Сепарация влаги в проточных частях турбин

В последующих главах анализируются потери энергии в турбине под влиянием влажности и подробно рассматривается проблема сепарации влаги в проточной части турбины. Даны рекомендации по проектированию наиболее эффективных влагоулавливающих аппаратов. [c.2]

Сепарация влаги в проточных частях турбин [c.324]

Возросший интерес к работе турбинных ступеней на влажном паре был вызван не только развитием атомной энергетики, но также огромным масштабом производства конденсационных турбин большой мощности. При высоких окружных скоростях в последних ступенях турбин обострились последствия эрозии лопаток и возросла роль потерь энергии от влажности. Для борьбы с эрозией, улучшения сепарации влаги и снижения потерь энергии необходимо было иметь достаточно ясные представления о движении влаги в проточной части турбины. К тому же и мощность ступеней, работающих во влажном паре, по абсолютной величине была настолько велика, что даже небольшое увеличение их к. п. д. давало эффект, окупающий затраты на дорогие эксперименты. Все это способствовало развитию новых исследований по проблеме влажного пара. [c.10]

Для расчета двухфазных потоков необходимо знать рассогласование скоростей фаз - " = Св/Сп. Величина v в значительной степени определяет структуру и потери энергии в решетках и ступенях турбин, эффективность сепарации влаги из проточных частей турбин влажного пара и пр. [c.130]

В гл. 8 дается анализ экспериментальных и теоретических исследований сепарации влаги из проточных частей турбин. Большое внимание уделено внутриканальной [c.5]

Г Л. 4 В. В О С Ь М, Л Я СЕПАРАЦИЯ ВЛАГИ ИЗ ПРОТОЧНЫХ ЧАСТЕЙ ТУРБИН [c.159]

Эффективность сепарации влаги и - проточно части турбинной сту-работающей в области влаж- чого пара, характеризуется коэффициентом ij , равным отношению количества отведенной в сепаратор л идкости Шг ко всему расходу влаги ерез ступень niz [c.160]

В результате своих исследований турбостроительные заводы внесли существенные уточнения в расчеты. Так, например, при проектировании турбин фирмы Дженерал Электрик коэффициент расхода для сопел определялся по опытным данным с учетом переохлаждения и влияния начальной влажности [75]. Были также уточнены расчеты потерь энергии от влажности [106]. Вместе с тем все еще оставалась неясной общая картина движения двухфазной среды в проточной части турбины. В связи с этим неудовлетворительно решались задачи сепарации влаги в турбине. Организация эффективного влагоудаления была необходима для снижения механических потерь и смягчения эрозии. Последняя ограничивала окружную скорость ступеней низкого давления и в известной мере препятствовала повышению мощности турбин. [c.9]

Принятые начальные и конечные параметры цикла из-за недопустимо высокой влажности пара в последних ступенях турбины не позволяют использовать наиболее простой цикл турбоустановки (без промежуточной сепарации влаги и без промежуточного перегрева пара), поскольку еще не разработаны эффективные устройства для удаления влаги из проточной части турбины. Применение промежуточного перегрева пара с использованием в качестве греющего острого пара или пара из отборов турбины оказывает двоякое воздействие на экономичность турбоустановки с одной стороны, происходит уменьшение влажности в ступенях турбины, расположенных после промперегрева, и уменьшение потерь от влажности пара, с другой стороны, снижается к.п.д. термодинамического цикла турбоустановки. Чтобы отдельно рассмотреть влияние схемы и параметров промежуточного перегрева пара на экономичность термодинамического цикла установки, были проведены расчеты для цикла с идеальной турбиной, в которой отсутствуют потери, связанные с влажностью пара, и ограничения по предельной влажности. Результаты расчетов даны на рис. 4.2. [c.84]

Для надежной и эффективной работы турбоустановки важно иметь на входе в ЦВД пар при минимальной влажности (менее 0,2%), так как увеличение степени влажности перед ЦВД не только повышает радиационную опасность, но и снижает экономичность турбин, а также оказывает существенное влияние на работу первой турбинной ступени и на весь процесс образования и размеры частиц влаги в проточной части ЦВД. В то же время организация сепарации влаги при генерации пара должна полностью исключать попадание потоков влаги в турбину. [c.309]

