301 (24)

484

(rys. XI 1.21) i spadek izentropowy w turbinie maleje od wartości H„ przy pełnootwartym zaworze do wartości H_s < H„. W rezultacie sprawność wewnętrzna turbiny — odniesiona do stanu przed zaworem - maleje.

(XII.97)

90

Przykładowo, dla turbiny kondensacyjnej zaprojektowanej na parametry pary p₀ = 13 MPa, t₀ = 565°C, p_k = 5 kPa współczynnik dławienia przy m/m, - 0,3 wynosi y = 0,9, a przy m/m_m = 0,1 spada do y = 0,8. W przypadku wyższych ciśnień końcowych (lub niższych parametrów początkowych) współczynnik dławienia jest znacznie mniejszy.

Skoro spadki entalpii we wszystkich niemal stopniach turbiny kondensacyjnej są prawie niezależne od obciążenia, wobec tego w pierwszym przybliżeniu można założyć

tj'_t = const.

Sprawność turbiny w zmiennych warunkach.

(XII.98)

•u * nh-y

zmienia się więc proporcjonalnie do współczynnika dławienia y. Z założenia, że spadki w poszczególnych stopniach są stałe; niezależnie od obciążenia

(a)

h,j * h_sj0

wynikałoby ale wobec relacji

(b)

zaczyna brakować spadku dla ostatniego i ewentualnie przedostatniego stopnia (rys. XII.22) przy obciążeniach częściowych. Spadek entalpii w ostatnim stopniu turbiny zmienia się bardzo silnie w zmiennych warunkach ruchu, malejąc w miarę malejącego strumienia pary.

Regulacja dlawieniowa prowadzi do znacznego obniżenia sprawności turbiny przy obciążeniach częściowych, zwłaszcza w przypadku układu bez przegrzewu międzystopniowcgo. Z tego powodu regulacja dlawieniowa jest celowa w turbinach przeznaczonych do ruchu podstawowego, pracujących przeważnie w pobliżu punktu normalnego z pełnootwartym zaworem dławiącym.

Jeżeli turbina ma pracować często w obszarze małych obciążeń, regulacja dlawieniowa jest niekorzystna z punktu widzenia termodynamicznego. W zmiennych warunkach ruchu temperatury w kolejnych stopniach turbiny

48S

Pw

Rys. XH.22. Rozkład spadków entalpii przy obciążeniu pełnym (a) i częściowym (b)

zmieniają się niewiele (por. rys. XII.22), dzięki temu w stanach przejściowych nie występują znaczniejsze różnice temperatur w poszczególnych miejscach turbiny. W efekcie dodatkowe naprężenia termiczne w stanach przejściowych są w przypadku regulacji dlawieniowej małe. Również niewielkie są zmiany wydłużeń absolutnych i względnych. Dzięki temu turbina ma korzystne właściwości manewrowe, może być szybko obciążana lub szybko odciążana.

Nieco inaczej przedstawia się sprawa w'przypadku turbin zasilanych parą wilgotną, jak to ma miejsce w siłowniach jądrowych z reaktorami lekkowod-nymi. Tam zmianie ciśnienia pary od p₀ do p, < p₀ odpowiada duża zmiana temperatury, gdyż temperatura pary wilgotnej jest jednoznaczną funkcją ciśnienia. Rysunek XII.23 przedstawia porównanie przebiegów w obrębie korpusu WP turbiny konwencjonalnej i turbiny zasilanej parą suchą nasyconą dla obciążenia pełnego i dla mocy częściowej m = 0,5m_g. Na rysunku podano temperaturę w pierwszym i ostatnim stopniu WP. Zgodnie z rysunkiem ciśnieniu znamionowemu p₀ = 60 bar odpowiada temperatura nasycenia t₀ — t„(p₀) = 275,6°C. Przy obciążeniu 50% ciśnienie za zaworem dławiącym, tj. ciśnienie na wlocie do korpusu turbiny, wynosi p, = 0,5p_o = 30 bar, zaś temperatura nasycenia r, = f„(p,) = 233,8°C. Zmianie obciążenia od 100% do 50% odpowiada więc spadek temperatury wynoszący dr, = 42⁵C.

W przypadku turbiny konwencjonalnej zaprojektowanej na parametry PoAo - 60 bar/500°C spadek temperatury przy zmniejszeniu obciążenia do 50% wynosi tylko At_t ta 12°C.

Podobnie różnice temperatur na wylocie z korpusu WP wynoszą At_p ta 35°C (siłownia jądrowa) lub At_p ta 6°C (siłownia konwencjonalna).

W turbinach siłowni jądrowych występują więc większe zmiany temperatury pary niż w turbinach konwencjonalnych. Ponadto współczynnik wnikania ciepła w obszarze pary wilgotnej jest wielokrotnie większy niż w obszarze pary przegrzanej.