Судовая ядерная энергетическая установка ледокола

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Оглавление

Введение

1. Общепроектная часть. Ядерная энергетическая установка ледокола

1.1 Особенности судовой ядерной энергетической установки

1.2 Паропроизводящая установка. Описание основных систем

1.3 Размещение оборудования ППУ

1.4 Паротурбинная установка. Назначение и состав основных систем

1.5 Расчет потребной мощности ГТЗА

1.6 Расчет рабочего процесса в турбине

1.6.1 Расчет рабочего процесса в однокорпусном турбоагрегате

1.7 Предварительный расчет последней ступени

1.8 Предварительный расчет I ступени

1.8.1 Однокорпусная турбина и ТНД

1.9 Расчет числа ступеней и габаритов турбины

1.10 Уточненный расчет 1 ступени

1.11 Уточненный расчет последней ступени

1.12 Расчет закрутки лопаточного аппарата последней ступени

2. Специальная часть. Изучение и исследование колебаний распределенных конструкций

2.1 Постановка целей и задач исследования

2.2 Основы физики колебаний

2.2.1 Колебания и характеризующие их величины

2.2.2 Собственные колебания

2.2.3 Дифференциальные уравнения свободных колебаний механической системы около положения равновесия

2.2.4 Свободные колебания системы с конечным числом степеней свободы. Собственные частоты и формы колебаний

2.2.5 Вынужденные колебания

2.3 Теоретические основы метода конечных элементов

2.3.1 Дискретизация конструкции

2.3.2 Выбор основных неизвестных и основные разновидности МКЭ

2.3.3 Построение интерполирующего полинома

2.3.4 Матрица жесткости конечного элемента

2.3.5 Вектор внешних эквивалентных усилий

2.3.6 Местная и обобщенная система координат

2.3.7 Основная система разрешающих уравнений метода

2.4 Исследование динамических характеристик пилона

2.4.1 Исследование динамических характеристик пилона

3. Технологическая часть. Монтаж трубопроводов

3.1 Монтаж трубопроводов

3.1.1 Подготовка труб и арматуры к монтажу

3.1.2 Предварительный монтаж труб и арматуры

3.1.3 Окончательный монтаж трубопроводов

3.1.4 Промывка трубопроводов

4. Технико-экономическое обоснование проекта. Расчет себестоимости акустических испытаний пилона

4.1 Определение себестоимости проведения виброакустических испытаний пилона в лаборатории

5. Охрана труда и окружающей среды при монтаже и испытаниях трубопроводов

5.1 Требования безопасности

5.1.1 Общие требования безопасности при монтаже и испытаниях трубопроводов

5.1.2 Требования техники безопасности при монтаже трубопроводов на судне

5.1.3 Требования безопасности перед началом работ по гидравлическим испытаниям системы

5.1.4 Требования безопасности во время гидравлических испытаний системы

5.1.5 Требования безопасности в аварийной ситуации при гидравлических испытаниях системы

5.1.6 Требования безопасности после окончания гидравлических испытаний трубопроводов системы

5.2 Охрана природы

5.2.1 Общие мероприятия по охране окружающей среды при монтаже и испытаниях трубопроводов дифферентной системы

Список используемой литературы

Введение

В экономике нашей страны морские перевозки занимают значительное место, и роль их продолжает непрерывно возрастать. В большой степени тенденция к их развитию вызвана необходимостью освоения природных ресурсов огромного региона, примыкающего к Северному Ледовитому океану, а также освоение в последние годы природных ресурсов морских шельфов. Концепция, связанная с обеспечением круглогодичных морских перевозок народнохозяйственных грузов по национальной транспортной магистрали - Северному морскому пути - была ориентирована на создание мощных арктических ледоколов и транспортных судов ледового класса. Одна из основных задач, стоящих перед морским транспортом - повышение экономической эффективности, выражающееся в снижении стоимости перевозки грузов. Выполнение этой задачи предусматривает непрерывную оптимизацию технико-экономических показателей судов и энергетических установок.

Одним из перспективных типов судов в этом отношении являются суда с энергетическими установками, использующие энергию деления атомных ядер некоторых элементов в качестве первичной энергии. Подобные установки, названные - судовыми ядерными энергетическими установками (СЯЭУ), имеют особенности, отличающие их от энергетических установок других типов, что позволяет выделить СЯЭУ в особую группу.

К числу основных особенностей СЯЭУ следует, прежде всего, отнести высокую энергетическую концентрацию топлива. Благодаря этому на судне с СЯЭУ практически отсутствует запас горючего и высвобождающийся объём и водоизмещение судна могут быть использованы для перевозки грузов, или для размещения дополнительного оборудования, повышающего безопасность плавания судна и обеспечивающего комфорт личному составу и пассажирам. Это преимущество позволяет также применить на судне установку большей мощности, которая обеспечит более высокую скорость перевозки груза.

Судовые ЯЭУ могут эксплуатироваться с большим коэффициентом нагрузки при практически неограниченной дальности плавания.

Время стоянки в порту судна с ЯЭУ минимально и определяется продолжительностью выполнения грузовых операций.

В настоящее время на судах применяется только водо-водяные реакторы, которые, судя по тенденции развития судовой ядерной энергетики, сохранят своё лидирующее положение и в ближайшем будущем. Установки этого рода более полно изучены, с точки зрения как ядерной, так и теплофизических процессов, происходящих в них. Оборудование этих установок полностью освоено производством.

1. Общепроектная часть. Ядерная энергетическая установка ледокола

1.1 Особенности судовой ядерной энергетической установки

Судовой ядерной энергетической установкой называется комплекс оборудования, который на основе использования и преобразования ядерной энергии обеспечивает движение и обитаемость судна, а также выполнение всех технологических операций, обусловленных функциональным назначением судна.

Особенностью СЯЭУ является:

очень высокая энергоёмкость ядерного топлива;

возникновение мощных полей ионизирующих излучений;

накопление значительных количеств (по активности) радиоактивных отходов.

Получение ядерной энергии и её преобразование в тепловую энергию осуществляется в реакторной установке [3, 4]. Преобразование тепловой энергии в механическую или электрическую осуществляется в паротурбинной (ПТУ) установке, в электроэнергетической установке (ЭЭУ), в общесудовых системах и механизмах (ОССиМ). Передача энергии на движители (винты) в зависимости от назначения и условий эксплуатации судна осуществляется через гребную электрическую установку. ЭЭУ предназначена для выработки и обеспечения электроэнергией потребителей СЯЭУ и общесудовых потребителей.



Рис.1.1.1 Состав судовой ЯЭУ

За основу принята двухконтурная пароэнергетическая установка, в состав которой входит реактор с водяным теплоносителем. Данный тип ЯЭУ является основным из применяемых на судах. Принципиальная схема такой установки приведена на рисунке 1.1.2.

