Хуторецкий Г.М. Проектирование турбогенераторов

Продолжение табл

13-5

Обозначение

Xf, %

V %

x"

d

,

%

v

%

*«.

%

/!

2S

,

MM

ДГо.

%

' OB'

c

To-

С

^

с

Г,,

с

Га,

С

/;,

о е.

l

d

, о. е

/d, о. е.

4 о. е.

/

0

,

о е.

М

н

, Н-м

/И

3

,

Н-м

/И

2

,

Н-м

/И

22

,

Н-М

Источник

(9-10)

(9-11)

(9-12)

(9-13)

См.

(9-9)

(9-14)

(9-16)

(9-17)

(9-18)

(9-19)

(9-20)

(9-21)

(9-22)

(9-23)

(9-24)

(9-25)

(9-27)

(9-26)

§

9-8

§

9-8

Действия

168-(1,098—1)

21,0+

168

'

16

'

5

168+

16,5

21,0+

2,5

1,5-23,5

1,22-23,5

2-7,5+

5

0,407-1,4

2

•

. х

20

84 29

хГ(3-0,857—2)-33,5 + (9-0,857

—

5)-

178

(9-0,857 8)-

20

1х

12 12 J

X Ю-

4

— 2-168-(0,857—2/3) X

X °'

829

-

\(

2

Y+ 0,037+0,39Х

0,932

2

|Л 84 )

X

(0,857—2/3)

—

(0,857

—2'3)

2

1

4-40-0,829-1,098-3,98/(1350-0,0992)

4,3/0,75

5,7-36,0/189

0,02-1,1

28,7-20-10/(2л-50-0,0026-д/

3-10 870)

105/23,5

105/36,0

105/189

д/з-105/(23,5+

28,7)

3-105/(23,5+

28,7+

16)

9,55-376,5-Ю

в

/1500

1

'

052

-

100

.2.4-10.

23,5

2

-

1

'

052

-

100

.2.4.10.

23,5+

28,7

10,10/2

Значение

16,5

36,0

23,5

35,2

28,7

20

16

4,3

5,7

1,1

0,022

0,373

4,47

2,92

0,55

3,48

4,62

2,4-10

11,30-10*

10,Ю-

10

е

5,05-10

540

13-7.

Расчет потерь и к.п.д.

Расчет к. п. д. при различных нагрузках представлен

в табл. 13-7; графическая зависимость

T]

= f(///

H

) аналогична

рис.

10-1.

Таблица 13-6. Расчет потерь и к. п. д. при номинальной нагрузке

Обозначение Источник Действия

Значение

<2ся- кВт

<?

сг

,

кВт

•Qdo.

кВт

•Qc кВт

<2н. кВт

т'

m

z

т"

т

п

Аф.

с

•£.ч

' •

/к

*ф.п

Аф

<2м.ф> кВт

<Эк.к. кВт

<?

к2

,

кВт

<2к2-

кВт

Q

B

, кВт

<5вл- кВт

Орот. КГ

р

а

,

ЛШа

d

u

/

u

, мм

2

/ц,

ММ

du.,

мм

Q

m

, кВт

(10-1)

(10-2)

(10-3)

(10-4)

(10-5)

Табл. 10-1

(5-9)

Табл. 5-6

(5-10)

(10-8)

(10-9)

(3-4)

(10-10)

(10-11)

(10-12)

(10-13)

(10-14)

§ 10-5

(10-15)

§ 10-5

(10-16)

1,3-1,6-0,8-1,4

2

-82

100-Ю-

3

1,5-0,8-1,71

2

-26210-10-

3

35-0,913

2

-1,66

3

-5,34/2''

5

268 +92+252

3-10 870

2

-0,0026-10-

3

'•

1 + 0,107 (

2

'

7

'

5

Л (2-33)

2

-2

4

-10-*

—

1 +0,107 Y

2

'

7

'

5

V-(2-13,2)

2

-5

4

x

Х0,76-0,962-Ю-

4

(3-1,2+

1,91)/(3+

1)

(1,38—1)-922

50-1,751

2

-1,66

2

/2

28-1,751

2

-1,66

3

-5,34/2

2

922+ 350+ 211 + 524

(3800

2

-0,0992+ 3800-2)-10-

3

1440/0,95

1,4л-1520

2

-5340-7,85/(4-10

е

)

—

106 490-9,81/(2-1,4)

Принимаем /

ц

= 1,2 du, -

i

255-560<i^Y'

5

.10-.

