Введение к работе
Актуальность работы. В настоящее время целесообразность работ по совершенствованию выхлопных патрубков мощных паровых турбин не вызывает сомнения. Многолетний опыт эксплуатации свидетельствует, что эффективная и надежная работа турбины в значительной мере зависит от работы ее выхлопного патрубка. Проблеме создания рационального выхлопа из мощных паровых турбин уделяется достаточно внимания, но реальные результаты пока невелики. Такая ситуация обусловлена целым рядом причин, из которых основными представляются следующие:
значительная неравномерность ноля скоростей за последней ступенью, как правило, не позволяем рассчитывать на восстановление кинетической энергии в давление;
традиционная схема отвода пара от последней ступени в конденсатор под углом 90" вызывает появление мощных вихревых шнуров, значительно снижающих эффективное проходное сечение паїруОкн и индуцирующих вторичные течения.
Для патрубков отечественных паровых турбин ситуация осложняется еще и тем. что традиционная конструкция патрубка со встроенным подшипником ЦНД связана с необходимостью выреза в торцевой стенке крышки корпуса и увеличением угла подъема внутренней втулки. Кроме того, наличие встроенного подшипника заставляет увеличивать жесткость патрубка, применяя дополнительные силовые элементы. Все это приводит к тому, что коэффициент полных потерь С,,, для большинства турбин с подвальным расположением конденсатора даже на стадии проектирования больше единицы. Реальное же его значение еще выше.
Описанные обстоятельства наглядно показывают всю важность работ по совершенствованию выхлопных патрубков паровых турбин и высокую значимость получения даже небольшого эффекта.
Цели и задачи работы.
1. Поиск путей повышения эффективности выхлопных патрубков
с осерадиальными диффузорами.
2. Исследование возможностей совершенствования
бездиффузорных выхлопных патрубков.
Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем: впервые проведены подробные исследования новой аэродинамической схемы расположения обводов осерадиалыюго диффузора, позволившей снизим, потери в паз рубке на ЗО-МО"'».
предложены и испытаны прошвовихревые решетки, применение которых позволило значительно снизнзь неравномерность поля скоростей на выходе из патрубка и уменьшить вибрацию на встроенном полтиннике ЦНД в 2.5 раза.
Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечиваю гея применением общепризнанных и отработанных методик проведения и обсчета экспериментов, высокой точностью применяемых измерительных приборов, повторяемостью результатов опытов, получением близких результатов при проведении экспериментов по различным методикам и хорошим совпадением результатов модельных и натурных исследований.
Внедрение. Все предлагаемые в диссертационной работе проекты реконструкции выхлопных патрубков были реализованы фирмой ABB "Zamech" при модернизации турбин 13К215 с длинами последних лопаток 1050 мм и 924 мм и турбин ТК-120 с длиной последней лопатки 600 мм. Испытания натурных машин показали, что за счет использования модернизированных выхлопных патрубков возможно повысить мощность турбины I3K215 (с высотой последней лопатки
1050 мм) на величину до 5 МВт и снизить вибрацию встроенного подшипника ЦНД с 15-ьЗО мкм до 7^-9 мкм.
Практическая ценность работы. Полученные в диссертационной работе результаты имеют прямое практическое значение, так как разработанные проекты реконструкции выхлопных патрубков могут быть использованы при модернизации практически всех энергетических турбин. Некоторые технические решения настолько просты, что реконструкция выхлопных патрубков может быть произведена силами электростанции в ремонтный период.
Публикации. По результатам выполненных исследований выпущено 4 научно-технических отчета, опубликована статья и 2 доклада на международных конференциях.
Личный вклад автора заключается:
в выполнении обзора и анализа литературных данных;
в создании моделей выхлопных патрубков;
в проведении большого объема экспериментальных работ;
в проведении анализа полученных экспериментальных данных;
в разработке проектов модернизации выхлопных патрубков. Апробация работы. Основные результаты диссертационной
работы были изложены на заседании кафедры ПГТ МЭИ в июне 1998, а также на конференциях в Польше, США и семинарах на фирмах "Шкода"(Чехия), "Лльстом"(Англия). Автор защищает:
новую аэродинамическую схему установки обводов осералпального диффузора;
- прогивовихревыс решетки на горизонтальном разъеме патрубка
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения,
четырех глав, заключения, списка литературы и приложения. Работа изложена на 83 страницах машинописного текста, содержит 76
рисунков на 78 страницах, список литературы из 74 наименований на 8 страницах.