проектирование ТГ

Допустимые температуры,

oC, не бо-

лее, для изоляции класса B при мето-

Охлаждающие среды и элементы конст-

дах измерения

рукции турбогенераторов

по термо-

по термо-

по соп-

метру соп-

метру

ротив-

ротивления

лению

Воздух

–

40

–

Вода теплообменника

–

33

–

Газ после газоохладителя

–

40

–

Вода на входе в обмотку

–

40

–

Вода на выходе из обмотки статора, ро-

–

85

–

тора, сердечника

Газ, выходящий из сердечника и обмот-

ки статора, при изоляции:

компаундированной микалентой

–

95

–

термореактивной

–

110

–

Обмотки статора при изоляции:

компаундированной микалентой

105

–

–

термореактивной

120

–

–

Активная сталь сердечника статора при

изоляции обмотки статора:

компаундированной микалентой

105

–

–

термореактивной

120

–

–

Обмотка ротора при охлаждении:

косвенном

–

–

130

непосредственном с выпуском газа в

двух зонах

–

–

100

в трех– четырех зонах

–

–

105

в пяти– семи зонах

–

–

110

в восьми зонах и более

–

–

115

Масло на выходе из подшипника

65

65

–

Вкладыш подшипника

80

–

–

Масляные уплотнения:

торцевые

80

–

–

кольцевые

90

–

–

h

=

bКЛ − bП2

,

(355)

к1

2

h

=

hКЛ − hk1

,

(356)

к0

2

hк2 = hКЛ - hк0 - hк1.

(357)

Рис.34. Клин ротора

Далее определяют размеры, необходимые для расчетов.

Диаметр по основанию клина

Dкл =D2- 2×(hкл2 + h2к).

(358)

Диаметр по дну паза

DП = D2-2×hП2.

(359)

Шаг по верху зубцов

t=p×D2/Z¢2.

(360)

142

Шаг по основанию клина

tк=p×Dкл/Z¢2.

(361)

Шаг по дну паза

tп=p×DП/Z¢2.

(362)

Размеры зубца на трех уровнях:

bz1 = tп - bп2,

bz2 = tk- bкл,

bz3 = t-bп2.

(363)

Находят радиусы центров тяжести:

центр тяжести меди и изоляции

Rм = 0,5× (D2- (hП2 + hкл2 + h2к + hикл));

(364)

центр тяжести клина

Rк= 0,5 × (D2- (2×h2к + hкл2));

(365)

центр тяжести головки зубца

RГ = 0,5×(D2- (h2к + hкл2));

(366)

центр тяжести зубца с головкой

R

=

D2

-

hП2 (bZ 3 + 2bZ1 )

.

(367)

ZГ

2

3×(bZ 3 + bZ1 )

Далее следует рассчитать массу материалов:

масса меди в пазу

Gм= 8900×103·FM,

(368)

где FM - площадь сечения меди в пазу ротора

FM =a2b2uП2;

(369)

масса изоляции в пазу

GИ=[bп2(hп2- hкл2- h2к)- Fм]×gи,

(370)

где gи - плотность изоляции,( приблизительно gи = 2500 кг/м3 );

масса головки зуба ротора

GГ=7850×bZ3×(hкл2 + h2к);

(371)

масса части клина (дюралюминиевого), соответствующей по ширине пазу,

Gк=hкл2bп2gк ,

(372)

144

σбр= 7850×ωр2×(0,5×Dп)2,

(382)

Далее рассчитываются тангенциальные напряжения на поверхности внут-

реннего центрального отверстия ротора.

Вначале определяют отношение диаметра отверстия в теле бочки ротора к

диаметру по дну пазов,

α=D0 / Dп,;

(383)

коэффициент, учитывающий влияние внешних растягивающих сил,

k = 2/(1-a2);

(384)

коэффициент, учитывающий влияние собственной массы бочки ротора

T1 = 0,825×(1+0,212a2).

(385)

Тангенциальное напряжение на поверхности внутреннего центрального от-

верстия ротора

σ0 = k×σσ z+T1×σбр,

(386)

ε1 =

hК1

.

