Паровая турбина типа К-26-3,0 (стр. 11 из 12)

Применяемые материалы должны вместе с тем обладать малой чувствительностью к концентраторам напряжений, т.е. достаточно высокой пластичностью и вязкостью, необходимыми для равномерного распределения напряжений по всей площади поперечного сечения деталей. Низкая длительная пластичность свидетельствует (при прочих равных условиях) о низкой конструктивной прочности материала.

Не менее важное значение имеет и демпфирующая способность материалов, т.е. декремент затухания колебаний (вибраций), обеспечиваемый самим материалом. Материалы с высоким декрементом затухания колебаний

обладают большей долговечностью работы и меньшей чувствительностью к концентраторам напряжений. Наихудшей способностью гасить колебания (вибрацию) отличаются стали аустенитного класса. По этому, например, для роторов паровых турбин они применяются в исключительных случаях.

Технологические свойства (литейные свойства, деформируемость при горячей пластической деформации и др.) материалов должны обеспечивать получение деталей наиболее простыми, дешевыми методами изготовления заготовок и последующей обработки, с минимальными внутренними остаточными напряжениями и с полным исключением внутренних дефектов (пороков) в деталях.

Требования, предъявляемые к материалу для лопаток

Анализ условий, в которых работают рабочие лопатки, и изучение типичных аварий лопаточного аппарата устанавливают, что материал для лопаток должен иметь следующие показатели:

а) высокую прочность при рабочей температуре лопатки;

б) высокую пластичность, необходимую для равномерного распределения напряжений по всей площади поперечного сечения лопатки;

в) малую чувствительность к концентрации напряжений и возможно больший декремент затухания колебаний;

г) стабильную структуру, обеспечивающую неизменность механических свойств во время эксплуатации;

д) сопротивляемость коррозии под действием газа или пара, а также кислорода воздуха;

е) сопротивляемость эрозии;

ж) благоприятные технологические свойства, позволяющие применять дешевые методы обработки лопаток и обеспечивающие выполнение точных размеров профиля и высокую чистоту поверхности.

Применим для лопаток нержавеющую сталь 1Х13, для которой допускаемая температура пара 450˚С. [7].

Требования, предъявляемые к материалу для ротора

Материалы роторов ступеней высокого и среднего давления должны обладать высоким сопротивлением ползучести и высокой длительной прочностью. Материалы роторов ступени низкого давления – высокой вязкостью. Для материалов рассматриваемых деталей необходимы и достаточны упругие свойства. Для ротора применим сталь 45 [8].

Требования, предъявляемые к материалу для дисков

Материалы дисков должны обладать: высоким пределом текучести, ползучести и длительной прочности, пределом выносливости, вибрационной и термической усталости; достаточно высокой длительной пластичностью и вязкостью, позволяющей предупредить хрупкое разрушение и снизить чувствительность к концентрации напряжений; большим коэффициентом теплопроводности и малым коэффициентом линейного расширения, высоким декрементом затухания колебаний; хорошей коррозионной стойкостью. Для ЧВД применим сталь 40ХНМА, для ЧНД применим сталь 45. Это позволяет нам сделать применение насадных дисков.

Требования, предъявляемые к материалу для диафрагм

В ЧВД турбины поставим стальные диафрагмы с приваренными к ним фрезерованными лопатками, образующими сопловые каналы. В ЧНД применим чугунные диафрагмы с залитыми в них стальными лопатками. В первом случае применим материал 2Х13, во втором – СЧ15-32. [7].

Требования, предъявляемые к материалу для корпуса

Для корпусов необходимы прежде всего материалы с хорошими литейными свойствами и свариваемостью. Вместе с тем они должны обладать достаточным сопротивлением термической усталости, ползучести, малой чувствительностью к концентраторам напряжений, хорошей демпфирующей способностью. Применим чугун СЧ28-48.

Материал крепежных деталей должен в первую очередь обладать высокой релаксационной стойкостью (для сохранения необходимого натяга в соединении) и структурной стабильностью при достаточном уровне длительной прочности. Кроме того, иметь высокую длительную пластичность, снижающую его чувствительность к надрезам и предупреждающую разрушения по резьбе, соответствующее сопротивление вибрационным нагрузкам, малую способность к схватыванию с материалом сопряженной детали. Чем больше разница в твердости материалов сопрягаемых деталей, тем меньше склонность к заеданию резьбы. В таких случаях целесообразнее обеспечивать долговечность более дорогих деталей (шпильки, болта), а заменять при необходимости более дешевые (гайки).

Температурные коэффициенты линейного расширения сопрягаемых (соединяемых) деталей не должны значительно различаться.

4. Технико-экономические показатели турбины

Суммарная внутренняя мощность группы нерегулируемых ступеней

.

Внутренняя мощность всей турбины

.

Внутренняя мощность турбины из РППВ

. Тогда погрешность расчета проточной части турбины составляет

.

Суммарный внутренний тепловой перепад в нерегулируемых ступенях

Внутренний перепад энтальпий в турбине

.

Внутренняя перепад энтальпий в турбине из РППВ

. Тогда погрешность расчета проточной части турбины составляет

.

Относительный внутренний к.п.д. группы нерегулируемых ступеней

.

Относительный внутренний к.п.д. турбины

.

Удельные расходы

- пара

-

тепла

- топлива

где

=7000 ккал/кг=29330 кДж/кг – теплотворная способность топлива.

5. Определение размеров патрубков отбора пара

из турбины

Таблица 6

Параметр	отборы
	П4	П3	П2(Д)	П1	К
G, кг/с	1,05	1,32	1,55	1,36	19,33
, м3/кг	0,4557	0,9096	1,61270	5,3264	26,1931
c, м/с	50	50	50	50	120
f=G∙ /c, м2	0,00957	0,024	0,0499	0,1449	4,219
d’п=(4∙f/ )1/2, м	0,11	0,174	0,252	0,43	-
dп , м	0,11	0,175	0,250	0,430	-
L, м	-	-	-	-	1,06
B=f/L, м	-	-	-	-	2,138

Здесь G – расход пара в отбор;