Применяемые материалы должны вместе с тем обладать малой чувствительностью к концентраторам напряжений, т.е. достаточно высокой пластичностью и вязкостью, необходимыми для равномерного распределения напряжений по всей площади поперечного сечения деталей. Низкая длительная пластичность свидетельствует (при прочих равных условиях) о низкой конструктивной прочности материала.
Не менее важное значение имеет и демпфирующая способность материалов, т.е. декремент затухания колебаний (вибраций), обеспечиваемый самим материалом. Материалы с высоким декрементом затухания колебаний
обладают большей долговечностью работы и меньшей чувствительностью к концентраторам напряжений. Наихудшей способностью гасить колебания (вибрацию) отличаются стали аустенитного класса. По этому, например, для роторов паровых турбин они применяются в исключительных случаях.
Технологические свойства (литейные свойства, деформируемость при горячей пластической деформации и др.) материалов должны обеспечивать получение деталей наиболее простыми, дешевыми методами изготовления заготовок и последующей обработки, с минимальными внутренними остаточными напряжениями и с полным исключением внутренних дефектов (пороков) в деталях.
Требования, предъявляемые к материалу для лопатокАнализ условий, в которых работают рабочие лопатки, и изучение типичных аварий лопаточного аппарата устанавливают, что материал для лопаток должен иметь следующие показатели:
а) высокую прочность при рабочей температуре лопатки;
б) высокую пластичность, необходимую для равномерного распределения напряжений по всей площади поперечного сечения лопатки;
в) малую чувствительность к концентрации напряжений и возможно больший декремент затухания колебаний;
г) стабильную структуру, обеспечивающую неизменность механических свойств во время эксплуатации;
д) сопротивляемость коррозии под действием газа или пара, а также кислорода воздуха;
е) сопротивляемость эрозии;
ж) благоприятные технологические свойства, позволяющие применять дешевые методы обработки лопаток и обеспечивающие выполнение точных размеров профиля и высокую чистоту поверхности.
Применим для лопаток нержавеющую сталь 1Х13, для которой допускаемая температура пара 450˚С. [7].
Требования, предъявляемые к материалу для ротора
Материалы роторов ступеней высокого и среднего давления должны обладать высоким сопротивлением ползучести и высокой длительной прочностью. Материалы роторов ступени низкого давления – высокой вязкостью. Для материалов рассматриваемых деталей необходимы и достаточны упругие свойства. Для ротора применим сталь 45 [8].
Требования, предъявляемые к материалу для дисков
Материалы дисков должны обладать: высоким пределом текучести, ползучести и длительной прочности, пределом выносливости, вибрационной и термической усталости; достаточно высокой длительной пластичностью и вязкостью, позволяющей предупредить хрупкое разрушение и снизить чувствительность к концентрации напряжений; большим коэффициентом теплопроводности и малым коэффициентом линейного расширения, высоким декрементом затухания колебаний; хорошей коррозионной стойкостью. Для ЧВД применим сталь 40ХНМА, для ЧНД применим сталь 45. Это позволяет нам сделать применение насадных дисков.
Требования, предъявляемые к материалу для диафрагм
В ЧВД турбины поставим стальные диафрагмы с приваренными к ним фрезерованными лопатками, образующими сопловые каналы. В ЧНД применим чугунные диафрагмы с залитыми в них стальными лопатками. В первом случае применим материал 2Х13, во втором – СЧ15-32. [7].
Требования, предъявляемые к материалу для корпуса
Для корпусов необходимы прежде всего материалы с хорошими литейными свойствами и свариваемостью. Вместе с тем они должны обладать достаточным сопротивлением термической усталости, ползучести, малой чувствительностью к концентраторам напряжений, хорошей демпфирующей способностью. Применим чугун СЧ28-48.Материал крепежных деталей должен в первую очередь обладать высокой релаксационной стойкостью (для сохранения необходимого натяга в соединении) и структурной стабильностью при достаточном уровне длительной прочности. Кроме того, иметь высокую длительную пластичность, снижающую его чувствительность к надрезам и предупреждающую разрушения по резьбе, соответствующее сопротивление вибрационным нагрузкам, малую способность к схватыванию с материалом сопряженной детали. Чем больше разница в твердости материалов сопрягаемых деталей, тем меньше склонность к заеданию резьбы. В таких случаях целесообразнее обеспечивать долговечность более дорогих деталей (шпильки, болта), а заменять при необходимости более дешевые (гайки).
Температурные коэффициенты линейного расширения сопрягаемых (соединяемых) деталей не должны значительно различаться.
4. Технико-экономические показатели турбиныСуммарная внутренняя мощность группы нерегулируемых ступеней
.
Внутренняя мощность всей турбины
.Внутренняя мощность турбины из РППВ
. Тогда погрешность расчета проточной части турбины составляет .Суммарный внутренний тепловой перепад в нерегулируемых ступенях
Внутренний перепад энтальпий в турбине
.Внутренняя перепад энтальпий в турбине из РППВ
. Тогда погрешность расчета проточной части турбины составляет .Относительный внутренний к.п.д. группы нерегулируемых ступеней
.
Относительный внутренний к.п.д. турбины
.Удельные расходы
- пара
-
тепла- топлива
где
=7000 ккал/кг=29330 кДж/кг – теплотворная способность топлива. 5. Определение размеров патрубков отбора параиз турбины
Таблица 6
Параметр | отборы | ||||
П4 | П3 | П2(Д) | П1 | К | |
G, кг/с | 1,05 | 1,32 | 1,55 | 1,36 | 19,33 |
, м3/кг | 0,4557 | 0,9096 | 1,61270 | 5,3264 | 26,1931 |
c, м/с | 50 | 50 | 50 | 50 | 120 |
f=G∙ /c, м2 | 0,00957 | 0,024 | 0,0499 | 0,1449 | 4,219 |
d’п=(4∙f/ )1/2, м | 0,11 | 0,174 | 0,252 | 0,43 | - |
dп , м | 0,11 | 0,175 | 0,250 | 0,430 | - |
L, м | - | - | - | - | 1,06 |
B=f/L, м | - | - | - | - | 2,138 |
Здесь G – расход пара в отбор;