Рис.1.1.2 Принципиальная схема СЯЭУ

Основным компонентом двухконтурной пароэнергетической установки является водо-водяной реактор 1, у которого замедлителем и теплоносителем служит вода. Рабочим теплоносителем паротурбинной установки (ПТУ) является водяной пар, перегретый или насыщенный, генерируемый в парогенераторе 5. Передача тепловой энергии выделяемой в активной зоне реактора, рабочему телу осуществляется комплексом оборудования, объединяемым общим понятием первый контур ЯЭУ.

В состав первого контура помимо реактора и парогенератора входят:

- циркуляционные насосы первого контура 4;

- трубопроводы 3;

-оборудование, обеспечивающее компенсацию изменения объёма теплоносителя и создания избыточного давления, состоящее из компенсаторов объёма 2 и реверсивных газовых баллонов 6;

- оборудование необходимое для очистки теплоносителя от возможных примесей ускоряющих коррозионное разрушение внутренних поверхностей первого контура и повышающих радиоактивность теплоносителя.

Оборудование первого контура обслуживается рядом систем, из которых особо важную роль играет система охлаждения, обычно выполняемая по двухконтурной схеме.

Радиоактивное оборудование обычно размещено под биологической защитой 7, которая снижает радиоактивность излучения до безопасного для обслуживающего персонала уровня предусмотренного нормами предельно допустимых излучений.

Водяной пар по паропроводу 11 направляется к главной турбине, где часть заключённой в ней энергии тепловой преобразуется в механическую, проводимую затем к винту. Помимо главной турбины на судне имеются другие потребители пара, главные из них - турбины судовой электростанции. Отработавший в турбине пар собирается в конденсаторе 9, и конденсат поступает в конденсатную систему 8, где очищается от примесей, а затем направляется в парогенератор.

Помимо перечисленного в состав паротурбинной установки входит многочисленное оборудование, выполняющее вспомогательные функции. Это оборудование объединено в ряд систем.

1.2 Паропроизводящая установка. Описание основных систем

Паропроизводящая установка (ППУ) ледокола состоит из двух идентичных автономных блоков. В каждый из них входят один реактор, четыре парогенератора (ПГ) и четыре циркуляционных насоса первого контура (ЦНПК), составляющие первый контур. Соединение реактора ПГ и гидрокамер ЦНПК выполнено при помощи коротких силовых патрубков типа “труба в трубе”, так что создаётся единая жёсткая конструкция - блок.

Применение блочной компоновки позволяет иметь ряд преимуществ по сравнению с раздельным размещением оборудования ППУ применявшееся только на первых атомных судах. При блочной компоновке уменьшаются габариты ППУ и биологической защиты и масса установки в целом. Снижаются гидравлические сопротивления циркуляционного насоса в целом. Снижаются гидравлические сопротивления циркуляционного тракта первого контура, что позволяет уменьшить требуемый напор ЦН и улучшить условия для создания естественной циркуляции теплоносителя при остановке насосов. Повышается радиационная безопасность ППУ, т.к. уменьшается вероятность разрыва трубопроводов большого диаметра вследствие снижения их протяжённости и числа сварных соединений. Появляется возможность собирать блок ППУ непосредственно в цехе с последующей погрузкой на судно, что улучшает условия труда сборщиков и повышает качество монтажа и контроля.

Каждый ЦНПК с соответствующим ПГ и патрубками образует отдельную петлю циркуляции. Теплоноситель - вода высокой чистоты (ВВЧ) - проходит через активную зону реактора, нагреваясь до 3200С, и по отводящим патрубкам поступает в ПГ. В ПГ теплоноситель отдаёт тепло рабочему телу и, охлаждённый, поступает в кольцевую камеру, выгороженную в корпусе реактора соответствующими перегородками, а из неё в ЦНПК. От ЦНПК теплоноситель поступает по напорным патрубкам в активную зону. При отказе ЦНПК или ПГ одной петли ЦНПК отключается (останавливается), парогенератор отсекается по первому и по второму контурам.

В ППУ применён водо-водяной реактор под давлением (ВВРД). Мощность реактора - 180 МВт. Реактор - гетерогенный, на тепловых нейтронах. Корпус реактора изготовлен из низколегированной теплостойкой стали, и представляет собой цилиндрический толстостенный сосуд, предназначенный для размещения всех основных частей реактора. Для защиты от коррозии поверхность корпуса и днище внутри реактора облицованы нержавеющей сталью. Герметичное соединение корпуса и крышки обеспечивается клиновой самоуплотняющейся прокладкой и нажимным фланцем. Для защиты корпуса реактора от излучений активной зоны применяются боковые и торцевые тепловые экраны. Подвод и отвод теплоносителя первого контура осуществляется в верхней части корпуса реактора. Такое решение позволяет снизить опасность ухода радиоактивного теплоносителя в случае крупной течи в первом контуре. В целях уменьшения гидравлического сопротивления теплоноситель в активной зоне совершает один ход.

Активная зона состоит из рабочих кассет, расположенных в узлах правильной треугольной решетки. Рабочая кассета представляет собой пучок стерженьковых тепловыделяющих элементов, заключённых в кожуховую трубу из циркониевого сплава.

Компенсация реактивности, обусловленной температурным эффектом, отравлением, а также выгоранием топлива в процессе кампании (работы), и необходимая подкритичность реактора в заглушенном состоянии осуществляется системой компенсирующих стержней (КР). Стержни изготовлены из карбида бора, который сильно поглощает тепловые нейтроны. Компенсирующие стержни расположены между рабочими кассетами и перемещаются в специальных циркониевых направляющих трубах.

Контроль температуры теплоносителя первого контура на входе и выходе активной зоны осуществляется с помощью термопар и термометров сопротивления (ТСП).

Для быстрой остановки реактора предусмотрена система аварийной защиты (АЗ). Она состоит из поглощающих стержней, объединённых в четыре независимые группы. Стержни системы АЗ вводятся в активную зону по аварийным сигналам.

Активной зоне присущи внутренние саморегулирующиеся характеристики, которые противодействуют любым тенденциям системы выйти из-под контроля. Благодаря отрицательному температурному коэффициенту реактивности, реактор может работать в режиме саморегулирования, что позволяет отказаться от автоматических регуляторов мощности реактора. Управление мощностью реактора осуществляется путём изменения расхода питательной воды в ПГ.

Парогенератор (ПГ) - прямоточного типа, с движением теплоносителя первого контура в межтрубном пространстве, рабочего тела - в трубах. Выполнен ПГ в виде вертикальной цилиндрической камеры с эллиптическим днищем. Внутри корпуса размещена трубная система, изготовленная из коррозионно-стойкого металла. С целью повышения живучести и ремонтопригодности трубная система разделена на 20 парогенерирующих секций и закреплена в крышке ПГ.

Циркуляционный насос первого контура (ЦНПК) - вертикального исполнения с “сухим” статором. Рабочее колесо насоса, гидрокамера с патрубками и приводной асинхронный двигатель размещены в общем герметичном корпусе. Смазка и охлаждение трущихся поверхностей двух опорных и одного упорного подшипников осуществляется теплоносителем, в свою очередь охлаждаемым в специальном встроенном охладителе.