Сепарация влаги как в проточных частях турбины, так и внешних сепараторах повышает не только надежность турбин (уменьшает эрозию лопаток, снижает размыв корпусов и диафрагм), но и повышает их экономичность. Применение внешней сепарации влаги может обеспечить степень влажности пара за сепаратором до 0,2—1,0% и позволяет получить [c.334]

Большое внимание уделено вопросам движения влажного пара в проточной части ступеней турбин, характеристикам турбинных решеток и ступеней на влажном паре (гл. 11 —13). Здесь рассмотрено влияние влажности на основные характеристики решеток, на к. п. д., реакцию и коэффициенты расхода турбинных ступеней с различными геометрическими и газодинамическими параметрами. Сюда примыкают материалы о сепарации влаги из проточных частей и эрозии лопаток. [c.7]

В лаборатории турбомашин МЭИ введены в эксплуатацию различные стенды влажного пара, ориентированные на экспериментальное изучение следующих основных задач I) механизма конденсации в равновесных и неравновесных течениях влажного пара при больших скоростях и, в частности, скачковой конденсации 2) механизма и скорости распространения возмущений в двухфазной среде и условий перехода через скорость звука 3) основных свойств дозвуковых и сверхзвуковых течений в каналах различной формы с подробным изучением волн разрежения и скачков уплотнения в эту группу включаются исследования основных энергетических и расходных характеристик сопл, диффузоров и других каналов 4) двухфазного пограничного слоя и пленок, образующихся на поверхностях различных форм 5) течений влажного пара в решетках турбин (плоских, прямых и кольцевых) с подробным изучением структуры потока, углов выхода, коэффициентов расхода и потерь энергии 6) структуры потока и потерь энергии в турбинных ступенях, работающих на влажном паре, с подробным изучением оптимальных условий сепарации влаги из проточной части и явлений эрозии. [c.388]

Интересны результаты оригинального сепаратора (рис. 8-33), встроенного в проточную часть турбины. Для сепарации влаги здесь используются два явления во-первых, закрутка потока влажного пара, которая создается направляющим аппаратом (профиль сопла ТС-1А с углом ai=13°) во-вторых удаление влаги с помощью кольцевого сепаратора жалюзийного типа. [c.184]

В турбинах АЭС для снижения конечной влажности применяют промежуточную сепарацию влаги из пара (линия 2—4 на рис. 1.33), промежуточный перегрев пара либо сепарацию с последующим перегревом отсепарированного пара (линия 2—4—6 на рис. 1.33). Промежуточная сепарация влаги разделяется на внешнюю [когда удаление влаги происходит в сепараторах (С), установленных вне турбины] и внутриканальную в проточной части турбины, которая будет рассмотрена в гл. 4. [c.35]

Разделительное давление. Для внешней сепарации влаги требуется вывод из турбины и ввод в нее огромных объемов пара. Практически это можно выполнить в местах деления турбины на части. Вместе с тем наибольший экономический эффект от внешней сепарации и удаления влаги получается при определенных давлениях. Эти оптимальные давления зависят от начальных и конечных параметров пара, от к. п. д. отсеков турбины и от наличия или отсутствия ПП и его эффективности. Поэтому вопрос об оптимальном разделительном давлении должен решаться с учетом особенностей тепловой схемы, конкретных характеристик турбины и возможностей размещения ее проточной части по цилиндрам. [c.113]

Эта турбина и К-500-60/1500 в значительной мере унифицированы. Для нее также были разработаны проекты с отдельными ЦВД и ЦСД несовмещенным цилиндром расположение конденсаторов— подвальное и боковое. Из-за разных параметров пара несколько различаются проточные части. Двойная сепарация влаги в С-1 за ЦВД при давлении 1,2 МПа и в С-И при 0,25 МПа обеспечивает за последним РК степень влажности -14%. [c.126]

Наряду с удалением влаги в сопловых лопатках турбинной ступени применяют метод сепарации влаги в зазоре между сопловой рабочей решетками. Это метод влагоудаления используется в проточных частях тур- [c.327]

