Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь FAQ Написать работу КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Глава 16. Общее устройство и технические характеристики паровых турбинСодержание книги
Похожие статьи вашей тематики
Поиск на нашем сайте
§ 16.1 Турбоприводы Турбоприводы насосов. В качестве турбоприводов насосов применяют турбины небольшой мощности обычно с двумя ступенями скорости. Иногда турбина работает с противо- 204 давлением; отработавший пар в этом случае используется для подогрева питательной воды. Питательный турбонасос вспомогательного котла теплохода «Лисичанск» (рис. 16.1) смонтирован на общей раме (на рис. 16.1 не показа на). Свежий пар поступает через патрубок 5 и, пройдя быстрозапорный клапан (на рис. 16.1 не показан), направляется в сопловую коробку 8. Из нее пар попадает в проточную часть, где расширяется до конечного давления и выходит через патрубок 4. Стальной корпус турбины состоит из двух частей. Верхняя его половина отлита вместе с патрубком отработавшего пара. К коробке крепятся сопловой сегмент 7 и сегмент 6 с направляющими лопатками. Ротор турбины состоит из вала 2 и находящегося на нем двухвенечного диска 3. На валу ротора сидит также рабочее колесо 1 насоса. Вал лежит на двух подшипниках. Подшипник у переднего конца вала имеет самостоятельный корпус с гибкой опорой 10. В турбине установлено угольное уплотнение 9. На рис. 16.2 показан вертикальный турбопривод грузовых и зачистных насосов ТП-320 и ТП-320-1, устанавливаемых на танкерах типа «Великий Октябрь» и нефтерудово- зах типа «Борис Бутома». Технические характеристики Тип насоса........................ Грузовой/ зачистной Мощность турбопривода, кВт 235/170 Частота вращения, об/мин: турбин..................... 9000/9000 насоса..... 1350/1350 Давление пара, МПа: перед турбиной.. 1,4/2,4 отработавшего.. 0,12/0,16 Расход пара на турбину, кг/ч 4400/2350 Турбопривод состоит из турбины 1 и редуктора, расположенных на
Рис. 16.2. Турбопривод насосов ТП-320 и ТП-320-1 общей сварной фундаментной раме 6. Совместный корпус турбины и редуктора имеет горизонтальный разъем. Консольный ротор турбины откован совместно с двухвенечным диском турбины и шестерней 10 редуктора. Ротор установлен в двух подшипниках: в верхнем опорном 11 и нижнем опорно-упорном 8. Уплотнение 12 турбины лабиринтное эластичное. Зубчатое колесо 3 редуктора сидит на выходном валу 7, который через муфту 5 соединяется с валом насоса. Выходной вал вращается в шариковых подшипниках 2. На фундаментной раме, кроме турборедуктора, смонтированы м асляный электронасос 9, маслоохладитель 4 и привод регулировочного клапана. С помощью боковых лап рамы турбопривод установлен на судовой фундамент. Турбоприводы электрогенераторов. Турбоприводы электрогенераторов чаще всего выполняют в виде турбоблоков, состоящих из многоступенчатой турбины, одноступенчатого редуктора, другого оборудования и систем, компактно расположенных на одной раме, внутри которой размещается масляный бак. У этих турбоприводов применяют сопловое регулирование: первая ступень — двухвенечная или одновенечная. На танкерах типа «Великий Октябрь» и сухогрузах типа «Капитан Кушнаренко» установлены вспомогательные турбогенераторы ТД- 400. Технические характеристики Род тока................................... Перемен ный Мощность генератора, кВт.... 450 Напряжение, В........................ 400 1 В числах, представляющих собой дробь, числитель относится к грузовому режиму работы, а знаменатель — к зачистному. в турбину 4 в конденсатор.... 0,008 Температура пара, ° С... 150 Тип проточной части... 5А, Частота вращения, об/мин: ротора.................................... 8500 генератора.. . 