МВТ.

Основные детали турбины, работающие в зонах высоких температур, изготовлены из легированных сталей перлитного класса. Корпус высокого давления, сопловые и паровые коробки, корпуса клапанов и корпус среднего давления до вертикального разъема изготовлены из жаропрочной хромомолибденованадиевой стали марки 15Х1М1Ф. Роторы турбины изготовлены из стали Р2. Все насадные диски изготовлены из стали 34ХН3М. Применение сталей перлитного класса для изготовления турбины позволило значительно снизить ее стоимость.

Схема регулирования турбины К200130 в отличие от схем регулирования турбин без промежуточного перегрева пара включает дополнительную защиту турбины от повышения числа оборотов паром из паропроводов промежуточного перегрева. На ЦСД установлены четыре регулирующих клапана, которые управляются тем же сервомотором, что и регулирующие клапаны ЦВД. Кроме того, на паропроводах промежуточного перегрева перед ЦСД установлены два предохранительных клапана, переключающих пар в конденсатор в случае полного сброса нагрузки. Эти клапаны работают так же, как и автоматические стопорные клапаны свежего пара.

Для снабжения турбины маслом предусмотрен масляный насос центробежного типа производительностью 7000 л/мин. Он установлен в корпусе переднего подшипника, и его ротор соединен муфтой с ротором турбины. Масло на регулирование подается с давлением 19,6 бар, масло на подшипники поступает от сдвоенного инжектора, установленного в масляном баке турбины. В системе маслоснабжения нет зубчатого редуктора и редукционного клапана, что повышает надежность её работы.

Для пуска турбины и останова предусмотрен пусковой центробежный масляный электронасос. При падении давления масла на смазку подшипников ниже 0,45 бар автоматически включается в работу аварийный электронасасос, работающий от сети переменного тока. На случай обесточивания фидеров собственных нужд на станции установлен резервный масляный насос с электродвигателем постоянного тока, который питается от аккумуляторной батареи и автоматически включается в работу при падении давления масла на подшипники до 0,45 бар.

Турбина1.cdw

K-200-130.cdw