X

Ч 3000 )

I 106 492-670

Х

V

2-10

3

-560

268

92

252

612

922

33

18

13,2

6

1,2

- 0,76

0,962

1,91

1,38

350

211

524

2007

1440

1516

106 490

1,4

373 100

670

560

226

ъ

241

Продолжение табл. 13-6

Обозначение

Q

2

, кВт

Q

2H

, кВт

Н

Q, кВт

•»,

=С

ввен' С

кДж

С,

м

3

К

I, м

3

/с

h

BH

,

Па

ЛвН, о. е.

<?я. кВт

<?ш2.

К

Вт

Q

2

, кВт

TI„,

кВт

Источник

§ Ю-5

(10-17)

§ 7-3

(10-19а)

§ 7-3

§ 7-2

Стр.

130

(10-18)

§ Ю-5

(10-20)

(10-21)

(10-22)

(10-23)

Действия

57,3-1,52

4

- (5,34+ 0,25)/2

3

214-4/10

—

612+ 211 + 524+ 1516+ 86

—

2949/(1,1-4 (17,5—2)]

4-6000/10

Для пропеллерного вентилятора

43,2-2400/(0,5-10

3

)

226 + 86 + 207

612+ 2007+ 1516+ 519

(\

4654

"1 то

^ 320 000 + 4654 )

Значение

214

86

4

2949

17,5-

2

1,1-4

43,2

2400

0,5-

207

519

4654

98 57

Таблица 13-7. Зависимость к. п. д. от нагрузки для турбогенератора

320 МВт, р =- 2

"„

<5

С

,

кВт

QmX, кВт

<?к2,

кВт

Q

Bll

, кВт

Qv, кВт

Р,

кВт

Т1,

%

1

612

519

125

381

1 637

80 000

98,0

612

519

502

647

2 280

160 000

98,59

'•

612

519

1 129

1 036

3 296

240 000

98,64

'-,

612

519

2 007

1 516

4 654

320 000

98,57

5/

'

612

519

3 136

2 105

6 372

400 000

98,43

242

ТЗ-8.

Тепловой расчет

Таблица 13-8

Обозначение

Источник Действия

Значение

Сердечник статора

Принимаем однострунную систему вентиляции с числом горячих

струй п

с

= 1. По воде соединяются два стержня последовательно,

т е rt

Bn

= Zj = 84

L,

ч

3

/с

L„,

м

3

/с

v

a

, м/с

D

a0

,

мм

v

2

, м/с

<t

a

, Вт/(м

2

-К)

«

г

, Вт/(м

2

-К)

S„,

м*

^

г

, м

2

•Saz. м

2

«

ср

, Вт/(м

2

-К)

<?с п, Вт

"с.

°С

"вод. *-

-^вод» М /С

8

ш.

'С

а

к1

, чм

Ь

к1

,

мм

m

n

1'вод,

м/с

/

п

, мм

"сз

§ 13-8

(11-8)

(11-9)

Табл. 13-2

(11-10)

| (11-3) и

1 (11-6)

§ 13-5

("-И)

(11-12)

(11-14)

(11-16)

§ 7-3

(11-23)

(11-24)

Табл 5-6

Табл. 10-1

(11-25)

Это соо

(11-26)

—

43,2-(2—1)/96

0,45-

10«/(5.т 2415)

—

0,45-10

6

/{5-[л (1660 +

+ 220)—84-29]]

(1 + 0,25-11,86)

1,5-4°-

8

/0,045

(1 + 0,25-25,93)-1,5-4

0,8

/0,045

—

2,39 +

0,763

(401-2,39+ 756-0,763)/3,153

(612+ 524)-10

3

/(96+ 1)

11710

0<М7 5

2-487-3,153

Обмотка статора

—

(922+ 350)/(4,14-20)

20+4

—

15,36-10

3

/(2-84-6-2-4,5)

тветствует рекомендации § 7-3

Обмотка ротора

Предварительно принимаем по

§11-9

2 V 400 /

43,2

0,45

11,86

2415

25,93

401

756

2,39

0,763

3,153

487

11 710

18

20 •

15,3»

24

2

4,5

6

1,69

400

7

24?

Продолжение табл. 13-8

Обозначения Источник

Действия Значение

/

0

, мм

v

2

, м/с

v

K

, м/с

1

П2

,

М

3

/С

г

20

, Ом

QB.O.

ВТ

0«.

