Оптимизация группы ступеней

. Часть ступеней турбин с противодавлением,

с теплофикационными отборами пара, а также ступени приводных турбии должны оптимизироваться с учетом изменения режима работы. Это же относится и к последним ступеням всех турбин. Некоторые вопросы такой оптимизации рассматриваются в § 7.3.

в последней

ступени отсека эта последняя ступень будет определяющей в выборе ряда оптимизированных параметров, в частности корневого диаметра.

, пропорциональная этому перепаду. Надо учитывать, что уменьшение диаметра означает благоприятное увеличение высот лопаток и связанное с ним повышение КПД ступеней, а также то, что при меньших диаметрах меньшими выбираются и зазоры в уплотнениях, что означает снижение потерь от протечек.

. Практически это означает выбор такого корневого

. В определенных

условиях при оптимизации могут накладываться штрафные функции, связанные с ограничением веерности последней ступени, прочности и др.

, однако они

. Можно предположить, что наивысший КПД отсека

  будет достигнут при наивысшем КПД каждой ступени.

Принципиально это условие не обязательно, но для большинства практически встречающихся случаев расхождение с теоретическим оптимумом не будет превышать точности расчета. Однако если проводится оптимизация индивидуальная, для каждой ступени, то, во-первых, она не удовлетворит требованиям унификации, а во-вторых, соседние ступени могут не состыковаться, т. е. не будет обеспечена плавность периферийного меридионального обвода.

  которые

должны быть выбраны одинаковыми для всей группы, будут отвечать оптимальным, полученным для средней ступени, или, точнее, для ступени, высота лопаток которой

и степени уплотнения периферийного,

,

тем большим будет это отклонение.

  от числа ступеней отсека.

. Такая оптимизация может привести к тому, что окажется

, например

. Очевидно, что эти

. Соответственно возрастает число ступеней:

Скорее всего такая оптимизация будет целесообразной для реактивного облопачивания с конгруэнтными, т. е. зеркально отображенными, сопловыми и рабочими лопатками (решетками профилей), так как снижение концевых потерь будет относиться и к рабочим решеткам.

  на выходе из отсека необходима

показан на рис. 6.9.

При малых высотах лопаток выигрыш в экономичности всего отсека по сравнению с традиционным исполнением составит 1 1,5% (см. рис. 4.27).

Выполненная разбивка теплоперепадов позволяет произвести дальнейший детальный расчет ступеней турбины. При этом следует учитывать дополнительные особенности. Необходимо уточнить расход пара, протекающего по отдельным отсекам турбины. Некоторые изменения расходов пара по сравнению с подсчитанными в тепловой схеме возникнут из-за утечек через концевые уплотнения и уплотнения штоков клапанов.

Схемы канализации утечек пара могут быть очень разнообразны. Однако всегда следует стремиться к тому, чтобы

вернуть утечки в турбину с таким расчетом, чтобы эти утечки могли вырабатывать дополнительную мощность, расширяясь хотя бы в последних ступенях турбины, или направить их в отборы пара для регенеративного подогрева питательной воды. При детальном расчете ступеней активного типа также следует учитывать утечки через диафрагменное уплотнение. При этом оказывается необходимым выбрать диаметр уплотнения, число гребней и радиальный зазор в уплотнениях.

, то обычно считают, что в предыдущей ступени

Использование выходной скорости предыдущей ступени ухудшается в следующих случаях:

когда из ступени производится отбор пара на регенерацию или теплофикацию (без последующей установки в проточной части регулирующего органа, см. § 9.6), что приводит к радиальному оттоку пара и нарушению благоприятных условий входа в последующую ступень;

когда ступени работают с меняющейся парциалыюстью и пар, вышедший из рабочей решетки, растекается в стороны и захватывает больший угол расположения сопловой решетки в последующей диафрагме;

3) когда диаметр ступени меняется не плавно, а ступенчато. Во втором и третьем случаях можно считать кинетическую

  в формуле (3.22).

При понижении давления пара (а следовательно, и его температуры) критические перепады уменьшаются. Вместе с тем теплбперепады ступеней ЦНД возрастают по мере расширения пара, поскольку с увеличением объемного пропуска пара обычно приходится увеличивать диаметры ступеней. Таким образом, кроме регулирующей ступени, где часто теплоперепады

  в корневых сечениях сопловой и скорости

,

  с двухвенечной регулирующей ступенью и плавной проточной частью, состоящей из 17 ступеней активного типа.

  от

входа в турбину до выхода из нее сильно увеличивается, что определяет рост диаметров и высот лопаток.

. С учетом необходимой положительной реактивности в корневых сечениях

=0,63 в последней ступени. В регулирующей ступени суммарная степень реактивности рабочих и поворотной решеток принята равной

  = 0,08.

  Для двухвенечной

  = 0,55.

  почти удвоился.

  несколько ухудшается. В последней ступени, где потери

  весьма велики и составляют

более четвертой части всего теплоперепада-ступени Я0, КПД оказывается самым низким.

  в не-

. В последних ступенях появляются потери от влажности.

существенно ниже, чем

снижается главным образом из-за парциального подвода пара).

  представлены на рис. 6.10, б.

и спроектирована с дроссельным парораспределением, т. е. не имеет отдельно выделенной регулирующей ступени, состоит из четырех цилиндров--однопоточного ЦВД, двухпоточного ЦСД и двух двухпоточных ЦНД. Пар после ЦВД направляется па промежуточный перегрев.

.кроме последних трех ступеней, меняется очень

  возрастает,

а в последней ступени уменьшается для того, чтобы существенно увеличить теплоперепад этой ступени. Если в турбине активного типа К-50-8,8 располагаемый теплоперепад нерегулируемых ступеней от первой до последней менялся в 3 раза, то здесь это увеличение десятикратно, что связано с ростом диаметра ступеней в 3 раза. Такое увеличение диаметров Характерно для многоцилиндровых турбин и особенно велико в турбинах реактивного типа, где для увеличения высоты лопаток первых ступеней диаметры в ЦВД относительно небольшие.

. Относитель-

  в последних ступенях

ЦНД из-за большой веерности и крутого меридионального обвода. Потери от утечек в реактивных ступенях уменьшаются с увеличением высоты лопаток; в последних ступенях ЦНД добавляются потери от влажности.

  С спроектирована из пяти двухпоточных цилиндров — ЦВД, ЦСД и трех ЦНД. Характеристики ступеней этой турбины представлены на рис. 6.10, в. В связи с низкими начальными параметрами пара несмотря на глубокий вакуум, перед последней ступенью ЦНД объемный пропуск пара больше, чем перед первой ступенью турбины, всего в 65 раз. Средний диаметр ступеней увеличивается немногим более чем в 2 раза.

от 0,48 до 0,56. В последних ступенях

  отношение скоростей выбрано небольшим для увеличения теплоперепадов и сокращения тем самым числа ступеней в ЦНД.

  определяется главным образом потерями

от влажности, а также учитывает потери от утечек и трения диска.

Аналогичные графики, показывающие изменение характеристик ступеней, представлены в § 6.6 как результат детального расчета турбины К-800-23,5 активного типа.