Наряду с этими схемами возможно применение внешней сепарации влаги уже в ЦВД. Так, например, фирма Парсонс применила в турбине мощностью N = 800 МВт две ступени внешней сепарации (рис. 8.26). Двухпоточный цилиндр высокого давления имеет два внешних сепаратора влаги. Влажный пар после ряда ступеней одного потока отводится из проточной части турбины и направляется в сепаратор, далее осушенный пар поступает во второй поток. Вторая ступень сепарации влаги работает по той же схеме, но в обратном направлении. К сожалению, результаты опытов и эксплуатации такой схемы сепарации влаги не известны. [c.336]

Остаются открытыми вопросы оптимизации решеток и форм проточных частей турбин, работающих на влажном паре. Не менее важным в этой связи является правильный выбор параметров, распределение теплоперепадов и реактивности по ступеням. Необходимо подчеркнуть также то, что из-за сложности обменных процессов в двухфазных потоках, особенно в условиях потери устойчивости движущихся капель и пленок, сама постановка задачи об оптимизации вызывает значительные трудности. Эта задача усложняется также и потому, что, кроме повышения экономичности, оптимальная проточная часть должна обладать и максимальной устойчивостью к эрозии. В этой связи определенные надежды возлагаются на сепарацию влаги из пространства над рабочими лопатками и через щели в полых сопловых решетках. Перспективными могут оказаться специальные ступени, обладающие повышенной сепарационной способностью. Эти исследования также еще далеки от своего завершения. Требуют дальнейшего совершенствования и методы расчета к. п. д., коэффициентов расхода и [c.4]

Таким образом, сепарация влаги может существенно повлиять на экономичность установки, и, если проточная часть турбины выполнена со специальными сепарационны-ми камерами, необходимо в расчетах учитывать отводимую в сепараторах влагу. [c.195]

Эксплуатация турбинной установки АЭС осложняется тем, что отсутствует контроль за эффективностью сепарации влаги, так как в настоящее время еще не внедрены измерители стенени влажности пара на входе в ЦВД турбины. В то же время значительная доля влаги на входе в турбину движется в виде пленки, а отвод ее не организован. В большей степени изучены процессы образования, движения и сепарации влаги в проточных частях турбины. Отвод влаги из проточной части турбины повышает экономичность и надежность турбины, а также уменьшает эрозионный износ лопаток ЦНД и размыв диафрагм в зоне высокого давления пара. [c.309]

Эффективным средством снижения эрозии проточных частей турбин является сепарация влаги в проточных частях турбин (см. гл. 8). Например, на рис. 7-10 показано уменьшение эрозионного износа рабочей лопатки натурной турбины за счет отсоса крупнодисперс-ной влаги через щели выходных кромок сопл. Значительный эффект был достигнут на ХТГЗ после организации влагоудаления за сопловым аппаратом последней ступени турбины ВКТ-100. [c.151]

Наименее изученным является вопрос о доле крупнодисперсной влаги. К сожалению, имеются только косвенные оценки доли крупнодисперсной влаги но данным об эффективности влагоудаления. Поэтому представляет интерес анализ прямых измерений количества крупнодисперсной влаги в проточной части турбины. Правда, эти измерения проводились методом отпечатков с учетом времени экспозиции и имеют значительную погрешность. Однако результаты измерении [7.6, 7.7] позволяют провести анализ влияния Грежимных параметров на долю крупнодисперс-иой влаги и реально представить действительные возможности сепарации влаги в турбинной ступени. [c.274]

Однако при разработке систем влагоудаления, снижаюш,их КПД в ЦВД турбин АЭС, следует учитывать, что из-за высокой плотности пара (больших значений рп/рж) возможности сепарации влаги в проточных частях ЦВД ограничены [8.12]. В связи с этим в некоторых случаях снижение экономичности группы ступеней из-за конструктивных особенностей, повышающих влагоудаление, может не компенсировать снижения вредного воздействия отведенной влагп. [c.331]

Наибольший эффект можно получить сепарацией влаги из проточной части турбины, так как в этом случае отсутствуют потери в сепараторе, доля пара, отбираемого вместе с влагой, может быть невелика, а снижение к. п. д. из-за встроенных влагоулавливающих устройств обычно незначительно, При этом необходимо учесть, что отвод влаги и части пара в периферийных сечениях турбинных ступеней с большим углом раскрытия проточной части уменьшает отрыв потока и улучшает аэродинамические характеристики проточной части турбины, а использование тепла отсепарированной влаги в схеме регенеративного подогрева питательной воды повышает к. п. д. установки. Значительного улучшения к. п. д. турбинной ступени можно ожидать при удалении влагг[ с поверхности полых сопловых лопаток. Хотя количество отводимой [c.193]