°С

а

к2>

Вт/(м

2

-К)

(11-18)

(11-28)

(11-29)

См (11-30)

(11-30)

(П-31)

Окончательно принимаем

5340/(2-7—1)

0,1л-1520/4

0,2-119,4

1,12-23,9-Ю-

3

8-2-411

(11-4)

и (11-6)

1,34

57-444,4-10

3

3800

2

-0,000348

5025/(1,1 -4-0,0268-10

3

)

23,9 \о,8

0,1

S

K

, м

2

#М2.

°С

/ 23 9 \о,8 (

165-

f-±^2_Л

• 1,5-4

V

40 J

Принимаем внутренние каналы в катушке ротора

ю-

2

(11-32)

(11-33)

(11-34)

'л/ея

1176

5025/(497-0,288)

-134

2

35-г

0,5-42,6+

0,5-17,5

Это находится в пределах, указанных в § 11-9

7

411

119,4

23,9

0,0268

3,48-10^*

5025

42,6

497

0,288

35

65

13-9.

Механический расчет

Таблица 13-9 Зубец и клин ротора

Обозначение

Источник Действия

Значение

D

2

,

мм

t

2

, мм

Ь

2

,

мм

D

K2

,

мм

/

к2

, мм

b

h

, мм

b

s

, мм

Ь

с

,

мм

D

n

,

мм

Ь

г

,

мм

d

K

, мм

d

M

, мм

§13-2

Табл. 12-2

§ 13-4

(12-2)

(12-3)

л-1520'60

79,59—39,5

1520—2-34

я-1452/60

39,5-

12,5

76—52

76-39,5

1520—2-178

1520—34

1486—178

1520

79,59

40,1

1452

76

52

24

36,5

1 164

2 1,4

1468

308

244

П родолжение табл 13-9'

Обозначение

с!

г

, ММ

0

М

, кг/мм

0

Л

, кг/мм

G , кг/мм

G

K

, кг/мм

G

r

, кг/мм

G

2>

кг/мм

п

р

, об/мин

А,

1/с

2

С

п

, Н/мм

С

Г

, Н/мм

С

г

, Н/мм

Р.

• °

Т. • °

С

п

', Н/мм

а

2

, МПа

о

Г

,

МПа

а, мм

Ь,

мм

к

т

г

, Л\Па '

т

к

, МПа

Источник

(12-4)

Табл 12-3

§ 12-1

§ 12-2

(12-5)

(12-6)

(12-7)

§ 12-2

(12-1)

(12-8)

(12-9)

§ 12-2

Стр 191

(12-10)

(12-П)

Действия

,-„„ 2 40,1 +

2-21,4

1520 — -

•

178

•

:

—

!

—

3 40,1+21,4

8,9-10-в-444,4-8

1,3-8,9-10"

6

-444,4-8

40/4

2,5-10-

6

-[39,5-(178—34)—542 8]

2,8-10-

6

-39,5-34

7,85-10-«-40,1-34

7,85-10-

6

-178-(40,1

+ 21,4)/2

1,2-1500

5,5-(1800/1000)

2

17,82-[(0,0316

—

0,0034)-1308

+

0,00376-14861

17,82-0,0107-1486

17,82-0,043-1360

— !

180/60

915,4-0,743/0,707

К

, •

(962+ 1042)/21,4 - -

>-

(962 + 283,3)/24

0,45-34

0,2-34

—

(915,4 + 283,3)/[2-(34— 15,3)Х

Х(1—

0,171)]

915,4-2,08/[2-(15,3 +

6,8)-(1—0,171)1

Значение

1360

0,0316

0,411

0,0034

0,00376-

0,0107

0,043

1800

17,82

915,4

283,3

1042

45

3

962

94

52

15,3

6,8

2,08

39

52

Таблица 13-10. Тело бочки ротора

1

Обозначение

1

D

0

, мм

сс

р

,

мм

Л

р

,

мм

С

р

, Н/мм

С

рг

, Н/мм

%

Tll2

о

0

, МПа

Источник

§ 13-5

(12-17)

(12-16)

(12-14)

(12-15)

Рис.

12-2

Рис.

12-2

(12-13)

Действия

_

180/1164

(1164—180)/2

4,1

•

17,82-1164

3

-(1—0,155

3

)-Ю-

6

(962+ 1042) -60

—

2,08-114

800+

1,73-120

240

2л-492

Значение

180

0,155

492

114 800

120 240

2,12

1,73

144

245

Таблица

13-11.

Расчет бандажного узла (консольное исполнение —

см.

рис. 2-14, а и 12-3)

Обозначение

Источник Действия

Значение

lie,,

мм

L

K

, мм

Z-б,

мм

Об,

D

K

Об к. мм

Об и. мм

~

>

р

, мм

>к к, ММ

0

Л

, мч

Л,

мм

Об.