1500 Турбина, редуктор и генератор смонтированы на общей фундаментной раме. Проточная часть турбины (рис. 16.3) состоит из пяти одновенечных ступеней. Все ступени выполнены со степенью реактивности, из них первая регулировочная с парциальным впуском для увеличения высоты лопаток. Корпус 6 турбины имеет один горизонтальный разъем. Задний стул /, отлитый заодно с корпусом 6 турбины, соединен с фундаментной рамой гибкой опорой 12. В стуле помещаются жесткий опорный подшипник 2 и одногребенчатый упорный подшипник 3. Передний опорный подшипник 10 расположен в корпусе редуктора. На подшипниках установлены термометры, маслоуказатель- ные приборы и микрометры для определения радиального положения ротора. Наружные уплотнения 5 и уплотнения диафрагм 11 лабиринтные эластичные, гребенчатого типа. Между подшипниками и уплотнениями установлены маслоотбойные устройства 4. Сопла 7 первой регулировочной ступени закреплены в сопловой коробке. Ротор 8 цельнокованый, без центрального контрольного сверления. Диски равного сечения имеют разгрузочные отверстия для выравнивания давления по обе стороны диска. На обоих концах ротора и диафрагм выточены гребни для уплотнений. Задний конец ротора соединен с шестерней редуктора муфтой 9. На отечественных судах установлены турбогенераторы значительной мощности. Основные характеристики этих турбогенераторов приведены в табл. 16.1.
§ 16.2. Главные турбоагрегаты Турбоагрегат ТС-2. В качестве типовой конструкции турбоагрегата, рассчитанного на средние параметры пара, рассмотрим конструкцию ГТЗА ТС-2, установленного на судах типов «Прага» и «София». Танкер типа «Прага» грузоподъемностью 25 000 т и типа «София» грузоподъемностью 40 000 т предназначены для перевозки нефтепродуктов и сыпучих грузов. Головной танкер типа «Прага» был сдан в эксплуатацию в 1959 г., а типа «София» — в 1963 г. Это однопалубные одновинтовые танкеры с машинным отделением, расположенным в корме. Паротурбинная установка танкеров состоит из ГТЗА ТС-2 (постройки ЛОКЗ1), двух паровых водотрубных котлов КВГ-34к, обслуживающих механизмов. Главный турбозубчатый агрегат состоит из ТВД, ТНД, двухступенчатого редуктора, конденсатора, органов управления и защиты. Турбины установлены параллельно одна другой и работают на общий ре- НО об/мин)................................... 13 970 максимальная (при частоте вращения гребного винта 113 об/мин).................................. 15 800 Мощность турбины заднего хода, i кВт: длительная (при частоте вращения гребного винта 55 об/мин) 1 770 кратковременная (не более 15 мин при частоте вращения гребного винта 81 об/мин).................................... 6 470 Начальные параметры пара перед БЗК на режиме переднего хода: давление, МПа 4 температура, °C............................ 465 Начальные параметры.пара на режиме заднего хода: давление, МПа 3,5 температура, °C............................ 400 остаточное давление в конденсаторе, кПа....... 4,9 Удельная подача топлива на установку, г/(кВт-ч) 330 Для обеспечения автоматического управления всей установкой при изменении режима работы ГТЗА автоматизированы системы: горения топ- лива в котлах, регулирования температур топлива и перегретого пара, питания котлов, конденсатная, регулирования давления во вспомогательных паровых магистралях, деаэраторе и ЙГК- Главный турбозубчатый агрегат оборудован системой сигнализации и защиты, закрывающей БЗК в случаях: падения давления масла, срыва выпуска в главном конденсаторе; увеличения частоты вращения главных турбин сверх допустимой; повышения осевого сдвига роторов. Предусмотрено автоматическое регулирование давления пара в системе отсоса пара из лабиринтных уплотнений. Электронный прибор с сигнальным устройством и термометрами сопротивления показывает температуру любого подшипника ГТЗА. Автоматический электронный мост с сигнальным устройством показывает температуру перегретого пара перед БЗК. Для определения