3. Изобразить и объяснить переходный процесс n(t) при сообщении критическому на мощности 30%Nном реактору положительной реактивности умеренной величины.

Сообщение реактору ρ*>0 делает реактор надкритическим, а это значит, что тепловая мощность реактора начинает расти.

С ростом тепловой мощности реактора при неизменной величине расхода теплоносителя через его активную зону начинает возрастать средняя температура теплоносителя tm. Это приводит к немедленному появлению температурного изменения реактивности отрицательного знака. По мере роста мощности и средней температуры теплоносителя абсолютная величина отрицательного температурного изменения реактивности нарастает всё более и более. Таким образом, в любой момент времени на реактор воздействуют две реактивности разных знаков:

1) ρ* постоянная во времени сообщённого реактору положительного возмущения

2) Δρt(tm)  растущая с ростом средней температуры теплоносителя величина отрицательного температурного изменения реактивности, обусловленная ростом с температурой отрицательной величины температурного эффекта реактивности реактора. Реактору безразлично происхождение воздействующей на него реактивности, он подчиняется только суммарной величине воздействующей на него реактивности, которая в любой момент времени t с учётом разницы знаков будет равна: ρ∑ = ρ* Δρt.

ρ∑ c ростом мощности и средней температуры теплоносителя будет непрерывно уменьшаться, из-за чего скорость нарастания мощности и средней температуры теплоносителя будут также уменьшаться. В конце концов настанет такой момент, когда абсолютная величина | Δρt | отрицательного температурного изменения реактивности реактора сравняется с величиной положительного возмущения ρ*, отчего суммарная величина реактивности реактора ρ∑ cтанет равной нулю, т.е. реактор вновь станет критическим на достигнутом к этому моменту уровне мощности Np при достигнутой к этому моменту средней температуре теплоносителя tm1. Дальнейший рост мощности и средней температуры теплоносителя поэтому прекратится, и режим работы реактора стабилизируется. Сказанное кратко записывается в виде следующей схемы:

3. Причины, вызывающие вибрацию роторов турбин; критическая частота вращения ротора.

Причины вызывающие вибрацию: 1. неуравновешенность ротора f=fвозм (частота возмущающих сил равна частоте вращения ротора); 2. неточность сборки и соединения роторов между собой; 3. неравножесткость сечения вала относительно взаимно перпендикулярных осей – такая форма характерна для роторов генератора, источником возмущений является собственный вес ротора; 4. искривление оси ротора из-за неравномерности прогрева или охлаждения; 5. автоколебания роторов: масляное возбуждение и паровое аэродинамическое возбуждение связанное с перемещением венцовыми силами (где больше зазор туда устремляется пар и тянет ротор, когда перетянул - наоборот)

6.внезапные динамические воздействия: вылет лопаток, короткое замыкание и не сильфазное включение генератора – является крутильным источником.

Под действием собственной массы ротор всегда будет иметь прогиб. Идеально отбалансировать ротор невозможно, тогда центр массы ротора имеет некоторый эксцентриситет, который при вращении вызывает центробежную силу инерции, тем большую, чем больше частота вращения. Критическая частота вращения ротора nкр – это частота его вращения, равная частоте собственных изгибных колебаний ротора. В действительности энергия колебаний ротора рассеивается под влиянием внутреннего трения в металле ротора, внешнего трения в опорах и аэродинамического сопротивления среды, что ограничивает амплитуду колебаний ротора. Каждый ротор имеет много форм собственных колебаний и столько же nкр.

При работе с nкр наступает явление резонанса, амплитуда резко возрастает, возрастают динамические нагрузки на подшипниках, что приводит к вибрации всей турбины. Длительная такая работа – может привести к аварии. При увеличении частоты вращения выше первой nкр вибрация прекращается и затем может возобновиться с меньшей интенсивностью при совпадении с частотой собственных колебаний второго тона и т.д.

Различают роторы: Жесткие – у которых первая nкр больше максимальной рабочей частоты вращения; Гибкие– первая nкр меньше максимальной рабочей частоты. Достоинство гибкого вала – меньший диаметр и масса. В гибких применяют подшипники с шаровыми самоустанавливающимися вкладышами, что дает возможность валу принять форму упругой линии.

Билет 9.