Об'єктно-орієнтована комплексна оптимізація проточної частини потужних парових турбін

Abstract

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.16 – турбомашини та турбоустановки. – Національний тех-нічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2015. Дисертація присвячена розробці методології об'єктно-орієнтованої комплексної оптимізації проточної частини потужних парових турбін, яка основана на спільному розрахунку термогазодинамічних процесів в елементах проточної частини парової турбіни. У зв'язку з постійним зростанням попиту суспільства на електроенергію стає актуальним проектування нових та модернізація існуючих парових турбін. Для підвищення їх ефективності розроблена методологія об'єктно-орієнтованої комплексної оптимізації проточної частини потужних парових турбін. При реалізації цієї методології було вдосконалено математичну модель термогазодинамічних процесів моделювання спільної роботи системи соплового паророзподілу, вирівнюючої камери та багатоциліндрової проточної частини турбоагрегату, розроблені методики визначення: втрат тиску в камері за регулюючим ступенем з урахуванням режимних і конструктивних параметрів; коефіцієнта втрат і кута виходу потоку робочого тіла з решітки від величини підрізки вихідної кромки, а також оцінено вплив зміни міжвінцевого зазору і схеми подачі робочого тіла до сегментів направляючого апарату на ефективність регулюючого ступеня та включено до єдиного інтегрованого інформаційного простору САПР "Турбоагрегат". За допомогою запропонованої методології виконана оптимізація турбіни К-310-240, її потужність збільшена на 6,18 МВт, а абсолютний ККД циклу – на 0,83%.Thesis for degree of Candidate of Sciences in Technique for speciality 05.05.16 – turbomachine and turbine-installations. – National Technical University "Kharkiv Polytechnical Institute", Kharkiv, 2015. This thesis deals with the development of object-oriented methodology for complex optimization of the flow path of powerful steam turbines based on joint calculations of the thermal and gasdynamic processes in the elements of the steam turbine's flow path. Due to the constant growth of the consumption of the electricity by society, it is necessary to design new one or modernize the existing steam turbines. To improve the efficiency of steam turbines the methodology of object-oriented complex optimization of the flow path of powerful steam turbines is developed. The mathematical model of the thermal and gasdynamic processes for combined calculating of the nozzle steam distribution, equalizing chamber, and multicylinder turbine flow path is improved. In this work the methods for determining pressure losses in the regulating chamber with respect to operational and design parameters are developed. The dependence of loss factor and the blade outflow angle on the size of the original trimmed edge is obtained. It is also assessed the impact of changes of axial gap downstream stator and the fluid supply circuit to the nozzle segments on the stage efficiency. This model is included to the integrated information space CAD "Turboagregat". Developed methodology is implemented while optimization of the K-310–240 turbine. As result, it power increases by 6,179 MW, and the absolute efficiency of the cycle - by 0,83%.