Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
4. Фондовый комплект лекций по СТМ (1_18).doc
Скачиваний:
319
Добавлен:
12.03.2016
Размер:
3.78 Mб
Скачать
  1. Классификация паровых турбин судовых энергетических установок

Судовая энергетическая установка (СЭУ) в общем случае состоит из трех основных частей: паропроизводящей установки (атомной или котельной), паротурбинной установки (ПТУ) и электроэнергетической установки. Атомная паропроизводящая установка и паровой котел могут одновременно включаться в тепловую схему.

По назначению судовые турбины подразделяются на главные и вспомогательные.В свою очередь главные турбины могут вращать или линию вала в составе ГТЗА или генераторы в составе гребной электрической установки.Вспомогательные турбины являются приводами вспомогательных механизмов (турбогенераторов, насосов, компрессоров , вентиляторов и др.)

Пар (рис.4) из парогенераторов (ПГ) АППУ или из парового котла (КВГ) по паропроводам направляется к паровым турбинам:

  • турбине переднего хода (ТПХ);

  • турбине заднего хода (ТЗХ);

  • турбине электрического генератора (ТГ);

  • турбине циркуляционного насоса (ТЦН) главного конденсатора;

  • турбине насосного агрегата КПТН (конденсатно-питательный турбонасос), такой агрегат, как правило, используется на надводных кораблях.

Для регулирования (изменения) количества пара, подаваемого на ТПХ и ТЗХ, используются клапана маневрового устройства (МУ):

  • ходовой клапан переднего хода (ХК ПХ);

  • ходовой клапан заднего хода (ХК ЗХ).

Если ХК ПХ (ХК ЗХ) закрыть, то пар на турбину поступать не будет. В этом случае пар, вырабатываемый АППУ, через открытый клапан травления (КТ) и дроссельно-увлажнительное устройство (ДУУ) направляется (сбрасывается) на главный конденсатор (ГК), служащий для конденсации пара. Чтобы в этом случае исключить повреждение элементов ГК, давление и температура свежего пара понижаются в ДУУ.

Пар, поступивший в турбину, преобразует за две стадии свою энергию в механическую работу вращения ротора турбины (на первой стадии происходит преобразование потенциальной энергии пара в кинетическую энергию парового потока, на второй стадии - кинетической энергии потока пара в механическую работу вращения ротора турбины).

Вращающий момент, развиваемый турбиной, через редуктор (Р), который служит для уменьшения угловой частоты вращения линии вала, передается к гребному винту (ГрВ).

Упор, создаваемый гребным винтом при его вращении в морской воде, передается корпусу корабля через жестко закрепленный на нем главный упорный подшипник (ГУП), чем обеспечивается заданная скорость и маневрирование корабля.

Отработавший в турбине пар направляется в ГК. Относительно пара холодная вода прокачивается через трубки конденсатор ТЦН или проходит самопротоком, отбирает тепло от пара, поступающего в конденсатор, в результате пар конденсируется. В процессе конденсации пара происходит резкое уменьшение его удельного объема (1 кг пара при давлении 0.1 кгс/см2 занимает объем около 14 м2, а при конденсации займет только 0.001 м2), что приводит к разряжению (вакууму) в ГК и содействует более эффективному использованию потенциальной энергии пара. Следовательно, специальных устройств для создания вакуума в ГК не требуется, а поступающий в него из-за неплотностей воздух удаляется из ГК главным эжектором (ГЭЖ). Образовавшийся при конденсации пара конденсат откачивается конденсатным насосом (КН) и через обессоливающий ионообменный фильтр (ФИ) подается во всасывающий патрубок питательного насоса (ПН). Из напорной магистрали ПН конденсат через подогреватель питательной воды (ППВ) подается:

  • к ПГ через дроссельный (ДК) и питательный (ПК) клапаны;

  • к паровому котлу.

Агрегат, состоящий из паровой турбины, конденсатора, редуктора и МУ, называют турбозубчатым агрегатом (ТЗА).

Турбозубчатый агрегат, передающий вращающий момент на гребной винт, называют главным турбозубчатым агрегатом (ГТЗА).

В качестве обычного турбозубчатого агрегата может рассматриваться ТЗА турбогенератора (ТГ), обеспечивающий вращение и работу электрического генератора (ЭГ), который входит в состав ПТУ.

Впуск пара в турбину ТГ осуществляется последовательно через стопорный клапан (СК) и систему парораспределения. Стопорный клапан в нормальных условиях работы ТГ полностью открыт на всех режимах, а пар поступает в турбину через шесть ходовых клапанов (ХК) системы парораспределения турбины 1. В случае аварийной ситуации СК мгновенно закрывается, прекращая поступление пара в турбину. Одновременно открываются четыре клапана травления (КТ) системы парораспределения турбины 2, обеспечивая сброс пара через ДУУ на конденсатор (К) турбогенератора.

Пар, поступивший в турбину, преобразует свою энергию в механическую работу вращения ротора турбины. Вращающий момент, развиваемый турбиной, передается генератору, который преобразовывает его в электрическую энергию.

Отработавший в турбине пар направляется в конденсатор, холодная вода прокачивается через конденсатор электроциркуляционным насосом (ЭЦН), отбирает тепло от пара, в результате пар конденсируется.

При выведенном из действия ГТЗА (турбогенераторный режим) образовавшийся конденсат откачивается электроконденсатным насосом (ЭКН) и через обессоливающий ионообменный фильтр (ФИ) подается во всасывающий патрубок электропитательного насоса (ЭПН). Из напорной магистрали ЭПН конденсат через подогреватель питательной воды подается:

  • к ПГ через дроссельный и питательный клапаны;

  • к паровому котлу.

При работающем ГТЗА образовавшийся конденсат из конденсатора ТГ откачивается ЭКН в главный конденсатор.

Так как турбина является нереверсивным двигателем (вращение турбины осуществляется только в одном направлении), то для обеспечения движения корабля задним ходом, кроме турбины переднего хода, корабельный ГТЗА снабжается турбиной заднего хода. Турбины расположены на одном валу и находятся в общем корпусе.

Таким образом, любой корабельный турбозубчатый агрегат, является неотъемлемой частью паротурбинной установки (ПТУ), предназначается для выполнения следующих основных функций:

  • преобразование в главной турбине (ТПХ или ТЗХ) энергии пара в механическую работу с целью обеспечения заданной скорости переднего или заднего хода корабля и его маневра (выполняет ГТЗА);

  • преобразование в турбине электрического генератора энергии пара в механическую работу с целью получения в электрическом генераторе электрической энергии для нужд личного состава, АЭУ и корабля в целом (выполняет турбогенератор);

  • преобразование во вспомогательных турбинах энергии пара в механическую работу с целью обработки рабочих сред (выполняют ТЦН, КПТН, ТНА и т.д.).