мм

Ft, мм

2

Яб

О

к

, мм

^к, ММ

г

«к

Рис 6-

§ 12-4

Табл.

13-2

Табл. 12-4

Принимаем 60, так как напряжения

при р = 2 будут меньше, чем при

р= 1

Принимаем

— (39,5 + 11) + 50 + 150 н- 200 =

8

= 452 н- 502

1520—2-34—4

1448+ 2-60+ 20

1520—2-25

1448—2-134—2-10

1448—2-10—134

(1590 - 1448)/2

60-500

1448/1590

(1448-г 1160)/2

50-(1448—1160)/2

1160/1448

60

50

500

1448

1590

1470

1160 ,

1294

134

1519

30 000

0,91

1304

7200

0,801

Таблица 13-12. Определение по полученным а всех нужных

для расчета коэффициентов

а

111

412

ti

£2

In

En

1л

а

6

= 0.91

1,08

1,05

—

1,01

—

1,03

—

а

к

= 0,801

1,15

1,14

1,11

1,02

0,95 -

1,08

1,00

0,94

а

р

= 0,155

2,12

—

1,74

—

0,86

—

1,1

Предел текучести материала вала должен быть

а„ 144

O

S

B

0,5

-=-

0,6

0,5

-4-

0,6

290

-т-

240

МПа.

Принимаем материал вала с пределом текучести a

s8

=

260

МПа.

Допустимое напряжение среза в дюралюминиевом клине

;[т]

=

0,4а

5К

= 0,4- 250= 100 МПа, где a

SK

принято по табл. 12-1.

Расчетное напряжение

т

15

<[т].

Сравнивая результаты расчета бандажного узла при

р

= 2

и р=1, можно видеть, что, несмотря на значительное увеличе-

246

Таблица 13-13. Расчет бандажного узла (продолжение)

Обозначение

Источник

Действие

Значение

Се.

н

X

fi

, чм/Н

&б,

мм

с

к

, н

Х

к

, мм/Н

k

K2

, мм

a

z

Р

2

v

&

г

, мн

Х

р

, мм

2

/Н

£р,

мм

Лоб,

об/мин

Пор,

об/чин

Лов.

об/мин

Ял,

мм/Н

Х

22

, мм/Н

6б р, ММ

ббк

Аб,

ММ

>р,

ММ

Сбр , Н

<?бк, Н

се,

МПа

с

бр

, ЛШа

а

бк>

ЛШа

с^, ЛШа

а"

к

, ЛШа

Об.р,

ЛШа

Об

к, ЛШа

о

к

, ЛШа

Табл. 12-5

§12-4

Рис.

12-6

Рис.

12-6

Табл. 12-5

§ 12-4

Табл. 12-6

Табл. 12-7

135-30 000-1519М0-

6

5,5-0,411-1026-1294

1519/(2я-21-10

4

-30 000)

(1,01-9,34+

1,03-3,0)-10

6

-3,84Х

X Ю-»

22,6-50-1448

3

-(1—0,801

3

)- Ю-

6

1304/(2я-21-10*-7200)

0,95-1,67-10

е

-13,7-10-8

1164/1452

36,5/21,4

2-0,758

21

-10*

(962-1-

0,605-1042)X

X-

178-37

/ 1000 \

V 1800 )

21,4 V 1800

(1164+ 180)/(4д-21-10

4

-492)

(0,86-114 796+

1,1-120

240) X

X

1,035-

Ю-

6

- (1000/1800)

2

+0,0239

0,58 / 1519

21 10

4

V 60

3

0,94-13,7-10-8

(0,481—0,0977)(2000/1000)

2

(0,481—

0,217)(2000/1000)

2

1,53—(0,481—0,0977)-

1,8

s

1,056—(0,481—0,217)-1,8

2

0,288/(23,2-10-8)

0,2

(23,2+ 12,9)-Ю-

8

(1,08-9,34+

1,05-3,0)-10«-1,8

>

2я-30 000

0,58-124-10

4

/л/1519-60

3

0,58-55,4-10

4

/Vl519-60

3

1,15-1,67-10

в

-1,8

2

2л-7200

—

1,11-55,4-10

4

/(2я-7200)

227 + 40

227+ 18

137—14

9,34-10

6

3,0-10

6

3,84-10-

8

0,481

1,67-10

е

13,7-10-е

0,217

0,801

1,7

0,605

0,758

0,0239

1,035-10"

с

0,0977

2000

0

23,2-10-8

12,9-10-8

1,53

1,056

0,288

0,20

124-10

4

55,4-10

4

227

40

18

137

— 14

267

245

123

2-1Г

з_±

п

з-

U_L

J35.177О'200, 5Ю

Ш

525 i 7JJ5

Ш5 ' Ш5

с — »-*-* _

Т1

•Г

'2

Ji_«

I

Ш5 52Ь I 570 '?0С JJ5

8820

Рис 13-4 Вал ротора турбогенератора ТВВ 320 (р=2)

ние диаметров, напряжения при

р

=

2

значительно меньше,

чем при р=\, из-за снижения номинальной частоты вращения.

