305 (26)

492

gdzie m„ — strumień nieszczelności.

W warunkach obliczeniowych jest

mi = m.-m..    (1)

Wartości tej odpowiada nominalne ciśnienie w stopniu regulacyjnym

(2)

Wielkości m_a, m_m m'„ oraz p„ znane są z obliczeń termodynamiczno-prze-pływowych turbiny w warunkach normalnych.

Strumień nieszczelności /n„ w zmiennych warunkach jest proporcjonalny do ciśnienia p, (patrz rozdział VIII), wobec tego obowiązuje relacja:

~r = —-    (XII. 107)

m, m_a

W obliczeniach stopnia regulacyjnego ważne są zatem nadal wzory (XI1.99)—(XII. 103), służące do obliczania jego charakterystyk.

Przechodząc do części nieregulowanej musimy uwzględnić relację (XII. 106), czyli zamiast wzoru (XII.102) napisać dokładniej

m' =    (XH.108)

i obliczać moc poszczególnych stopni tej części turbiny dla strumienia pary różniącego się od strumienia przepływającego przez stopień regulacyjny.

Ad. 2. W zaworach otwartych występuje strata ciśnienia zmienna zależnie od natężenia przepływu w tych zaworach. Z dobrą dokładnością strata ta wynosi

Apj = dpĄjjjj ,    (XII. 109)

rttj — strumień pary w rozważanym zaworze, — strumień pary w rozważanym    zaworze    w    warunkach    obliczeniowych,    dp^    —    strata    ciśnienia-

w danym    zaworze    w    warunkach    obliczeniowych,    tj.    dla    m/m₀    =    1, znana

z obliczeń termodynamicznych turbiny.

W rezultacie ciśnienie pary za zaworem odcinającym, tj, bezpośrednio przed zaworami regulacyjnymi, nie wynosi p'_ao = const, lecz

P^Pao-ApJ—J,    (XII.110)

zaś ciśnienie za pełnootwartym j-tym zaworem regulacyjnym

(XIII U)

W równaniu przelotnośd grupy dysz zasilanej zaworem pełnootwartym PCI1.99) należy podstawić zamiast stałej wartości p_a as p_ao wartość p_}0 zmienną zgodnie z (XII. 111).

Ad 3. W naszych rozważaniach przyjmowaliśmy, że zawory regulacyjne otwierają się kolejno, zakładając, że następny zawór zaczyna się otwierać w chwili, gdy poprzedni otworzył się całkowicie. W praktyce, ze względów technologicznych, konieczne jest wprowadzenie pewnego przykrycia: następny zawór zaczyna się otwierać, zanim poprzedni otworzył się całkowicie. Przykrycia takie są niewielkie w turbinach kondensacyjnych i na ogól można je w obliczeniach pomijać.

Przykrycia muszą być coraz większe, gdy rośnie udział spadku stopnia regulacyjnego H_r/H_T. Z powodu dławienia w zaworze spadek entalpii w obrębie danej grupy jest bardzo mały i odpowiednia część stopnia regulacyjnego ma sprawność ujemną, W tej sytuacji w miarę otwierania zaworu moc stopnia regulacyjnego początkowo nie rośnie, ale maleje, mimo rosnącego strumienia pary.

Dla osiągnięcia monotonicznej charakterystyki N(m), niezbędnej ze względu na dynamikę regulacji, konieczne jest odpowiednio duże przykrycie.

Ze wzrostem strumienia pary w turbinie rośnie ciśnienie p_r w stopniu regulacyjnym, tj. maleje spadek entalpii w tym stopniu. Okoliczność ta ma ważne konsekwencje. Obciążenia łopatek stopnia regulacyjnego na zginanie siłą czynną od pary rośnie ze spadkiem obciążenia. Jest ono największe nie przy mocy maksymalnej, ale przy pewnej mocy częściowej, gdy zawór 1 jest pełnootwarty. Dlatego łopatki wirnikowe stopnia regulacyjnego oblicza się na zginanie w warunkach tego właśnie obciążenia. Ponadto stosowanie zasilania częściowego e < 1 powoduje występowanie dużych periodycznych sil wymuszających drgania łopatek wirnikowych. Istotne jest przy tym, że stopień zasilania e nie jest stały, lecz zmienny, zależnie od liczby czynnych grup dysz. Utrudnia to odstrojenie od rezonansów. W stopniu regulacyjnym oprócz odpowiedniego doboru charakterystyki wibracyjnej łopatek wirnikowych stosujemy dodatkowy zabieg, polegający na przyjmowaniu naprężeń dopuszczalnych na zginanie silą statyczną około 2 razy mniejszych niż w przypadku zasilania na całym obwodzie.

Regulacja napełnieniowa jest korzystniejsza termodynamicznie od regulacji dławieniowej, bo straty dławienia w zaworze obarczają tylko część całkowitego strumienia pary. Zużycie jednostkowe pary przy obciążeniu częściowym można obliczyć w konkretnym przypadku uwzględniając schemat cieplny bloku, konstrukcję maszyny i typ regulacji. W turbinach z zaczepami regeneracyjnymi należy uwzględnić przemieszczenie ciśnień zaczepów w zmiennych warunkach (rozdział XII.10), a także zmienność charakterystyki kotła i kondensatora. Obliczenia szczegółowe bloku parowego w zmiennych warunkach są bardzo uciążliwe i wymagają w zasadzie wspomagania komputerowego.

\

Pewien pogląd na charakter krzywych zużycia pary daje uproszczony rysunek XII.28. Charakterystyka zużycia pary jest w przybliżeniu linią prostą. Dla jej skonstruowania musimy znać tylko zużycie pary przy biegu jałowym m., tj. dla N = 0, które w przypadku regulacji dławieniowej jest większe niż w przypadku regulacji napełnieniowej.