мощности, развиваемой ГТЗА, на тарированном участке линии вала установлен индукционный торсиометр. Центральный пульт управления расположен в машинном отделении между котельной и турбинной установками, он состоит из четырех секций. Для управления ГТЗА служат маховики управления сервомоторами и ручное, регулирование. Турбина высокого давления (рис. 16.4) состоит из одновенечной регулировочной ступени и восьми активных ступеней давления со степенями реактивности от 12 до 23%. Свежий пар подводится к соплам регулировочной ступени через две сопловые коробки, верхнюю и нижнюю; в верхней коробке 4 сопла разбиты на три группы. К каждой группе пар поступает через свой сопловой клапан 5. К нижней сопловой коробке пар подводится непосредственно от маневрового клапана через трубу //. Корпус <3 ТВД литой, из отожженной хромомолибденовой стали, имеет горизонтальный и вертикальный (технологический) 210 разъемы. В верхней части корпуса сверху и Снизу вварены литые сопловые коробки. Кроме выпускного патрубка 14, имеется патрубок с трубой 13 для отвода пара непосредственно в конденсатор в случае выхода из строя ТНД, а также патрубок с трубой 12 для отбора пара на регенерацию. В кормовой части корпуса установлено реле осевого сдвига 8. Диафрагмы наборные сварные, с горизонтальным разъемом и сегментными гребенчатыми лабиринтными уплотнениями. Опорные стулья литые. Кормовой стул 15 приварен к корпусу турбины и установлен на фундаментной балке неподвижно. Соединение носового стула 9 с корпусом ТВД подвижное. Система из двух горизонтальных и одной вертикальной шпонок обеспечивает свободу тепловых расширений корпуса турбины по отношению к стулу в поперечном и вертикальном направлениях. К стулу приварены гибкие опоры 10, обеспечивающие продольное расширение корпуса турбины. Благодаря отъемному носовому стулу уменьшается также нагрев опорного подшипника со стороны выпуска пара. Опорные подшипники 1 регулируемые самрустанавливающие- ся. Упорный подшипник 7 имеет уравнительное устройство. На крышках подшипников установлены термометры, микрометры для определения радиального положения ротора и маслоуказательные приборы. Концевые уплотнения 6 гребенчатые, лабиринтные. Благодаря пластинчатым пружинам уплотнительные сегменты при задевании могут отжиматься в радиальном направлении. Уплотнения снабжены патрубками, к которым присоединены трубы системы укупорки. Ротор 2 ТВД жесткий цельнокованый, изготовлен из хромомолибденовой стали, имеет центральное отверстие для контроля поковки. На обеих концах.ротора выточены гребни для уплотнений. К его носовому концу присоединен гребень упорного подшипника, а также в него вмонтирован центробежный выключатель бойкового типа. Турбина низкого давления (рис. 16.5) также активного типа, имеет 11 одновенечных ступеней давления со степенью реактивности от 11 до 68%. На носовом конце турбины расположена ТЗХ, состоящая из одного двухвенечного колеса. Пар в проточную часть ТНД поступает из кольцевой паровыпускной полости, которая сообщается ресивером с выпускным патрубком ТВД. После пятой ступени переднего хода производится отбор пара. Пройдя все ступени переднего хода, пар поступает в выпускной патрубок и далее в конденсатор, расположенный под ТНД. Для придания потоку пара определенного направления и для уменьшения вентиляционных потерь ступеней заднего хода между ступенями переднего и заднего хода установлен пароотбойный щит. Корпус ТНД сварно-литой конструкции, с горизонтальным и вертикальным разъемами. К корпусу приварен выпускной патрубок. Носовой стул к корпусу приварен, а к фундаменту крепится посредством гибкой опоры. Кормовой стул соединен с корпусом ТНД подвижно, как носовой стул ТВД. К фундаменту кормовой стул крепится жестко. Концевые уплотнения, опорные и упорные
