Дроссельное парораспределение

При дроссельном парораспределении паровой турбины весь расход пара, подводимый к турбине при частичных нагрузках, подвергается дросселированию.

Как известно, при этом состояние пара меняется по закону

Индексами 00 обозначены параметры пара, подводимого к турбине, индексами 0 — параметры пара за дроссельным клапаном перед сопловой решеткой первой ступени. (Относительное значение кинетической энергии настолько невелико

  что им можно пренебречь и считать, что при дроссельном парораспределении энтальпия пара перед сопловой решеткой первой ступени сохраняется постоянной и равной энтальпии свежего пара.

  5-диаграмме рис. 8.1, то в случае уменьшения пропуска пара через турбину

взятый по состоянию пара за дроссельным клапаном, получаем

  можно представить как произведение двух коэффициентов. Коэффициентпоказывает, какую долю от исходного

  составляет располагаемый

  с учетом дросселирования пара в регулирующем клапане.

не зависит от конструкции проточной части турбины и определяется только относительным количеством протекающего через турбину пара и параметрами пара.

  представляет собой отношение использованного теплоперепада к располагаемому теплоперепаду проточной части и показывает степень совершенства работы проточной части турбины при располагаемом теплоперепаде, изменяющемся в результате дросселирования.

Если при изменении расхода пара через турбину ни в одной из ступеней не возникает критического режима, то, поскольку проходные сечения в ступенях турбины остаются неизменными, давление за дроссельным клапаном может быть найдено по уравнению (7.77). В том случае, когда режим остается критическим, для определения давления за дроссельным клапаном можно воспользоваться уравнением (7.74), пригодным также и для конденсационной турбины.

  входящее в формулы (7.74) и (7.77), может быть приближенно принято равным единице.

. Кривые построены для различных противодав-

при уменьшении пропуска пара через турбину происходит все интенсивнее.

  в зависимости от располагаемого теплоперепада проточной части может быть найден на основании детального расчета переменного режима турбины. Естественно, что такой расчет следует проводить на ЭВМ, для которого используются детальные программы, учитывающие изменение параметров потока по высоте, влияние искривления меридиональных линий тока и т. д. Для более грубых оценок, особенно если речь идет о проточных частях, где отсутствуют ступени большой веерности, можно рассчитывать переменный режим работы группы ступеней или всей турбины по среднему диаметру по несложной программе. При использовании простых программ для расчета переменного режима от конечного состояния следует обратить внимание на то, что при существенном отклонении от расчетного режима какой-либо из ступеней (кроме последней) меняются условия входа в последующую ступень. Обычно при этом считают, что в этой ступени может использоваться только часть энергии пара, покидающего предыдущую ступень, т. е.

и КПД

будут неизменными. При таком предположении расчет существенно упрощается и требуется детальный расчет только одной-двух последних ступеней.

В конденсационных турбинах расчет последней ступени имеет свои особенности, рассмотренные в § 7.4 (см. также § 8.10). Для предпоследней ступени, так же как и для последней ступени турбины с противодавлением, изменение КПД можно определить по упрощенной формуле (7.49).

=12,8 МПа,

в зависимости от мощности. Даже при холостом ходе в электрогенераторе имеются потери от возбуждения, которые приближенно равны половине потерь при поминальном режиме

  и, следовательно, снижения их

меньшим.

В конденсационных турбинах ГЭС несколько последних ступеней работают влажным паром. С уменьшением расхода пара (и соответствующим снижением экономичности турбины) дросселированием свежего пара число ступеней, процесс расширения в которых проходит ниже линии насыщения, сокращается; влажность в последних ступенях понижается. Это все следует учитывать при оценке изменения КПД ступеней низкого давления. В частости представленная выше формула (7.49) относится только к перегретому пару. Турбины насыщенного пара, используемые в атомной энергетике, имеют большую часть ступеней, работающих влажным паром. Это также должно учитываться при расчете переменного режима;

), равном 12 МПа.

Обратим внимание на следующие особенности работы турбин насыщенного пара, обычно выполняемых с дроссельным парораспределением, при частичной нагрузке.

Когда начальное давление насыщенного пара превышает 3,0 МПа, что типично для турбин АЭС, то при начальной влажности (перед сопловой решеткой первой ступени), равной 0,005, при дросселировании происходит не подсушка пара, а, наоборот, влажность может возрасти до 0,015. В то же время средняя влажность в ЦВД турбины, в том числе за последней ступенью ЦВД по сравнению с номинальным режимом С0 уменьшается. Соответственно повышается и КПД проточной части ЦВД.

  то в турбинах насыщенного пара проточная часть при частичной нагрузке работает с более высоким КПД, чем при номинальном режиме. Однако это все же не компенсирует потерь от дросселирования свежего пара. Следует также учитывать, что, поскольку турбины АЭС рассчитаны на работу с относительно невысоким начальным давлением

будут заметно большими.

Другой особенностью работы турбины насыщенного пара при переменной нагрузке является то, что снижение расхода пара означает соответственно снижение давления пара по ступеням турбины, а для влажного пара каждому давлению отвечает определенная температура насыщения. Следовательно, если при дроссельном парораспределении турбин ТЭС с уменьшением расхода пара температура его по ступеням почти не меняется, то в турбинах АЭС она заметно понижается. Вопросы работы турбин АЭС и их расчета при переменных режимах подробно рассмотрены в [48 ].

), чем он меньше. Это утверждение можно проанализировать аналитически.

Для того чтобы в общем виде проследить влияние параметров пара на коэффициент дросселирования, представим этот коэффициент как

. Тогда

  и, подставляя это выражение в формулу (8.3), найти

зависит от расчетного отношения е20. Чем меньше это отношение, тем меньше потери, вызванные дросселированием, и наоборот.

  дроссельное парораспределение для турбин с противодавлением применять нецелесообразно (за исключением вспомогательных турбин небольшой мощности).