ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Сравнение результатов расчета абсолютных и относительных тепловых расширений роторов и корпусов с опытными данными из "Исследование мощных паровых турбин на электростанциях " Абсолютные тепловые расширения роторов и корпусов современных мощных паровых турбин достигают весьма больших значений (до 30-50 мм) и существенно определяют не только выбор осевых зазоров в проточных частях ЦВД, ЦСД и ЦНД, но и ряд конструктивных решений по турбине и турбогенератору (выбор конструкции концевых, диафрагменных и надбандажных уплотнений, схем фиксации и опирания ротора и корпуса на фундамент, системы связей смежных цилиндров межлу собой и с подшипниками и др.). Оптимизация этих решений на основе комплексного анализа абсолютных и относительных перемещений роторов и корпусов с учетом упругих деформаций при всех основных эксплуатационных режимах позволяет достигнуть оптимального сочетания показателей тепловой экономичности, надежности и маневренности. Поэтому точность указанных расчетов на стадии проектирования, апробация их путем сопоставления с опытными данными, полученными после пуска турбин, имеет большое значение. Кроме того, как отмечалось выше, такое сопоставление дает и интегральную оценку точности определения температурного состояния роторов и корпусов. [c.142] Относительное удлинение ротора по опытным данным для 2, 7, 9 и 14-й ступеней составило -0,9 -0,6 -1,7 и 1,4 мм соответственно, а расчетные значения были равны -1,1 -0,9 -1,8 и -1,9 мм. [c.143] Как видно, сходимость расчетных и опытных данных является вполне удовлетворительной. [c.143] Расчеты, выполненные для переходного процесса при сбросе нагрузки со 150 до 80 МВт, показали, что относительное укорочение ротора при этом увеличивается. Максимальное увеличение имеет место приблизительно через 1 ч после сброса и для различных ступеней колеблется в пределах 0,3-0,5 мм, что также соответствует опытным данным. [c.143] Детальное экспериментальное определение фактических осевых зазоров в проточной части ЦВД, ЦСД и ЦНД турбины К-300-240 ЛМЗ было проведено НПО ЦКТИ на Конаковской ГРЭС. Эта работа являлась составной частью комплексной программы, в рамках которой производились режимно-прочностные и тепловые испытания, а также отработка системы регулирования. [c.143] Обширная система измерения параметров пара в проточной части и концевых уплотнениях и широкий диапазон исследованных режимов - как стационарных, так и нестацинарных, позволили провести подробное сопоставление расчетных и опытных данных по температурным полям и тепловым расширениям роторов и корпусов этой турбины. Сопоставление результатов расчета тепловых расширений ЦВД с опытными данными для стационарных режимов с нагрузкой 277 и 60 МВт приведено на рис. 5.17. Как видно из приведенных данных, совпадение опытных и расчетных данных вполне удовлетворительное. Некоторое их расхождение для режима с = 60 МВт объясняется главным образом тем, что стационарное состояние при переходе к постоянной нагрузке 60 МВт устанавливается весьма медленно (более 10 ч), а при проведении опыта нагрузка 60 МВт удерживалась всего 6 ч. [c.143] Сопоставление расчетных и опытных данных по относительному тепловому расширению РСД для турбин К-300-240 ЛМЗ и К-300-240 ХТЗ приведено в [20]. [c.145] Результаты расчетов абсолютных и относительных удлинений корпуса ЦНД турбины К-300-240 ЛМЗ сопоставлялись с соответствующими опытными данными, полученными на Конаковской и Литовской ГРЭС. Как показывают результаты измерений, относительное расширение РНД (по штатному датчику) для установившегося режима гц номинальной нагрузки в среднем равно 1,6 мм [20]. По расчету абсолютные тепловые расширения ротора и корпуса ЦНД равны соответственно+6,2 и+1,7 мм. Упругая деформация РНД (А/рнд - Л/рсд) составляет около 2 мм (рис. 5.17). Следовательно, на участке между штатными датчиками РСД и РНД дополнительное удлинение ротора относительно корпуса по расчетным данным равяо РНД РСД 1,7-2 = 2,5 мм. Среднее значение Ар д по опытным данным составляет 1 мм, т.е. опытное значение Д = 2,6 мм, хорошо совпадает с расчетом (А = 1,6 - (-1) = 2,6). [c.145] Наряду с номинальным режимом наиболее опасные осевые перемещения ротора и корпуса ЦНД имеют место при режимах холостого хода и на малых нагрузках, когда происходит существенный разогрев корпуса, прежде всего выхлопных патрубков [20]. [c.145] Для регистрации абсолютных тепловых расширений корпуса ЦНД на Конаковской ГРЭС Шаргородским B. . была смонтирована специальная измерительная система [20]. Стержень из сплава ИНВАР ЭН-36 с коэффициентом линейнсях) расширения р = 1,Ы0 1/°С устанавливался во втулках на специальных кронштейнах, приваренных к боковым стенкам корпусов ЦНД на уровне горизонтального разъема. Конец стержня, расположенный в плоскости фикс-пункта ЦНД (точка 0), жестко прикреплялся к стенке корпуса, в то время как в остальных сечениях он имел возможность свободно перемещаться относительно корпуса турбины. Эти перемещения регистрировались с помощью шести часовых индикаторов (точность 0,01 мм), установленных на корпусах ЦСД и ЦНД. Для учета изменения температурного расширения самого стержня на нем по трем сечениям были установлены поверхностные термопары. [c.145] Удовлетворительное совпадение расчетных и опытных данных было получено и для ряда других режимов. Это позволяет надеяться на высокую точность расчетов удлинений, выполненных по апробированной таким путем методике, для проектируемых турбин. [c.146] Для некоторых из рассчитанных на стадии проектирования турбин, в частности для К-800-240-1, К-800-240-2 и Т-250/300-240, уже появилась возможность сопоставить результаты расчета с экспериментом. [c.146] Представляет интерес сопоставление фактических данных по относительным перемещениям роторов ЦНД с результатами расчетов, выполненных по методике НПО ЦКТИ [20] на стадии проектирования турбины. [c.146] На рис. 5.18 приведены данные расчета относительных перемещений в ЦНД и фактические их значения по показанию штатных датчиков осевых расширений и датчиков ЦКТИ. В обоих случаях данные относятся к режиму быстрого останова турбины после длительной работы на номинальном режиме, когда отсутствует упругая деформация сжатия ротора, вызванная нагрузками от центробежных сил и эффектом Пуассона. [c.146] Как видно из приведенных данных, разработанная НПО ЦКТИ методика предварительного определения абсолютных и относительных перемещений роторов и корпусов мощных паровых турбин обеспечивает удовлетворительную точность для выбора осевых зазоров расхождение расчетных и опытных данных не превышает 1 2 мм. [c.146] Аналогичные сопоставления проводились и для других турбин, в частности для турбины К-1200-240 на Костромской ГРЭС. Анализ этих данных подтверждает, что результаты расчетов относительных расширений роторов и корпусов этих турбин хорошо согласуются с действительностью, а выбранные на их основе осевые зазоры и предельные показания штатных датчиков близки к оптимальным. [c.146] Вернуться к основной статье