245 (42)

390

B = —■ = 0,06,

C =» —— = 0,20.

Na rysunku IX. 13 przedstawiono zależność optymalnego ekonomicznie wskaźnika prędkości v_e/v₀, obliczoną według wzoru (IX.S9) w funkcji stosunku k;o/k_so dla dwóch wartości współczynnika a = 0,3 (płaski przebieg sprawności rj_t(v)) oraz a = 0,6 (stromy przebieg ą,(v)).

Q = 0.3

0.8S —t-

0.80

0

0.5

a=0.6

1.2

1.6

2.0

kzc/ k_s0

Rys. IX. 13. Optymalny ekonomicznie średni wskaźnik prędkości w funkcji stosunku jednostkowych kosztów zmiennych do jednostkowych kosztów stałych, w zależności od współczynnika

a charakteryzującego przebieg sprawności rj,(v)

W siłowniach podstawowych opalanych węglem ekonomiczna wartość wskaźnika prędkości wynosi

(IX.89.1)

(IX.89.2)

v_c w (0,93 — 0,96)v_o, średnio v_e«0,95*v_o, a w turbinach siłowni jądrowych

v, «(0,86—0,92) • v₀, średnio v_t ss 0,90-v₀.

Liczba stopni turbiny optymalnej ekonomicznie jest mniejsza o 10—20% w porównaniu z turbiną projektowaną na maksymalną sprawność wewnętrzną. Część przepływowa optymalna ekonomicznie ma sprawność wewnętrzną mniejszą o około 0,4% od turbiny ze stopniami optymalnymi sprawnościowo.

Oszczędność na kosztach inwestycyjnych części przepływowej wynosi 10—20%, zaś oszczędność na kosztach produkcji jednej kWh jest rzędu 0,15%.

Wydaje się, że projektant turbiny parowej powinien uwzględniać aspekty

ekonomiczne w procedurze optymalizacji stopnia i grupy stopni, stosując odpowiednio skorygowane wskaźniki prędkości zgodnie ze wzorem (IX.89) lub według przybliżonej relacji (IX.89.1) i (IX.89.2).

9.6. Podsumowanie

Stopień turbiny zaprojektowany na maksimum sprawności nigdy nie może być najkorzystniejszy z punktu widzenia techniczno-ekonomicznego. Dlatego projektując stopnie obiera się zawsze wskaźnik prędkości v_r mniejszy od wartości optymalnej termodynamicznie v₀.

Powracając do wzorów (IX.68) i (IX.70) oraz do rysunku IX. 11 zwróćmy uwagę, że jednostkowe koszty stale k_t i dodatkowe k_d zależą silnie od czasu wykorzystania mocy T

Wraz z malejącym czasem wykorzystania mocy T rośnie udział kosztów jednostkowych stałych i dodatkowych, wobec tego optimum ekonomiczne przesuwa się na lewo, w kierunku malejących wskaźników prędkości v.

Ograniczając się tylko do turbin parowych konwencjonalnych, możemy założyć słuszność następujących twierdzeń:

1.    Turbiny dużej mocy przeznaczone do ruchu podstawowego powinny mieć wysoką sprawność termiczną, z czym wiążą się wysokie parametry pary p₀, t₀, tp, rozbudowany układ regeneracji, przegrzew międzystopniowy, wysoka sprawność wewnętrzna turbiny.

2.    Turbiny małej mocy otrzymują uproszczoną konstrukcję, ograniczoną liczbę wymienników regeneracyjnych, niższe parametry pary.

3.    Turbiny ruchu szczytowego powinny być proste i tanie, ich sprawność termiczna nie ma zbyt dużego znaczenia.

4.    To samo dotyczy turbiny biegu wstecznego w napędzie okrętowym, pracującej tylko sporadycznie.

5.    W rejonach drogiego paliwa celowa jest wysoka sprawność ogólna bloku.

6.    W rejonach taniego paliwa właściwsze są bloki o niskich nakładach inwestycyjnych.

7.    Optimum techniczno-ekonomiczne nie odpowiada warunkowi najwyższej sprawności bloku (turbiny).

Uwaga ogólna. Proces projektowania turbiny jest działaniem zróżnicowanym. Obejmuje on obliczenia oparte na badaniach podstawowych, teoretycznych i eksperymentalnych, we współdziałaniu ze sztuką inżynierską opartą na intuicji i specyficznej twórczej inwencji konstruktora.