При нарушении уплотнения любая из секции встроенного холодильника может быть отключена без ущерба для дальнейшей работы ЦНПК. Чтобы предотвратить разрушительное влияние коррозии на конструктивные элементы и короткозамкнутую обмотку ротора, а также защитить изоляцию обмоток статора, и ротор, и статор отделены от воды герметичными нихромовыми перегородками (рубашками).

Обмотка статора ЦНПК состоит из двух обмоток: обмоток большой скорости и обмоток малой скорости, что позволяет обеспечить надёжный двухскоростной режим работы насоса.

Нормальная работа первого контура обеспечивается рядом вспомогательных систем:

циркуляции теплоносителя первого контура;

компенсации изменения объёма и поддержания давления теплоносителя;

подпитки теплоносителем первого контура;

очистки теплоносителя;

охлаждения оборудования ППУ;

аварийной проливки активной зоны реактора;

дренажа, слива и хранения радиоактивной воды;

разрежения воздуха в реакторном помещении.

Система очистки теплоносителя первого контура предназначена для удаления из воды первого контура растворённых в ней солей, газов и механических примесей. В ППУ применена система очистки высокого давления. (СОВД). Контур очистки включен параллельно основному тракту воды первого контура, поэтому расход в нем определяется перепадом давления в точках отбора и гидравлическим сопротивлением системы очистки.

В состав системы очистки каждого блока входят: один холодильник, ионообменный фильтр (ИОФ), трубопроводы и арматура. Ионообменные смолы анионит и катионит (сорбенты) - загружены в виде смешанного слоя. Вода из реактора поступает в холодильник, где охлаждается до температуры 60оС. Охлаждённая вода из реактора поступает в ИОФ, проходит через механические фильтры, слой ионообменных смол, подложку и второй комплект механических фильтров, предназначенных для предотвращения износа смол, и возвращается в контур.

Для контроля работоспособности смол и качества теплоносителя предусмотрены отбор проб до и после ИОФ. Ионообменные смолы стечением времени уплотняются под давлением потока, что приводит к росту гидравлического сопротивления фильтра и ухудшению обменных свойств сорбентов, поэтому сорбенты периодически взрыхляют обратным током воды.

Система расхолаживания предназначена для отвода тепла из активной зоны реактора в условиях дефицита пара и электроэнергии. Расхолаживание активной зоны возможно с использованием нескольких контуров:

второго контура;

холодильника системы очистки с циркуляцией теплоносителя при помощи ЦНПК, работающих на ОМС;

холодильника системы очистки с циркуляцией теплоносителя при помощи насоса ремонтного расхолаживания.

Рис.1.2.1 Принципиальная схема паропроизводящей установки

Три автономных канала расхолаживания обеспечивают надёжное функционирование системы при всех проектных аварийных ситуациях, включая и судовые аварии.

В режиме расхолаживания по второму контуру получаемый в ПГ пар, пароводяная смесь и горячая вода отводятся по специальному трубопроводу через дроссельный клапан и ДУУ в стояночный конденсатор. Конденсат из конденсатора забирается электроконденсатным насосом и подается в теплый ящик. Подача воды в ПГ осуществляется аварийным вспомогательным насосом по автономному от питательной основной магистрали, трубопроводу.

При расхолаживании активной зоны с использованием холодильника системы очистки отсекается ИОФ. Циркуляция теплоносителя осуществляется ЦНПК. При этом основная масса теплоносителя прокачивается через активную зону реактора, а часть его поступает в холодильник, в котором охлаждается и поступает на всас ЦНПК, где более холодный теплоноситель смешивается с горячим, за счет чего происходит снижение температуры всей массы циркулирующего теплоносителя.

При невозможности или нецелесообразности использования ЦНПК циркуляция теплоносителя в остановленном реакторе для отвода остаточного тепловыделения обеспечивается НРР. Теплоноситель первого контура забирается из реактора после прохода активной зоны, охлаждается в холодильнике системы очистки и поступает на вход активной зоны.

Система третьего контура предназначена для отвода тепла от оборудования первого контура при длительной работе ЯЭУ. Охлаждению подлежит: холодильники ИОФ системы очистки теплоносителя первого контура, электродвигатели ЦНПК, приводы рабочих органов системы управления и защиты, бак железоводной защиты, конструктивные элементы вторичной биологической защиты блока ППУ. Система выполнена в виде замкнутого контура, по которому циркулирует дистиллированная вода.

В состав системы одного борта входят два циркуляционных насоса. Один насос основной, другой - резервный. В контуре поддерживает небольшое избыточное давление, которое исключает кавитацию теплоносителя в циркуляционных насосах и способствует надёжному заполнению контура. Избыточное давление в контуре создаётся подключением к нему компенсационной ёмкости - цистерны. Эта цистерна служит также для компенсации изменений объема воды в результате изменения её температуры.

Тепловая энергия воспринимаемая водой третьего контура передаётся забортной воде в теплообменнике третьего-четвертого контуров.

Очистка воды контура осуществляется в ИОФ, что позволило разместить часть оборудования вне биологической защиты.

Для непрерывной циркуляции воды в контуре, кроме резервного насоса, установлены перемычки между контурами разных бортов. При необходимости вода подаётся к потребителям по байпасному трубопроводу, минуя ИОФ.

Система четвертого контура предназначена для отвода тепловой энергии от воды третьего контура, а также для охлаждения ряда вспомогательных потребителей. В системе установлено 3 циркуляционных насоса. Два насоса постоянно находятся в работе, причем каждый насос способен обеспечить полный расход воды, третий насос - резервный. Прием и отлив забортной воды производится через клапаны забортной воды - кингстоны. Приемный трубопровод снабжен фильтром, удерживающим механические примеси в забортной воде.

Система подпитки предназначена для компенсации небольших потерь теплоносителя первого контура, происходящих в результате отбора проб или нарушения его герметичности. В состав системы входят два подпиточных электронасоса объемного типа. Насосы расположены в зоне строгого режима и включаются по мере необходимости в соответствии с показаниями уровнемеров в компенсаторах объема. Подпиточная вода размещается в подпиточных баках. Вся арматура на трубопроводах рассматриваемой системы имеет дистанционное управление.

Система компенсации изменения объема теплоносителя и поддержания его давления обеспечивает поддержание заданного давления в первом контуре и компенсацию изменений объема контура и теплоносителя. В процессе разогрева и расхолаживания и в переходных режимах.

Объём теплоносителя во время работы ЯЭУ изменяется в результате изменения его температуры: при повышении температуры избыточный объём воды вытесняется из системы циркуляции, а при снижении - вновь поступает в систему.

Для выполнения своих функций система компенсации объёма теплоносителя должна содержать две группы элементов. Первая группа предназначена для компенсации изменения объёма теплоносителя, вторая - для создания ненеобходимого избыточного давления в первом контуре ППУ и поддержания его в заданных пределах во время работы судовой ЯЭУ.