Рис. 16.5. Турбина низкого давления ТГЗА ТС-2: / — подвод пара из ТВД; 2 — корпус ТНД; 3 — пароотбойное кольцо; 4 — ТЗХ; 5 — опорный подшипник; 6 — термометр; 7 — импеллер; 8 — гибкие опоры; 9 — рабочие лопатки; 10 — диафрагмы; 11 — дренажный канал; 12 — кормовой стул; 13 — реле.осевого сдвига; 14 — упорный подшипник
подшипники по конструкции такие же, как у ТВД. Турбоагрегат ТС-1. Этот агрегат установлен на сухогрузных судах типа «Ленинский комсомол». Головной паротурбоход судов серии «Ленинский комсомол» вступил в строй в 1959 г., он является первым отечественным паротурбинным транспортным судном. Полная грузоподъемность судна 13 400 т, дальность плавания при номинальной мощности и скорости 18,5 уз равна 12 тыс. миль. Для обеспечения главных турбин и вспомогательных механизмов паром на судне установлены два вертикальных водотрубных котла КВГ- 25 паропроизводительностью 25 т/ч. Технические характеристики Мощность турбины переднего хода, кВт: минимальная (при частоте вращения гребного винта . 100 об/мин).............................. 9 560 максимальная (при частоте вращения гребного винта 105 об/мин)...... 10 520 Мощность турбины заднего хода (при частоте вращения гребного винта 73 об/мин), кВт . 3 820 Начальные параметры пара перед БЗК: давление, МПа......................... 4 температура, °C.... 450 остаточное давление в конденсаторе, кПа.... 4,9. Рабочее давление в котле, МПа 4,4 Удельная подача топлива на установку, г/(кВт-ч)...330—350 По конструкции турбоагрегат ТС-1 почти не отличается от турбоагрегата ТС-2. Турбоагрегат ТС-3. В качестве примера конструкции главного турбоагрегата с промежуточным отбором пара рассмотрим конструкцию ГТЗА ТС-3, установленного на крупнотоннажных танкерах типа «Крым». ■ Танкеры типа «Крым» грузоподъемностью 150 000 т (головное судно сдано в эксплуатацию в 1976 г.) значительно превосходят по экономической эффективности танкеры типа «София». Суда оборудованы паротурбинной установкой ТС-3. Водометное подруливающее устройство в носу и корме, а также винт регулируемого шага диаметром 7,5 м с гидравлическим приводом обеспечивают хорошие маневренные качества танкера. Управление грузовыми и балластными операциями, а также мойка танков в среде инертных газов — автоматизированные дистанционные из поста управления. Технические характеристики ГТЗА ТС-3 механизмов................................. 23 400 на выходном фланце редуктора...................................... 22 000 Давление пара: перед турбиной, МПа.... 7,6 после промежуточного перегрева, МПа 1,5 в конденсаторе, кПа.... 5,1 Температура пара, °C: перед турбиной 510 после промежуточного перегрева... 510 Частота вращения, об/мин: гребного винта 85 ротора ТВД..................................... 5370 ротора ТНД..................................... 2850 Расход пара, т/ч....... 78,5 Масса установки, т.............................. 300 Удельная подача топлива на установку, г/(кВт-ч) 249 Высокая экономичность энергетической установки достигнута в основном благодаря высоким начальным параметрам пара, усовершенствованной тепловой схеме, применению промежуточного перегрева пара, до начальной температуры, развитой пятиступенчатой системе подогрева питательной воды, приводу электрогенератора и главного питательного насоса от ГТЗА. Высокая степень автоматизации энергетической установки позволяет вести ее безвахтенное обслуживание при эксплуатации. Моторесурс установки не менее 150 000 ч. Котельная установка состоит из одного главного котла паропроизводительностью 80 т/ч и вспомогательного котла паропроизводительностью 35 т/ч. Вспомогательный ко тел обеспечивает аварийный ход судна со скоростью 8 уз. Электростанция судна состоит из генератора мощностью 1350 кВт (привод от ГТЗА), резервного турбопривода, автономного турбогенератора мощностью 400 кВт, аварийного дизель-генератора мощностью 200 