(387)

hК1 + hК 2

По значению ε1 и углу β из табл.35 находят коэффициент В1 .

Максимальное напряжение в хвосте клина

σ К. Х . = В1 ×

с1

(388)

h

+ h

К1

К 2

Максимальное напряжения в середине клина

σ

К0

=

D × с1

,

(389)

2 × h2

кл2

где

D = 3·bп2 + 3·hк1ctgβ + (4·hk0 + hk1 - 2hk2)·tg(β - 8°) - 1,5·b2.

(390)

Таблица 35

Значение коэффициента B1 (B2) для расчета напряжений в клине и головке зубца

ε1 (ε2)

Угол наклона боковой поверхности клина β

30°

40°

50°

60°

0,1

0,46

0,35

0,28

0,20

0,2

0,65

0,46

0,33

0,27

0,3

0,87

0,62

0,45

0,33

0,4

1,11

0,80

0,58

0,43

0,5

1,38

1,00

0,75

0,58

0,6

1,67

1,22

0,93

0,72

0,7

1,92

1,48

1,16

0,94

0,8

2,27

1,7

1,27

1,16

0,9

2,57

1,97

1,6

1,40

1,0

2,90

2,21

1,87

1,68

kОСЛ

=

0,7

×l

,

(391)

l - 2

×lК

Коэффициент запаса для клина

kЗ.К. =

σ ТК .

(392)

σ К0

Коэффициент запаса для зубца

kЗ.Z . =

σТZ

.

(393)

σ Z1

Коэффициент для бочки ротора

kЗ.б. =

σТб

.

(394)

σ 0

Свойства материалов находят по табл. 36, 37.

Таблица 36

Механические свойства металла ротора

Турбогенератор

Предел текучести,

Турбогенератор

Предел текучести,

107 Па

107 Па

Т2-6-2

30

ТВФ-120-2

50

Т2-12-2

30

ТВВ-165-2

55

Т2-25-2

40

ТВВ-200-2

60

Т2-50-2

50

ТВВ-320-2

60

ТВ-50-2

50

ТВВ-500-2

63

ТВ-100-2

55

ТГВ-200

60

ТВФ-60-2

50

ТГВ-300

60

ТВФ-100-2

50

ТГВ-500

65

Материал клина

Предел текучести, 107 Па

Немагнитная сталь

45

Алюминиевая бронза

30 – 40

Силикомунц

32

Дюралюминий

25

Дюралюминий Д16Т

32 – 36

α = Dб0/Dбк,

(395)

где Dб0 – внутренний диаметр бандажного кольца, Dбк –

внешний диаметр бан-

дажного кольца.

Квадрат линейной скорости на среднем диаметре бандажа

υб2 = 0,0625×ω2р×(Dб0 + Dбк)2.

(396)

Напряжения в бандаже от собственной массы, Па,

σбб = 6,47×103υ2б×(1 + 0,212×α2).

(397)

σ бл =

Fл

.

(398)

2 ×π × Sб

где Fл – центробежная сила, возникающая за счет массы лобовой части,

Fл=Gл×ωр×(Dп+h21)×0,5;

(399)

Gл –

масса меди лобовой части обмотки возбуждения

Gл=5450·a2· b2· lл2 ·uп ·Z2 ;

(400)

lл2 –

средняя длина лобовой части обмотки возбуждения по (176);

Sб –

площадь сечения бандажа

Sб=lбк ×0,5×(Dбк− Dб0).

(401)

Суммарные напряжения в бандаже

σб=σбб+σбл .

(402)

Коэффициент запаса бандажа

kЗ.бн. =

σ бл

.

(403)

σ б

Турбогенератор

Предел текучести,

Турбогенератор

Предел текучести,

107 Па

107 Па

Т2-12-2

60

ТВФ-100-2

85

Т2-25-2

72

ТВФ-120-2

85

ТВ2-30-2

72

ТВВ-165-2

85

Т2-50-2

80

ТВ2-150-2

85

ТВ-50-2

85

ТВВ-200-2

90

ТВ-60-2

85

ТВВ-320

90

ТВ2-100-2

85

ТГВ-200

90

ТВФ-60-2

85

ТГВ-300

90