1.2. Графическая часть

Графическая часть проекта (ГЧ) выполняется в соответствии с [8]. Объем ГЧ – 2–3 листа форматов A1 (594×841) или А0 (841×1189). Допус-кается применение дополнительных форматов.

На первом листе вычерчивается продольный разрез турбины или цилиндра в масштабе 1:5. Верхняя часть турбины показывается в разрезе, а нижняя – только снаружи. Изображается регулирующий клапан, перед-ний стул, подшипники, муфта, диафрагмы, обоймы, хвостовики рабочих лопаток, бандажи с уплотнениями, разгрузочные отверстия дисков, фланцы, шпильки, шпонки, патрубки отборов, валоповоротное устройство. Указываются габаритные размеры турбины, диаметры и высоты регули-рующей, первой и последней ступеней, расстояние между осями подшип-ников, диаметры шеек вала и диафрагменных уплотнений. Общее конструктивное оформление турбины и узлов, не разрабатываемых при проектировании, разрешается принимать по аналогии с заданным прототипом или подобными конструкциями [1, 2, 3, 4, 5]. В ЧНД следует предусматривать влагоудаление и эрозионную защиту ступеней в области влажного пара. На полях листа детально вычерчивается проточная часть одной из рассчитанных ступеней в масштабе 2:1.

На втором и третьем листе вычерчиваются детали, рассчитанные на прочность: например, диафрагма первой ступени, рабочая лопатка последней ступени, диск, муфта или др. Каждая деталь показывается в двух проекциях, масштаб 1:2. Диафрагма показывается по половине или четверти окружности. По заданию преподавателя может также вычерчи-ваться поперечный разрез турбины по паровпуску (по половине или четверти окружности), подшипник, ротор, клапан и др.) [1, 2, 3, 4, 5].

2. Предварительные расчеты

Исходные данные к расчету:

1) номинальная электрическая мощность N_н, МВт;

2) параметры перед стопорным клапаном: давление Р₀, бар; темпе-ратура t₀, °С;

3) конечное давление пара Р_к, бар.

Частота вращения для всех вариантов n = 3000 об/мин (50 1/с). Дополнительно в задании указывается прототип проектируемой турбины, детали, рассчитываемые на прочность, а также формулируется индиви-дуальное задание.

2.1. Определение экономической мощности и предварительная оценка расхода пара

Проточная часть проектируется на экономическую мощность, кото-рая соответствует максимальной экономичности турбины. Экономическая мощность определяется в зависимости от назначения турбины. Для турбин малой и средней мощности, а также турбин с противодавлением:

N_эк = (0,7–0,8) N_н.

Для базовых турбин большой мощности и турбин АЭС:

N_эк = (0,9–1,0) N_н.

Располагаемый теплоперепад всей турбины Н₀, кДж/кг, определяется по заданным параметрам Р₀, t₀ и Р_k от точки А₀ до А_кt (рис. 2). Давление перед соплами регулирующей ступени с учетом потерь в стопорном и регулирующих клапанах, бар:

Р₀ (0,95–0,97).

Давление за последней ступенью с учетом потерь в выхлопном патрубке, бар:

,

где С_вп – скорость потока в выхлопном патрубке; для конденсационных турбин С_вп = 100–120 м/с; для турбин с противодавлением и ЦВД С_вп = 50–80 м/с; λ = 0,08–0,10.

Точка характеризует состояние пара после клапанов перед соплами регулирующей ступени. Отрезок определяет распола-гаемый теплоперепад проточной части Н₀', кДж/кг (рис. 2).

Расход пара на турбину или цилиндр в первом приближении, кг/с:

.

Здесь относительный электрический КПД η_оэ в первом приближении принимается в зависимости от номинальной мощности турбины по табл. 1;

N_эк – экономическая мощность, кВт.

Рис. 2. Процесс расширения турбины

Таблица 1

КПД	Номинальная мощность турбины Nн, МВт
	12	25	50	100	150	200	300 и выше
Относительный электрический КПД, ηоэ = ηоi ∙ ηм ∙ ηг	0,78–0,81	0,79–0,83	0,81–0,84	0,83–0,84	0,84–0,86	0,84–0,86	0,84–0,86
Механический КПД, ηм	0,97–0,99	0,98–0,99	0,98–0,99	0,99	0,99	0,99	0,99
КПД электрического генератора, ηг	0,96–0,97	0,96–0,97	0,97–0,98	0,98–0,99	0,99	0,99	0,99