Для компенсации изменения объёма теплоносителя в ядерных ППУ применяются ёмкости - баллоны, соединённые с основным объёмом первого контура трубопроводами. Баллоны обычно называют компенсаторами объёма.

Давление теплоносителя может быть создано путём заполнения объёма над поверхностью теплоносителя в компенсаторах объёма газом, сжатым до требуемого давления. Такая система называется газовой. Необходимое давление теплоносителя может быть получено также испарением части воды, заполняющей компенсаторы объёма, и доведением давления пара до требуемого. Систему компенсации подобного типа называют паровой.

В состав группы элементов, служащих для создания и поддержания давления теплоносителя, входят баллоны с газом, связанные с компенсаторами объёма трубопроводами. В паровой системе компенсации для этой цели используют электрогрелки, размещаемые в компенсаторах объёма. Электрогрелки снабжаются аппаратурой управления нагревом и испарением теплоносителя.

В состав газовой системы компенсации изменения объёма теплоносителя входят компенсаторы объёма, в которых размещается вытесняемый из системы циркуляции в процессе расширения теплоноситель. Компенсаторы объёма соединены трубопроводом с системой циркуляции теплоносителя. При значительном объёме теплоносителя, вытесняемого в компенсатор объёма при разогреве ППУ, последний может быть разделён на несколько ёмкостей, связанных между собой трубопроводами последовательно или параллельно.

Стремление ограничить отклонение давления в первом контуре ППУ узкими пределами приводит к необходимости иметь значительный объём газа в компенсаторах объёма. Пространство над уровнем жидкости в них становится недостаточным для размещения всего газа, и приходится дополнительно подключать несколько реверсивных баллонов, заполненных газом. Для восполнения потерь газа предусматривают баллоны с запасом газа, при необходимости подключаемые к компенсаторам объёма.

К достоинствам газовой системы компенсации изменения объёма теплоносителя относятся:

постоянная готовность к действию;

отсутствие необходимости в обслуживании в процессе работы ППУ (за исключением контроля параметров, характеризующих работоспособность системы);

отсутствие необходимости в какой-либо энергии в процессе работы ППУ.

Выбор системы компенсации изменения объёма теплоносителя производят исходя из свойств системы и предъявляемых к ней требований.

В установке ледокола использована газовая система компенсации обьема и поддержания давления. В состав системы входят компенсаторы объема (КО), в которых размещается вытесняемый из системы циркуляции в процессе расширения теплоноситель. Компенсатор объема - это ёмкость высокого давления. В верхней части КО имеются патрубки для ввода теплоносителя и газа, уровнемер, и предохранитель клапанов. Компенсаторы объема соединены трубопроводом с системой циркуляции теплоносителя. Давление теплоносителя создаётся путем заполнения объема над поверхностью теплоносителя газом, сжатым до требуемого давления. Для этого к системе подключено 2 группы ресиверных баллонов с запасом газа.

Для аварийного охлаждения активной зоны реактора в случае разгерметизации первого контура предусмотрена система аварийной проливки реактора. В состав системы входят 3 проливочных насоса объемного типа, трубопроводы и арматура. По сигналу падения давления в первом контуре в действие вводятся основные проливочные насосы. Они принимают воду из цистерн запаса питательной воды и подают её в первый контур по двум автономным магистралям. В случае отказа одного из основных насосов автоматически включается резервный насос.

Система вентиляции обеспечивает удаление радиоактивных газов и аэрозолей и поддержание необходимой температуры и влажности, а также некоторого разрежения в помещениях реакторного отсека. Система делится на две автономные группы (подсистемы) по обслуживаемым помещениям. Подсистема вентиляции реакторного и аппаратного помещений обеспечивает вентиляцию по открытому и замкнутому циклам. Вторая подсистема обслуживает прочие помещения ядерной ППУ и работает только по открытому циклу. При работе системы по открытому циклу выброс воздуха производится в полую грот-мачту. Воздух, удаляемый из реакторного помещения, перед выбросом в атмосферу при необходимости проходит очистку в противоаэрозольных фильтрах тонкой очистки.

В процессе эксплуатации ядерной ППУ появляются жидкие радиоактивные отходы трёх групп:

высокоактивные - 3,7108 Бк/л,

слабоактивные 3,7106 Бк/л,

воды санпропускников 3,710 Бк/л.

Для раздельного сбора, хранения и выгрузки с борта судна этих вод предусмотрено 3 подсистемы - дренажа, хранения и удаления радиоактивных отходов.

Система высокоактивных вод состоит из цистерн, трубопроводов дренажа, вентиляции и выгрузки с арматурой и контрольно-измерительными приборами (КИП). В цистерны этой системы сливается теплоноситель первого контура: отбор проб, воздухоудаление, частичное дренирование.

Система слабоактивных вод включает в себя цистерны, систему осушения реакторного отсека, а также трубопроводы вентиляции и выгрузки с арматурой и КИП. Слабоактивные воды образуются при дезактивации оборудования и помещений отсека ядерной ППУ, протечках воды первого контура и сливе воды из системы очистки теплоносителя первого контура.

Высокоактивные и слабоактивные воды за борт не сливаются, а выгружаются в специальный танкер - хранилище. Цистерны этих систем установлены в защищенной плитами биологической защиты помещении, которое находится под реакторным отделением.

Система вод санпропускников состоит из трубопроводов осушения душевых санпропускников, цистерн, насосов и КИП. В цистерны этой системы сливаются воды после санобработки вахтенного персонала, работающего в отсеке ЯППУ в условиях нормальной эксплуатации. Если уровень активности воды не превышает предельно допустимых концентраций по существующим нормам, вода удаляется за борт. Выброс этих вод разрешён только на значительном удалении от берега. В случае необходимости вода может быть выгружена на берег.

Удаление жидких РАО с судна на базу обслуживания производится специальными насосами, гидравлическими эжекторами или сжатым воздухом.

Твердые радиоактивные отходы хранятся в помещении, оборудованном специальными защитными боксами, системой транспортировки и постом для упаковки и сварки контейнеров. Система транспортировки включает в себя монорельсовую дорогу и грузовой лифт. Контейнеры с отходами до передачи в береговые хранилища хранятся в защитных боксах. Основная часть твёрдых радиоактивных отходов имеет незначительную активность.

1.3 Размещение оборудования ППУ

Оборудование первого контура и некоторых вспомогательных систем размещается в двухсекционном баке железоводной защиты. Верхняя часть биологической защиты реакторного помещения образована плитами с вырезами для крышки реактора, парогенераторов, насосов и другого оборудования. На расстоянии около 600 мм. От бака железоводной защиты размещаются боковые плиты вторичной биологической защиты. Пространство, ограниченное боковыми и верхними плитами, образует герметичное реакторное помещение, разделённое продольной переборкой. В реакторном помещении располагается оборудование первого контура, компенсаторы объёма, ИОФ и холодильник системы очистки, а также трубопроводы системы подпитки теплоносителя первого контура, компенсации объёма (водяные), очистки теплоносителя первого контура, расхолаживания активной зоны реактора, осушения.