В Советском Союзе, особенно в связи со строительством АЭС, в течение последних двадцати лет были развернуты исследования влажнопаровых турбин в БИТМ, ЛПИ, МЭИ, ЦКТИ, а также на ЛМЗ, ХТГЗ и КТЗ. В этих и других организациях продолжается и в настоящее время изучение различных аспектов этой проблемы. Крупные исследования выполняются также за рубежом. Можно отметить два главных направления этих исследований 1) изучение кинетики фазовых превращений в турбинных ступенях 2) изучение движения пленок и капель в проточных частях турбин, процессов сепарации влаги и эрозии лопаток. [c.226]

Таким образом, применение промежуточного перегрева острым или отборным паром для снижения влажности пара в проточной части турбины менее эффективно с точки зрения экономичности термодинамического цикла, чем использование промежуточной сепарации влаги в вынесенных сепараторах или применение влагоудаляющих устройств в ступенях турбины. Применение промежуточного перегрева может быть оправдано только необходимостью обеспечения допустимого по условиям длительной надежности работы лопаточного аппарата значения конечной влажности пара в последних ступенях турбины или существенным повышением внутреннего относительного к.п.д. турбоустановки из-за снижения влажности пара в ступенях. Учет последнего обстоятельства достаточно сложен, так как пока нет надежных методов определения действительной влажности пара в ступени, методов расчета количества удаленной влагоулавливающими устройствами влаги, а также величины потерь от влажности. [c.85]

Накопленный к настоящему времени экспериментальный материал показывает, что эффективность сепарации существенно зависит отряда факторов относительной скорости рабочих лопаток м/со, давления среды (числа Re), отношения давлений на ступень е (числа Ма), геометрических параметров ступени (of// 3i ai 6 б и т. д.), конструкций влагоотводящих устройств и других факторов. В реальных условиях при изменении режима работы турбинной ступени величина ijj изменяется в 5 раз и более. Следует отметить, что по данным различных организаций при идентичных условиях испытаний влияние отдельных параметров на сепарацию получается неодинаковым. Очевидно, что для сепарации влаги из проточной части важным фактором является то, каким образом изменяется отношение скоростей и Со и другие безразмерные параметры. Действительно, увеличение uj o при со = onst приводит к росту центробежных сил, действующих на пленку, к более интенсивному дроблению соприкасающихся капель, изменению углов входа частиц влаги на рабочие лопатки. В то же время изменение Со (или располагаемого теплоперепада) ска- [c.164]

На рис. 5-21,а была показана многоступенчатая турбина, на которой были проведены исследования сепарации влаги из проточной части. Удаление влаги производилось одновременно из двух камер. В опытах было отмечено, что с ростом отношения скоростей ul o)i предыдущей ступени коэффициент сепарации гр падает (рис. 8-13,а и б, номера кривых соответствуют положению влагоулавливающей камеры, см. рис. 5-21,aj. Влияние частоты вращения ротора многоступенчатой турбины на эффективность влагоудаления при постоянном начальном и конечном давлениях показано на рис. [c.168]

При скорости истечения влажного пара из соила l = 190 -г/се/с в опытах были получены достаточно высокие значения коэффициента сепарации гр для начальной влажности уо<20%-Недостатком испытаний являлось то, что они проводились в условиях крупнодисперсной (форсуночной) влаги на входе, при равномерном распределении степени влажности по высоте и при отсутствии рассогласования скоростей фаз. Испытания показали существенное снижение о1)-при увеличении начальной влажности. Это объясняется ирежде всего кризисными течениями пленки в жалюзийном сепараторе данной конструкции при уо>20%. Очевидно, дальнейшее совершенствование встроеииого сепаратора такого типа позволит получить достаточно эффективное средство удаления влаги из проточной части турбин. [c.184]

В проточной части ЦВД уста новлена система влагоулавливающих камер для периферийной сепарации за рабочей решеткой н имеется по два отбора пара на регенерацию в каждом потоке, В ЦНД наряду с периферийиым отводом влаги используется внутри-канальная сепарация. На двух последних ступенях установлены диафрагмы с полыми лопатками. В проточных частях турбины выбраны нормальные осевые размеры. Здесь, как и у всех турбин этой [c.211]