кВт. Нереверсивный ГТЗА, приводя- щий во вращение ВРШ, состоит из двухкорпусной турбины, одноходового конденсатора, трехступенчатого редуктора планетарно-переборного типа, систем управления, регулирования и защиты, зубчатой муфты и главного упорного подшипника (ГУП), расположенного в отдельном корпусе с кормовой стороны. От вала-шестерни редуктора третьей ступени по линии ТНД приводится во вращение блок вспомогательных механизмов. Турбины высокого и низкого давлений установлены параллельно, конденсатор расположен перпендикулярно их осям. Управление энергетической установкой осуществляют из ЦПУ с помощью системы централизованного контроля. Для управления комплексом ГТЗА— ВРШ предусмотрена система автоматизированного управления из рулевой рубки. В общем корпусе ТВД имеются проточные части высокого и среднего давлений. Свежий пар давлением 7,6 МПа с температурой 510 °C подводится к средней части корпуса ТВД, проходит проточную часть турбины высокого давления и, расширившись, при давлении 1,6 МПа направляется в промежуточный пароперегреватель котла, где его температура вновь доводится до начального значения 510 °C. После промежуточного перегревателя пар давлением 1,45 МПа с температурой 510 °C поступает опять в корпус ТВД, но уже в проточную часть среднего давления. После расширения в ступенях среднего давления пар направляется в ТНД, а затем в конденсатор. Потоки пара в ступенях высокого и среднего давле- 214 ний для разгрузки осевого усилия направлены в противоположные стороны, между проточными частями высокого и среднего давлений расположена промежуточная перегородка с внутренним лабиринтным уплотнением. Регулирование мощности ГТЗА осуществляется качественным способом, сопловых клапанов нет. Такое решение принято по той причине, что танкер работает основное время на режимах полного хода. В случае аварии какой-либо турбины возможна работа энергетической установки на одной турбине (ТВД или ТНД). Турбина высокого давления (рис. 16.6) активная, с реактивностью на лопатках, ступени рдновенечные. Проточная часть 1 высокого давления имеет пять ступеней. Проточная часть 4 среднего давления также состоит из пяти ступеней. Корпус 5 стальной сварнолитой. Ротор 6 цельнокованый дисковый жесткий, имеет центральное отверстие. Диски имеют одинаковую толщину, лопатки с постоянным профилем по длине. Хвосты лопаток Т-образные. Диафрагмы сварной конструкции с уплотнениями елочного типа. Корпус опирается на стулья 7 при помощи горизонтальных поперечных шпонок, расположенных на выступах корпусов подшипников, и вертикальных шпонок, установленных между корпусом турбины и корпусами подшипников. Кормовая опора жесткая, а носовая — гибкая. Опорные подшипники самоустанавливаю- щиеся регулируемые. Упорный подшипник двусторонний с самоуста- навливающимися сегментами. Для лучшего прогревания корпуса подвод свежего пара и пара после промежуточного паронагревателя осуществляется по патрубкам 3 и 2, расположенным в верхней и нижней частях турбины. Турбина низкого давления (рис. 16.7) однопроточная, имеет 10 активных одновенечных ступе-
Рис. 16.6. Турбина высокого давления турбоагрегата ТС-3
ней давления с реактивностью на. лопатках. Подвод пара в турбину осуществляется с кормовой части нижней половины, со стороны упорного подшипника (патрубок впуска на рис. 16.7 не показан). Выпуск пара подвальный. Корпус стальной сварно-литой. Ротор цельнокованый дисковый жесткий с центральным отверстием. Лопатки первых шести ступеней имеют постоянный профиль по всей длине, а ступеней с седьмой по десятую — переменный профиль по всей длине для обеспечения безударного входа пара. Корпус крепится с помощью стульев. Носовая опора гибкая, кормовая — жесткая. Кормовой подшипник опирается на корпус редуктора. Опоры, подшипники, пробные масленки, приборы, устройства для