Над верхними плитами биологической защиты находится образованное вертикальными стальными листами герметичное аппаратное помещение. В этом помещении располагаются приводы системы управления и защиты реактора, клапаны системы очистки и расхолаживания, трубопроводы системы компенсации объёма и третьего контура, кабельные трассы ЦНПК и систем управления, датчики системы радиационного контроля и другая аппаратура.

Реакторное и аппаратное помещения охватывает прочноплотная реакторная выгородка, сформированная из плоских судовых конструкций. Она оснащена предохранительным клапаном для предотвращения разрушения при возрастании давления паровоздушной смеси, образующейся при нарушении герметичности первого контура. При открытии клапана, паровоздушная смесь выбрасывается в грот - мачту. После сброса пика давления клапан дистанционно закрывается.

Для перекрытия вентиляционных каналов предусмотрены автоматические отсечные клапаны, герметизирующие реакторную выгородку при поднятии в ней избыточного давления до 5 кПа.

Реакторная выгородка и примыкающие к ней помещения радиоактивных отходов, радиохимической лаборатории, промежуточных теплообменников третьего - четвёртого контуров, дезактивации и другие заключены в газоплотный отсек, который образуется главными поперечными и продольными переборками, настилом второго дна и главной палубой. Схема размещения оборудования ППУ показана на рис. 1.4.

Рис. 1.3.1 Компоновка ППУ ледокола

1 - компенсатор объема; 2 -- ПГ; 3 -- холодильник фильтра; 4 -- приводы регулирующих стержней; 5 -- ЦНПК; 6 -- реактор; 7 -- насос ремонтного расхолаживания; 8 -- арматурная выгородка; 9 --биологическая защита; 10 -- фильтр ионообменный.

1.4 Паротурбинная установка. Назначение и состав основных систем

Паротурбинная установка (ПТУ) включает в себя 2 главных турбогенератора (ГТГ).

Главный турбогенератор состоит из турбины с навешенным главным масляным насосом (ГМН), главного конденсатора (ГК) с дроссельным увлажнительным устройством (ДУУ) и обслуживающих вспомогательных механизмов: главного турбоциркуляционного насоса (ГТЦН), главного электроконденсатного насоса (ГЭКН), главного эжектора (ГЭЖ) и вспомогательного эжектора (ВЭЖ). Пар к турбине подается через маневровое устройство (МУ), состоящее из ходового клапана (ХК), быстрозапорного клапана (БЗК) и клапана травления (КТ).

Турбина вращает три последовательно соединенных синхронных генератора переменного тока. Соединение турбины с генератором - безредукторное.

Генераторы вырабатывают переменный ток. Охлаждение генераторов - воздушное. Каждый генератор имеет по два выносных подшипника, один из которых со стороны турбины опорно - упорный.

Электроэнергия передается от генераторов к главным гребным электродвигателям постоянного тока через выпрямительные установки. Всего установлено три двухъякорных электродвигателя на оба борта.

При открытых БЗК и ХК свежий пар поступает в турбину, в которой потенциальная энергия пара преобразуется в механическую, передаваемую электрогенераторам. Отработавший в турбине пар поступает в ГК, где конденсируется. Образовавшийся в конденсаторе конденсат забирается ГЭКН и подается через холодильники ГЭЖ и ВЭЖ в деаэратор.

Клапан травления предназначен для перепуска избытков свежего пара через ДУУ в конденсатор с целью поддержания постоянного давления перед ХК.

ДУУ служит для снижения давления и температуры пара, поступающего через КТ в главный конденсатор. Давление снижается до 0,098МПа последовательным дросселированием пара в нескольких плоских решётках с отверстиями (дроссельные решётки.). Температура пара снижается до 1000С за счёт впрыска в пар через форсунки конденсата, подаваемого от напорного трубопровода ГЭКН через регулирующий клапан. Согласование расходов пара и конденсата происходит за счёт связанного регулирования КТ и регулирующего клапана.

Турбина ГТГ - влажно-паровая, однокорпусная. Проточная часть турбины выполнена двухпоточной с расходящимися потоками пара. В турбине применена двухпоточная радиальная активная регулирующая ступень с единым на оба потока сопловым аппаратом и разделяющимся потоком пара в пределах рабочих лопаток. В каждом потоке установлено 15 реактивных ступеней. Лопатки последних ступеней имеют переменный по высоте профиль. Для уменьшения влагосодержания пара применена внутрикорпусная сепарация. Отсос влаги осуществляется из периферийных камер за рабочими колёсами последних ступеней. Ротор турбины цельнокованный из хромомолибденовой стали. Статор турбины выполнен в виде двух совмещенных корпусов. Наружный корпус связан непосредственно с конденсатором, внутренний корпус заключает проточную часть турбины и имеет сквозные сверления для отвода в конденсатор влаги из внутрикорпусных сепарирующих устройств и при продувке турбины. Патрубок подвода пара к регулирующей ступени соединён с наружным корпусом с помощью линзового компенсатора.

Турбина снабжена системой регулирования и защиты, обеспечивающей поддержание заданной частоты вращения, давления пара перед ХК и защиту турбины от возможных аварий при недопустимом превышении значений тех или иных параметров.

К системам обслуживающим работу главной турбины, относятся:

система смазки;

система укупорки и отсоса пара от концевых уплотнений;

система продувания турбины.

Система смазки служит для подачи масла к подшипникам турбины и генераторов, а также отвода тепловой энергии, выделяющейся в результате трения и поступающих к подшипникам от нагретых частей турбины. Система смазки является частью общей масляной системы турбоагрегата, обеспечивающей кроме смазки подачу масла к органам управления регулирования и защиты (РУЗ) турбоагрегата.

Рис. 1.4.1 Принципиальная схема паротурбинной установки

Для смазки применяется турбинное масло, которое не содержит водо-растворимых кислот и щелочей, механических примесей и воды легко деэмульгирует, а специальные присадки, вводимые в масло, предупреждают ржавление шеек валов, уменьшают склонность масла к пенообразованию и появлению в нём различных смол. Система смазки - гравитационная.

В системе установлено два насоса. Навешенный на турбину главный масляный насос (ГМН) создает давление масла порядка 1МПа. Такое давление необходимо для работы системы РУЗ. При снижении частоты вращения или при остановленной главной турбине давление масла в системе создается резервным электромасляным насосом (ЭМН). Гравитационная система смазки обладает большой надёжностью благодаря наличию в расходных цистернах запаса масла, обеспечивающего аварийную остановку турбогенератора (выбег ротора) при выходе из строя масляных насосов.

Система укупорки и отсоса пара от концевых уплотнений служит для предотвращения подсоса воздуха в корпус турбины через концевые уплотнения. Для того чтобы избежать подсоса воздуха, концевые уплотнения снабжаются камерами укупорки. Специальным регулятором в камерах поддерживается давление пара, немного превышающее атмосферное.

