Анализ предельной длины рабочих лопаток паровых турбин
Ключевые слова:
расчетный эксперимент, последняя ступень, рабочая лопатка, тангенциальное профилирование, потери энергии, прочностьАннотация
Произведена оценка наиболее эффективной длины рабочей лопатки последней ступени мощной турбины с точки зрения получения ее максимального КПД и обеспечения надежности на расчетном режиме. При решении поставленной задачи применялся метод расчета осесимметричного течения пара в проточной части турбинной ступени как невязкого однофазного рабочего тела относительно неподвижного направляющего аппарата и вращающегося с угловой скоростью w рабочего колеса, а потери энергии рассчитывались по полуэмпирической методике МЭИ. В статье описана актуальность темы, рассмотрены особенности применения авторского программного обеспечения при решении поставленных задач. Представлены характеристики ступеней с различной длиной рабочих лопаток и даны результаты их расчета на номинальном режиме.
Показано, что выбор предельной длины рабочей лопатки ограничен не только ее прочностными характеристиками, но и ростом волновых потерь в решетках из-за увеличения, оптимального располагаемого теплоперепада H0, а точнее связанного с этим увеличения сверхзвуковых скоростей вблизи меридиональных обводов. Так для быстроходной турбины К-1200-6,8/50 максимальная экономичность последней ступени достигается при длине 1400 мм как при компоновке турбины с тремя двухпоточными ЦНД, так и с четырьмя.
Метрики
Библиографические ссылки
ГОСТ
1. Пылеугольные энергоблоки на супер- и ультрасверхкритические параметры пара / А.Г. Тумановский, А.Л. Шварц, Е.В. Сомова и др. // Теплоэнергетика. 2017. № 2. С. 3-19.
EDN: XHMNTF. DOI: 10.1134/S0040363617020084
2. Опыт промышленного применения обогрева направляющих лопаток для снижения эрозии влажно-паровых турбинных ступеней / Н.В. Аверкина, Ю.Я. Качуринер, В.Г. Орлик и др. // Электрические станции. 2004. № 2. С. 24-27.
3. Lampart P., Yershov S. Direct Constrained Computational Fluid Dynamics Based Optimization of Three-Dimensional Blading for the Exit Stage of a Large Power Steam Turbine // Transactions of the ASME. Journal Engineering for Gas Turbines and Power. 2003. V. 125, No 1. P. 385-390.
DOI: 10.1115/1.1520157
4. Torre A., Cecchi S. Latest Developments and Perspectives in the Optimised Design of LP Steam Turbines at ANSALDO // 7th European Conference on Turbomashinary Fluid Dynamics and Thermodynamics. Athens (Greece): National technical university of Athens, 2007. P. 19-40.
5. Богомолова Т.В. Расчет и проектирование последних ступеней паровых турбин. М.: Изд-во МЭИ, 2021. 84 с.
6. Богомолова Т.В., Мельников О.В. Применение ANSYS-FLUENT для прочностных расчетов рабочих лопаток последних ступеней турбин // Труды МАИ. 2013. № 66. С. 14. EDN: RDNTYX
7. Дейч М.Е. Газодинамика решеток турбомашин. М.: Энергоатомиздат. 1996. 527 с.
APA
1. Umanovskiy, A.G., Shvarts, A.L., Somova, Ye. V., Verbovetskiy, E. KH., Avrutskiy, G. D., Yermakova, S. V., Kalugin, R. N., & Lazarev, M. V. (2017). Pyleugol'nyye energobloki na super- i ul'trasverkhkritiche-skiye parametry para [Dust-coal power units for super- and ultra-supercritical steam parameters]. Thermal engineering, 2, 83-96. https://doi.org/10.1134/S0040363617020084
2. Averkina, N. V., Kachuriner, Yu. Ya., & Orlik, V. G. (2004). Opyt promyshlennogo primene-niya obogreva napravlyayushchikh lopatok dlya snizheniya erozii vlazhno-parovykh turbinnykh stupeney [Experience of industrial application of heating guide vanes to reduce erosion of wet-steam turbine stages]. Elektricheskiye stantsii, 2, 24-27. [In Russian]
3. Lampart, P., & Yershov, S. (2003). Direct Constrained Computational Fluid Dynamics Based Optimization of Three-Dimensional Blading for the Exit Stage of a Large Power Steam Turbine. Transactions of the ASME. Journal Engineering for Gas Turbines and Power, 125(1) , 385-390. http://dx.doi.org/10.1115/1.1520157
4. Torre, A., & Cecchi, S. (2007). Latest Developments and Perspectives in the Optimised Design of LP Steam Turbines at ANSALDO // In Proc. from Turbomashinary Fluid Dynamics and Thermodynamics (pp. 19-40). National technical university of Athens.
5. Bogomolova, T. V. (2021). Raschet i proyektirovaniye poslednikh stupeney parovykh turbin [Calculation and design of the last stages of steam turbines] . Izd-vo MEI. [In Russian]
6. Bogomolova, T. V., & Mel'nikov, O. V. (2013). Primeneniye ANSYS-FLUENT dlya prochnost-nykh raschetov rabochikh lopatok poslednikh stupeney turbin [Application of ANSYS-FLUENT for strength calculations of blades of the last stages of turbines]. MAI, 66, 14. [In Russian]
7. Deych, M.Ye. (1996). Gazodinamika reshetok turbomashin [Gas dynamics of lattices of turbomachines] . Energoatomizdat. [In Russian]
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Категории
URN
Лицензия
Copyright (c) 2022 Богомолова Т.В.
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