Назаров О. И. Исследование движения и сепарации влаги в элементах проточной части турбин Автореф. дис. на соиск. учен, степени канд. техн. науь М.. 1976. [c.320]

На рис. 39 показано несколько сепарационных устройств, в которых для сепарации влаги наряду с использованием отбрасывания капель по поверхности лопаток рабочего колеса производится принудительный отсос пара из проточной части турбины в сепарацион-ное устройство. Длинный и узкий влагоотводящий канал в конструкции Броун-Бовери (рис. 39,а) по современным воззрениям, основанным на результатах под- [c.69]

Экономичность и надежность турбоустановок, работающих с линии насыщения, в значительной степени зависят от эффективности влагоудаления на всем нути следования влажного пара. К основным этапам влагоудаления следует отнести нредтурбинную сепарацию влаги, влагоудаленне в реакторах и парогенераторах, влагоудаленне в проточной части цилиндров высокого (ЦВД) и низкого (ЦНД) давлений турбины, удаление в выхлопных патрубках и перепускных трубах между ЦВД и ЦНД, удаление влаги во внешних сепараторах и сепараторах-пароперегревателях (СПП). [c.309]

Ступени-сепараторы могут быть установлены также перед турбиной (предтурбинная сепарация влаги), в конце проточной части ЦВД, но наи- [c.333]

В заключение следует отметить, что сепараторы и сепараторы-пароперегреватели все еще находятся в стадии развития новых конструкций. Очевидно, после изучения процессов сепарации влаги проточных частей турбин и организации влагоудаленпя в перепускных трубах предоставится возможность создать наиболее компактные и падежные турбоустановки для АЭС, работающих но влажном паре. [c.347]

Книга посвящена вопросам возникновения, движения и воздействия жидкой фазы на характеристики проточных частей турбин, работающих на двухфазных средах, а частности на влажном водяном паре. Приводятся результаты детальных исследований движения пленок, структуры двухфазной среды и характеристик турбинных решеток, характеристики и методы расчета проточных частей ступеней, рассчитанных на дозвуковые и большие сверхзвуковые скорости. Большое внималие уделяется проблемам внутритурбинной сепарации влаги н эрозии лопаток. В заключение даются примерь( конструктивного выполнения влажнопаровых турбнн. [c.2]

До настоящего времени накоплено мало экспериментального материала по исследованию неподвижных и вращающихся решеток на влажном паре. Отсутствуют надежные данные, характеризующие структуру потока двухфазной среды, механизм образования потерь энергии, а также изменение основных аэродинамических характеристик решеток в достаточно широком диапазоне режимных и геометрических параметров. Особый недостаток ощущается в опытных и теоретическях исследованиях дисперсности и скоростей жидкой фазы в решетках турбинных ступеней. Для расчета экономичности проточных частей турбин, эрозии лопаток и сепарации влаги необходимо знать траектории движения капель, их взаимодействие с неподвижными и вращающимися лопаткамц, долю влаги, остающуюся на поверхностях в виде пленок, характер двил ения этих пленок под воздействием парового потока, центробежных и кориолисовых сил. Естественно, что отсутствие пе речис-лениых данных не позволяет решать задачи выбора оптимальных профилей сопловых и рабочих решеток, работающих на влажном паре. Следовательно, накопление опытных материалов, полученных методами дифференцированного изучения физических особенностей процесса, представляет большой теоретический и практический интерес. [c.50]

В опытах ЛПИ и БИТМ было отмечено также существенное влияние угла раскрытия периферийного обвода на коэффициент сепарации влаги в зазоре. Так, например, увеличение угла V от О до 42° приводило к снижению эффективности сепарации более чем в 3 раза. Однако, по данным ХТГЗ, значительное повышение коэффициента сепарации и экономичности турбинных ступеней, а также уменьшение эрозии лопаток при больших углах раскрытия проточной части могут быть достигнуты за счет отсоса влаги вместе с паром [Л. 70], Это объясняется не только отводом влаги, но и улучшением аэродинамических характеристик периферийных сечений ступеней. [c.167]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...