Температура нагрева бандажного кольца, необходимая для'

насадки его:

на центрирующее кольцо, по (12-21)

б

к 1.056

t

б к

at'Df,

к

17- Ю-

6

1448

на бочку ротора, по (12-22)

бб р _

1,53

б р

а

б

/О

б

17 10-" 1470

=

43

С

С;

= 61

С

С,

что меньше допустимой по § 12-4.

Критические частоты вращения вала. Все необходимые для

расчета размеры вала (рис. 13-4) определяются по выполнен-

ному чертежу машины. Размеры шейки вала

flf

u

и /

ц

опреде-

лены в § 13-7. Вал разбит на участки постоянного сечения, чи-

сло участков т=14. Для сокращения расчетов мелкими раз-

личиями диаметров вала и массой вентилятора пренебрегаем..

Учтены: вентиляционные пазы в хвостовике ротора под лобо-

выми частями обмотки (участки 4, 5 и 10,

11

— см. табл. 13-14),

массы бандажного и центрирующего колец и лобовой части об-

мотки (участки 6 и 9, так как бандаж консольный); на участ-

ках бочки ротора (6—9) учтено наличие пазов и их содержи-

мого.

При этом (см. § 12-8) на участках 7 и 8

<7п

2

-40-39,5-178 7,85- 10~

e

=

2,21

кг/мм;

9с

п

= 40-(0,0316+ 0,0034+ 0,00376) = 1,55 кг,мм; ;

<7

= 6,16- Ю-

6

-1520

2

= 14,23 кг'мм;

?

7

=14,23—2,21+ 1,55 = 13,57 кг/мм.

248

Масса бандажного кольца

0

б

= я- 1519-30 000 7,85-Ю-

6

= 1124 кг.

Масса центрирующего кольца

G„-:rt-1304 7200-7,85-Ю-

6

=

231

кг.

Масса лобовой части обмотки

G

n

= 0,411-1026 = 422 кг.

Общая масса бандажного узла и лобовой части обмотки

G

s

- 1124+ 231 + 422 = 1777 кг;

Погонная масса их на участках 6 и 9

9

б

,

л

1777/1335= 1,33 кг/мм.

Суммарная погонная масса на участках 6 и 9

q

6

= q

7

+ q

6

,

„

= 13,57 + 1,33 = 14,9 кг/мм.

У ротора четырехполюсного турбогенератора главные мо-

менты инерции равны и, следовательно, для любой оси мо-

мент инерции бочки ротора будет одинаков и равен по (12—25)

_ л 1520* _ 40 39,5 178 1342*

=

^ ^ ^ ^ ^

64

8

где диаметр центра тяжести паза

D

n2

=

D

2

—Л

2

= 1520—178

=

1342 мм

Принимаем ширину вентиляционных пазов

в

хвостовике

ро-

тора

под

лобовыми частями обмотки

6 = 90 мм,

высоту

h

—

=

100 мм,

число пазов

К = 8.

Момент инерции

на

участках

4 и 11 (см. § 12-8)

, л

980

4

8 90 100

880

2

0

Q о Ш9 4

J

4

= =38,3-10"

ММ*,

Ь4

8

где

d

n

=

980—100

=

880

мм,

ia участках

5 и 10

, л

1050

4

8 90 100

950

2

с

,

с ]п

„ ,

J

ь

= =

51,5-10

9

мм

4

,

64 8

где d

n

= 1050—100 = 950 мм.

Расчет первой критической частоты для половины вала

сведен в табл 13-14.

Первая критическая частота вращения по (12-24)

1,353 10

6

1

1011

,,

п

к1

= — =

1811 об/мин.

8820

2

V2 6,69 2 3,45 10~

12

Первая критическая частота вращения получилась выше

номинальной

на 21 %,

поэтому расчет второй критической

ча-

стоты нецелесообразен.

210

Хуторецкий Г.М. Проектирование турбогенераторов

Подождите немного. Документ загружается.