замера положения роторов и их перемещения практически не отличаются от подобных устройств, узлов, деталей турбоагрегатов ТС-1 и ТС-2. В просторном машинном отделении можно выполнять агрегатный ремонт механизмов. Для демонтажа оборудования имеются подъемные Средства. Рейсовый ремонт проводят мастерские, имеющиеся на судне: механическая, электротехническая, средств автоматики и электрогазо- сварочная. Турбины главных турбогенераторов атомных ледоколов. В состав энергетической установки атомных ледоколов «Арктика», «Сибирь», «Россия», «Октябрьская революция» входят два главных турбогенератора (ГТГ) суммарной мощностью 55 150 кВт. Каждый ГТГ состоит из турбины и трех последовательно соединенных с ней электрогенераторов переменного тока. Изготовитель турбин — ЛОКЗ. Техническая характеристика Мощность номинальная, кВт. 27 575 Параметры пара перед БЗК: давление, МПа.... 2,94 температура, °C 300 Давление в конденсаторе, МПа 0,0069 Частота вращения ротора, об/мин 58,3 Эффективный КПД... 0,72—0,73 Турбина (рис. 16.8) однокорпусная, активно-реактивная. Для уменьшения высоты лопаток выполнена двухпроточной, при этом ротор разгружен от осевых усилий. Первая ступень активная радиальная двусторонняя. Подвод пара к турбине центральный. Направляемый в турбину поток пара перед поступлением к соплам раздваивается: половина общего количества пара проходит по носовой, половина по кормовой группам сопл. После сопл пар поступает на венцы радиальной ступени. Рабочие лопатки радиальной ступени расположены по обе стороны центрального диска. После прохождения радиальной ступени пар направляется в носовую и кормовую проточные части, состоящие каждая из 15 реактивных ступеней давления. Регулирование мощности качественное. Помимо БЗК, имеются дроссельный клапан регулирования и клапан травления, предназначенный для перепуска избыточного пара в главный конденсатор. Корпус турбины, кроме горизонтального, имеет вертикальные технологические разъемы. Турбина работает на электрогенератор, нагрузка на который зависит от режима работы гребных электродвигателей; на режимах малых нагрузок и «стоп» работы винтов турбина может сильно охладиться. Для исключения чрезмерного охлаждения турбины вокруг основного корпуса предусмотрен обогреваемый паром дополнительный корпус. Наружный корпус выполнен сварным заодно со стульями. Носовой стул крепится к фундаменту жестко, кормовой — установлен на гибких опорах. Для возможности осмотра последних ступеней турбины без вскрытия корпуса имеются специальные горловины.
Ротор цельнокованый с центральным сверлением лежит в двух жестких опорных подшипниках. Упорный подшипник одногребенчатый с уравнительным устройством, смонтирован на отдельном валу, который соединен фланцем с ротором. В носовой части турбины расположены ва- лоповоротный механизм и регулятор предельной частоты вращения. Устройство ряда узлов и элементов характерно для конструкций турбин агрегатов ТС-2 и ТС-3 постройки ЛОКЗ.
Контрольные вопросы 1. Рассматривая показанные На рис. 16.1 — 16.8 турбины, ответьте на следующие вопросы: какого типа ротор у турбины, как закреплен на валу диск ротора, какие применены уплотнения, какого типа опорные подшипники, где находится упорный подшипник, с какой стороны упорного гребня расположены упорные сегменты, откуда подводится пар, какой подвод пара — полный или парциальный, где находятся направляющие лопатки, где расположены пароотражательные и маслоотбойные устройства? 2. По рис. 16.8 расскажите об общем устройстве турбины отечественных атомных ледоколов, покажите путь пара. Уточните, в чем имеются отличия у рассматриваемой Турбины от турбин отечественных турбоходов?
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-05-27; просмотров: 492; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.191.140.222 (0.011 с.) |