Отсос пара от концевых уплотнений предусмотрен для предупреждения утечки пара из турбины в машинное отделение, во избежание обводнения масла в подшипниках, потери конденсата и тепловой энергии в установке. Для этой цели концевые уплотнения имеют камеры отсоса, в которых давление поддерживается немного меньше атмосферного. Пар и воздух, попадающие в камеры отсоса отсасываются паровым эжектором и отводятся в конденсатор системы отсоса.

Система продувки предназначена для удаления конденсата, собирающегося в нижних частях внутреннего корпуса турбины, в МУ, арматуре и паропроводе. Конденсат появляется во время прогревания турбины в результате конденсации пара при его соприкосновении с холодными частями турбины, клапанов, паропровода. С помощью трубопроводов этой системы конденсат удаляется в конденсатор. Продувка осуществляется открытием клапанов, установленных на отводящих трубах, во время прогревания турбины, в период стоянки в готовности и при выводе турбины из действия.

Для превращения отработавшего в главной турбине пара в конденсат и создания вакуума на выходе из турбины служит главная конденсационная установка. В её состав входят главный конденсатор и обслуживающие его системы и механизмы. К ним относятся: циркуляционная система, система отсоса воздуха из конденсатора и конденсатный насос.

Главный конденсатор выполнен двухходовым, двухпоточным по охлаждающей воде. Для обеспечения необходимой плотности, конденсатор снабжён двойными трубными досками, в которых развальцованы утолщённые мельхиоровые трубки. В горловину конденсатора встроено ДУУ. Конструкция конденсатора позволяет осуществить быстрый прием через ДУУ до 150% номинального расхода пара.

Циркуляционная система предназначена для прокачивания забортной воды через конденсатор с целью обеспечения процесса конденсации поступающего в него пара. В состав системы входят главный циркуляционный турбонасос, приемное устройство, отливной кингстон, трубопроводы и арматура. В качестве запорных органов используются - клинкеты, так как они имеют наименьшее гидравлическое сопротивление.

Циркуляционные насосы - вертикальные, осевого типа. Насос приводится в действие через двухступенчатый редуктор от собственной противодавленческой турбины.

Главные конденсатные насосы - вертикальные центробежные с электроприводом, служат для откачки конденсата из конденсатора в деаэратор.

Система отсоса воздуха из конденсатора осуществляется поддержание необходимого вакуума за счет непрерывного отсоса воздуха двухступенчатым пароструйным эжектором. Первая ступень эжектора отсасывает паровоздушную смесь из ГК, которая вместе с рабочим паром конденсируется в холодильнике (конденсаторе) первой ступени. Несконденсировавшийся пар и воздух из холодильника первой ступени отсасываются эжектором второй ступени. Полученный в холодильниках эжекторов конденсат отводится в главный конденсатор, из первой ступени через гидрозатвор, а из второй - через конденсатоотводчик.

Конденсатно-питательная система (КПС) обеспечивает бесперебойное питание ПГ питательной водой требуемого качества и в необходимом количестве. В установке применена КПС закрытого типа с деаэратором. Конденсат из ГК подаётся в деаэратор главным электроконденсатным насосом. В ГК поступает также конденсат греющего пара водоопреснительной установки (ВОУ).

Для снижения солености и содержания продуктов коррозии и эрозии в питательной воде весь поток конденсатора пропускается через механические и ионообменные фильтры. Очистка конденсатора от кислорода и других газов осуществляется в термомеханическом деаэраторе. Вода в деаэраторе подогревается до температуры кипения паром, отработавшим в трубопроводах главного циркуляционного насоса и главного питательного насоса.

Подача воды из деаэратора в ПГ на основных режимах работы установки осуществляется главными питательными насосами. В режимах выведения на мощность или остановки ЯЭУ может использоваться резервный питательный электронасос, который включен в питательную магистраль параллельно основному. Необходимый расход воды в ПГ поддерживается питательным клапаном (ПК). Линейная зависимость расхода воды от проходного сечения ПК обеспечивается за счет поддержания на нем постоянного перепада давлений дроссельным клапаном (ДК). Для снижения термических напряжений в конструкциях ПГ и реакторе скорость изменения расхода питательной воды ограничивается. Конденсат из конденсатора АТГ подается ЭКН или в конденсатную систему или в ГК. Уровень воды в конденсаторе поддерживается регулятором уровня в конденсаторе (РУК).

На ледоколе применена многоступенчатая, работающая по принципу самоиспарения ВОУ с испарителем - конденсатором, имеющем четыре камеры. Камеры сообщаются между собой через гидравлические запоры по дистилляту и рассолу. Кроме того, в состав ОУ входят паровой подогреватель питательной воды и насосы забортной воды, рассола, а также дистиллята со сборником дистиллята. Дистиллят, полученный в ВОУ, до его направления в системы ЯЭУ проходит дополнительную очистку в ИОФ.

В режиме стоянки при неработающем ЯППУ для получения пара предназначена вспомогательная парогенераторная установка ВПУ на органическом топливе. Она состоит из двух ПГ.

В состав электроэнергетической системы ЭЭС входит две основных и одна аварийная электростанции. Носовая электростанция состоит из двух АТГ и одного главного распределительного щита (ГРЩ), кормовая - из трёх АТГ, одного резервного дизель генератора (ДРДР) и одного ГРЩ. Источники ГРЩ двух независимых электростанций расположены в разных помещениях ледокола. РДГ установлено в помещении кормовой электростанции.

Два аварийных дизель генератора (АДГ) установлены в отдельном помещении на палубе бака вместе с аварийным распределительным щитом (АРЩ). Электроснабжение потребителей ЯЭУ осуществляется от двух щитов питания, расположенных в отдельных помещениях.

1.5 Расчет потребной мощности ГТЗА

Таблица 1.5

№	Наименование величины	Обозначение	Размерность	Расчетная формула	Численное значение
1	2	3	4	5	6
1	Водоизмещение судна	D	кг	задано	23300000
2	Плотность воды		кг/м3	задано	1025
3	Объёмное водоизмещение	V	м3		22730
4	Скорость хода судна	s	уз	задано	20,000
5	Длина судна по КВЛ	Lквл	м	задано	130,000
6	Осадка судна	Т	м	задано	8,000
7	Ширина судна по КВЛ	Вквл	м	задано	26,000
8	Коэффициент использования вертикальных сил при разрушении льда корпусом судна	?0	__	[7]	1,41
9	Удельный вес льда	?л	т/м3	[7]	0,9
10	Предел прочности льда на изгиб	?р	т/м3	[7]	25
11	Толщина льда	h	м	[7]	1,5
12	Полное ледовое сопротивление судна в сплошных льдах	Rл	т	Rл=0,004•B?р•h???????????B•h2?0?л	273
13	Коэффициент засасывания	t0		[8]	0,08
14	Суммарный упор винтов	Pe	т	Ре=Rл/(1-t0)	296
15	Максимально допустимое значение диаметра гребного винта	dв	м	dв=T/1.575	5,079
16	Необходимая суммарная мощность	Nр	кВт	[7]	29460
17	К.п.д. гребного электродвигателя	зэдв	-	[4]	0,94
18	К.п.д. генераторов	зг	-		0,94
19	К.п.д. электропередачи	зэп	-		0,99
20	К.п.д. валопровода	звл	-		0,98
21	К.п.д. передачи	зп	-		0,86
22	Требуемая эффективная мощность	Nэф	кВт	Nэф=Nр/з	34365

