Содержание к диссертации
Введение 4
1. Обзор литературы 7
-
Результаты экспериментальных исследований регулирующих клапанов 7
-
Расчетные методы исследования регулирующих клапанов 25
-
Течение влажного пара в клапанных каналах 28
-
Вопросы надежности систем парораспределения 40
-
Заключение по обзору и постановка задач исследования 53
2. Методика экспериментов. Характеристики стендов и
объектов исследования 55
-
Паровая установка УИК-2м 55
-
Методика экспериментов на стенде УИК-2м. Оценка погрешности 59
-
Описание экспериментального стенда ТШ-3 64
-
Методика проведения экспериментов на стенде ТШ-З. Оценка погрешности 66
-
Описание моделей исследования 70
3. Вопросы профилирования каналов регулирующих клапа
нов 79
-
Графоаналитические исследования геометрических характеристик клапанов 79
-
Влияние геометрических параметров клапанного канала на формирование поля скоростей перед входным сечением диффузора 82
-
Опытные данные по распределению давлений в клапанных каналах различной конструкции 89
3.4. Расчет потерь в проточной части клапана 121
4. Влияние конструктивных факторов на расходные и вибро
акустические характеристики регулирующих клапанов..126
-
Влияние размеров паровой коробки на расходные характеристики клапанов 126
-
Влияние формы седла на пропускную способность регулирующих клапанов 129
-
Влияние формы чаши на эффективность работы клапанов 134
-
Виброакустические характеристики клапанов различной конструкции 141
5. Исследование течения влажного пара в клапанах тур
бин 145
-
Особенности течения влажного пара в клапанах турбин 145
-
Влияние влажности на характер течения в конических диффузорах и клапанных каналах 148
-
Влияние влажности на расходные характеристики регулирующих клапанов 159
-
Влияние начального состояния пара на виброакустические характеристики испытанных клапанов 169
6. Внедрение результатов разработок в промьшленность и
вопросы экономической эффективности 174
-
Результаты испытаний турбоагрегатов №1 и №6 Костромской ГРЭС. Оценка погрешности измерений 174
-
Определение экономической эффективности внедрения клапанов МЭИ 182
Заключение 184
Список литературы 186
Введение к работе
Рост единичной мощности блоков ТЭС и АЭС предъявляет повышенные требования к эксплуатационной надежности всех агрегатов. Известно, что на долю систем автоматического регулирования и парораспределения падает 30$ аварийных отказов работы паровых турбин. Из этого количества отказы клапанов составляют заметную величину. На различных этапах развития турбостроения находили применение разные конструкции клапанов. Выбор конструкции определялся в основном параметрами пара, и на заре турбостроения предъявляемым требованиям вполне отвечал тарельчатый клапан. Недостатком такого типа клапанов является большое паровое усилие, которое приходится преодолевать в момент отрыва. С ростом начальных параметров и мощности турбин наметился переход к диффузорным, односе-дельным клапанам обтекаемой формы. Уменьшить отрывное усилие можно путем сокращения диаметра посадки клапана, увеличив расчетную скорость пара в горле седла. Но увеличение скорости приводит к увеличению потерь давления и понижению экономичности турбины. Дальнейшие попытки сократить усилия, необходимые для отрыва клапана, привели к конструкции разгруженных двухседельннх клапанов. Последние, обеспечивая эффективную разгрузку клапана на всех режимах работы, не обеспечивают требуемой плотности закрытия / I /, и в настоящее время турбины с начальным давлением пара свыше 10 МПа выполняются с односедельными клапанами.
В связи с широким использованием влажнопаровых турбин (в Европейской части СССР в ближайшей перспективе практически все новые конденсационные электростанции сооружаются на ядерном топливе / 2 /) актуальным является вопрос о работе элементов парораспределения в двухфазных средах / 3 /. Изучение влияния влаж- ности и режимных параметров на характеристики потока в клапане приобретает особое значение в связи с поломками и выходом из строя соплового аппарата первой ступени и штоков клапанов турбин, работающих на насыщенном и влажном паре. Однако решение указанной проблемы представляет большие трудности в связи со сложностью и малой изученностью физических процессов в клапане.
Настоящая работа ориентирована на исследование структуры потока пара и определение влияния отдельно выделенных элементов клапана на эффективность паровпуска турбин. При этом в основу всей работы положен принцип максимального практического использования полученных результатов.
В первой главе диссертации выполнен обзор конструкций клапанов, выделены наиболее перспективные направления их совершенствования. Проведен анализ экспериментальных и расчетно-теорети-ческих исследований. На основании анализа выполненных работ определены задачи настоящего исследования.
Во второй главе дано описание экспериментальных установок и моделей исследования. Приведена оценка погрешности экспериментов.
Третья глава посвящена расчетным и опытным исследованиям по влиянию геометрических и режимных параметров на структуру потока пара в клапанном канале.
В четвертой, главе рассмотрено влияние конструктивных факторов на интегральные характеристики клапанов. Приведены виброакустические характеристики различных клапанных систем.
В пятой главе приведены результаты исследования течения влажного пара в клапанах. Рассмотрено влияние начальной степени влажности на расходные характеристики и коэффициенты потерь энергии. Проведено сравнение эффективности диффузорных и бездиффузор-ных клапанов.
Шестая глава посвящена результатам натурных испытаний клала- нов турбин K-3Q0-240 ЛМЗ и оценке экономической эффективности внедрения клапанов конструкции МЭИ.
Исследования проведены в секторе диффузорных течений газодинамического отдела проблемной лаборатории турбомашин имени А.Б.Щегляева в соответствии с планом НИР и являются частью работ, направленных на изучение течения рабочей среды в клапанах и других диффузорных каналах.
Автор искренне признателен коллективу кафедры Паровых и газовых турбин, в частности, зав. отделом Каращук В.Е., к.т.н. Киселеву Л.Е., к.т.н. Касилову В.Ф., к.т.н. Абрамову В.И., инж. Погорелову С.И., асп. Кауркину В.Н., вед. инж. Денисову В.Н., ст. инж. Парамонову А.Н., ассистенту Грибину В.Г., инж. Щеннико-вой Л.В. за помощь, оказанную при выполнении настоящей работы.