1.6 Расчет рабочего процесса в турбине

Таблица 1.6

№	Наименование величины	Обозначение	Размерность	Расчетная формула	Численное значение
1	2	3	4	5	6
1	Параметры пара за парогенератором в точке Аnе	Рnе tnе inе Snе	МПа С кДж/кг кДж/кг.град	задано задано по i-S диаграмме по i-S диаграмме	3.520 330 3055.200 6.577
2	Параметры пара в точке А2nе	Рк S2nе i2nе	МПа кДж/кг.град кДж/кг.град	задано Snе по i-S диаграмме	0.0045 6.577 1993.400
3	Располагаемый теплоперепад по параметрам за парогенератором	Напг	кДж/кг	inе i2nе	1062
4	Тепловые потери в главном паропроводе коэффициент тепловых потерь	Напг	кДж/кг --	Напг 0,05 0,1	63.708
5	Параметры пара за маневровым устройством (в точке АМУ)	S i Р	кДж/кг.град кДж/кг МПа	Snе inеНапг по i-S диаграмме	6.577 2991 2.800
6	Параметры пара перед турбиной	i Р S t	кДж/кг МПа кДж/кг.град С м3/кг	inе Р по i-S диаграмме по i-S диаграмме по i-S диаграмме	3055.200 2.800 6.675 322.360 0.092
7	Параметры пара в точке А2t	Р2t S2t i2t	МПа кДж/кг.град кДж/кг	Pк S по i-S диаграмме	0.0045 6.675 2023.200
8	Располагаемый теплоперепад в турбине	Нат	кДж/кг	i i2t	1032
9	Внутренний КПД турбины	i	--	принимается	0.800
10	Механический КПД турбины	мт	--	принимается	0.980
11	Коэффициент снижения мощности от неработающих ступеней заднего хода	зх	--	принимается	1.000
12	КПД редуктора	ред	--	принимается	0.993
13	Эффективный теплоперепад в турбине	Не	кДж/кг	Натiмтзхред	803.424
14	Параметры пара за последней ступенью турбины	i2z Р2z S2z t2z 2z x2z	кДж/кг МПа кДж/кг.град С м3/кг --	i Не Pк по i-S диаграмме по i-S диаграмме по i-S диаграмме по i-S диаграмме	2252 0.0045 7.427 31.013 27.215 0.874
15	Отбор пара	б	%	задано	0
16	Количество корпусов в турбоагрегате	Zk	кг/с	принимается	1

1.6.1 Расчет рабочего процесса в однокорпусном турбоагрегате

Таблица 1.6.1

№	Наименование величины	Обозначение	Размерность	Расчетная формула	Численное значение
1	2	3	4	5	6
17	Потребный расход рабочего тела	G	кг/с		42.773
18	Количество гребных валов		--	принимается	2
19	Расход рабочего тела на один борт		кг/с		21.387
20	Количество протоков пара в однокорпусном агрегате	mпр	--	принимается	2
21	Расход пара на один проток или один борт		кг/с		10.693
22	Расход рабочего тела через первую ступень турбины	G1	кг/с		10.693
23	Расход рабочего тела через последнюю ступень турбины		кг/с		10,693

Рабочий процесс в однокорпусном турбоагрегате

Рис.1.6.1 Рабочий процесс в однокорпусном турбоагрегате

1.7 Предварительный расчет последней ступени

Таблица 1.7

№	Наименование величины	Обозначение	Размерность	Расчетная формула	Численное значение
1	2	3	4	5	6
1	Параметры пара за последней ступенью (точка А2z)	i2z S2z t2z 2z x2z	кДж/кг кДж/кг.град С м3/кг --	из пункта 1.2	2252 7,427 31,013 27,215 0,874
2	Абсолютная скорость потока на выходе из ступени	С2z	м/c	принимается	150
3	Окружная скорость	U2z	м/c	принимается	290
4	Угол выхода потока из рабочей решетки в абсолютном движении	2z	град.	принимается	90
5	Показатель адиабаты	k2z	--	1,035+0,1x2z	1,122
6	Скорость звука в сечении за последней ступенью	a2z	м/c		370,753
7	Скорость выхода потока из рабочей решетки последней ступени в относительном движении	W2z	м/c		326,497
8	Число Маха		--		0,881
9	Угол выхода потока	2z	град.		27,322
10	Конструктивный параметр	Dcpzlлz			0,618
11	Конструктивный параметр	z		принимается	3,000
12	Коэффициент разгрузки рабочей лопатки	р	--	принимается	0,730
13	Материал рабочих лопаток последней ступени и его характеристики: плотность допускаемые напряжения	л []р		принимается принимается принимается	ВТЗ-1 4500 1000
14	Проверка величины растяжения в корневом сечении	р			193,564
15	Коэффициент запаса прочности	к	--		5,166
16	Средний диаметр рабочего колеса	Dcpz	м		1,361
17	Длина рабочих лопаток последней ступени	lлz	м		0,454
18	Число оборотов турбины	nт	об/мин		4069
19	Корневой диаметр последней ступени	Dkz	м	Dcpz lлz	0,907
20	Степень реактивности последней ступени		--	принимается	0,5
21	Скоростная характеристика ступени	1	--		0,888
22	Коэффициент скорости сопловой решетки		--	принимается	0,960
23	Изоэнтропийный теплоперепад, срабатываемый в последней ступени	Hизz	Дж/кг		115,668

Выходной треугольник скоростей последней ступени по результатам предварительного расчета

Рис.1.7.1 Выходной треугольник скоростей последней ступени по результатам предварительного расчета

1.8 Предварительный расчет I ступени

1.8.1 Однокорпусная турбина и ТНД

Таблица 1.8.1

№	Наименование величины	Обозначение	Размерность	Расчетная формула	Численное значение
1	2	3	4	5	6
1	Корневой диаметр	DK1	м	0,06+DKz	0,967
2	Длина сопловой лопатки	lС	м	принимается	0,020
3	Длина рабочей лопатки (приблизительно)	lЛ	м	0,003+lС	0,023
4	Средний диаметр 1-й ступени	Dср1	м	DK1+lС	0,987
5	Окружная скорость	U1	м/c		210,283
6	Степень реактивности		--	принимается	0,100
7	Угол выхода потока из соплового аппарата в абсолютном движении	1	град.	принимается	10,000
8	Скоростная характеристика		--	принимается	0,492
9	Абсолютная скорость выхода из соплового аппарата	С1	м/c		427,404
10	Осевая проекция	С1u	м/c	С1cos1	420,911
11	Окружная проекция	С1z	м/c	С1sin1	74,218
12	Окружная составляющая скорости W1	W1u	м/c	С1uU1	210,628
13	Относительная скорость на входе в рабочую решетку	W1	м/c		223,322
14	Угол входа пара в рабочую решетку в относительном движении	1	град.		19,411
15	Коэффициент скорости сопловой решетки		--	принимается	0,950
16	Коэффициент скорости рабочей решетки		--	принимается	0,930
17	Располагаемый теплоперепад в сопловой решетке	hс	кДж/кг		101,204
18	Располагаемый теплоперепад на ступень	Низ	кДж/кг		112,449
19	Располагаемый теплоперепад в рабочей решетке	hл	кДж/кг	Низ	11,245
20	Относительная скорость на выходе из рабочей решетки	W2	м/c		250,173
21	Угол выхода потока из рабочей решетки в относительном движении	2	град.	1+(3…5)	13
22	Окружная составляющая скорости	W2u	м/c	W2cos2	243,761
23	Осевая составляющая скорости	W2z	м/c	W2sin2	56,277
24	Окружная составляющая	C2u	м/c	W2uU1	33,478
25	Осевая составляющая	С2z	м/c	W2z	56,277
26	Абсолютная скорость выхода из рабочей решетки	C2	м/c		65,482
27	Угол выхода потока из рабочей решетки в абсолютном движении	2	град.		59,252
28	Параметры пара в точке А1t	i1t	кДж/кг		3156
		S1t	кДж/кг.град		6,675
		P1t	МПа	по i-S диаграмме	4,070
29	Потеря энергии в сопловом аппарате	qc	кДж/кг	(12) hc	9,867
30	Параметры пара в точке А1	i1	кДж/кг		3166
		Р1	МПа	P1t	4,100
		1	м3/кг	по i-S диаграмме	0,069
		t1	С	по i-S диаграмме	380,270
		S1	кДж/кг.град	по i-S диаграмме	6,691
31	Степень впуска в сопловом аппарате	1	--		0,160
32	Параметры пара в точке А2t	S2t	кДж/кг.град		6,675
		i2t	кДж/кг		2943
		P2t	МПа	по i-S диаграмме	1,760
33	Потеря энергии в рабочей решетке	qл	кДж/кг		4,888
34	Параметры пара в точке		кДж/кг.град	S1	6,691
			МПа	P2t	1,760
			кДж/кг	по i-S диаграмме	2950
35	Параметры пара в точке А2	i2	кДж/кг		2955
		P2	МПа	P2t	1,760
		S2	кДж/кг.град	по i-S диаграмме	6,699
		t2	С	по i-S диаграмме	267,210
		2	м3/кг	по i-S диаграмме	0,134
36	Степень впуска на рабочей решетке	2	--		0,357
37	Потеря энергии с выходной скоростью	q2	кДж/кг		2,144
38	Окружные потери	qu	кДж/кг	qc+qл+q2	16,899
39	Окружной теплоперепад	hu	кДж/кг	Hизqu	95,55
40	Окружная работа	lu	кДж/кг	U1(С1uC2u)	95,55
41	Погрешность расчета		--		0
42	Окружной К.П.Д.	u	--		0,85
43	Показатель изоэнтропы (адиабаты) для перегретого пара	k	--	принимается	1,290
44	Скорость звука за сопловой решеткой	а1	м/c		604.103
45	Скорость звука за рабочей решеткой	а2	м/c		551.574
46	Числа Маха: за сопловой решеткой за рабочей решеткой	МС1 MW2	-- --		0.704 0.454
47	Подбор профилей лопаток: сопловая решетка рабочая решетка			[2] [2]	C-9012A P-2314A



Рис.1.8.1 Эскиз I ступени.

1.9 Расчет числа ступеней и габаритов турбины

Таблица 1.9

№	Наименование величины	Обозначение	Размерность	Расчетная формула	Численное значение
1	2	3	4	5	6
1	Располагаемый теплоперепад в турбине	Нат	кДж/кг	из пункта 1.2	1032
2	Располагаемый теплоперепад в 1-й ступени	Низ1	кДж/кг	из пункта 1.4	112,449
3	Располагаемый теплоперепад в последней ступени	Низz	кДж/кг	из пункта 1.3	115,668
4	Средний теплоперепад на ступень	Низср	кДж/кг		114.059
5	Внутренний К.П.Д. турбоагрегата	i	--	из пункта 1.2	0.800
6	Ориентировочное число ступеней		--		9.048
7	Коэффициент возвращенного тепла	R	--		1.066
8	Число ступеней в однокорпусном турбоагрегате и ТНД	z	--		10
10	Средне расчетный теплоперепад на ступень	Низср.p	кДж/кг		114.059
11	Разность теплоперепадов	Низ	кДж/кг	НизсрНизср.p	4.076
12	Расчетный теплоперепад на 1-ю ступень	Низ1p	кДж/кг	Низ1Низ	108.373
13	Расчетный теплоперепад на z ступень	Низzp	кДж/кг	НизzНиз	111.592
14	Средняя ширина ступени	Вср	м	0,03+(0,150,2)lлz	0.098
15	Длина проточной части турбины переднего хода двухпроточной	lтпх	м	2Всрz+	1.962
16	Длина турбоагрегата	l	м	3,5lтпх	6.867
17	Длина корпуса турбины	lк	м	2lтпх	3.924
18	Расстояние между центрами опор	lо	м	2,2lтпх	4.316
19	Масса корпуса турбоагрегата	Gm	кг

Подобные документы

• Проектирование судовой энергетической установки

  Проектирование систем, входящих в состав судовой энергетической установки, подбор оборудования систем. Определение расположения в машинном отделении подобранного оборудования судовой энергетической установки. Расчет основных параметров валопровода.
  
  дипломная работа [3,0 M], добавлен 19.06.2015
  

• Судовые ядерные энергетические установки. Трубопроводы и соединения для гидравлических систем

  Общая характеристика использования ядерных энергетических установок в морском транспорте. Обоснование выбора энергетической установки ледокола. Расчет мощности двигателя, турбины. Технология изготовления и монтажа трубопроводов системы гидравлики.
  
  дипломная работа [2,5 M], добавлен 16.07.2015
  

• Проектирование дизельной установки для лесовоза пр. 1590П

  Общая характеристика и назначение судовых энергетических установок, их принципиальные схемы. Разработка проекта судовой дизельной энергетической установки для лесовоза. Расчет топливной и смазочной систем, выбор дизель-генератора и другого оборудования.
  
  курсовая работа [3,7 M], добавлен 26.01.2014
  

• Энергетическая установка танкера дедвейтом 7000 т

  Выбор главного двигателя энергетической установки танкера. Анализ ресурсов и выбор схемы утилизации тепловых потерь двигателя. Выбор вспомогательного и утилизационного котла. Опреснительная установка, судовая электростанция. Монтаж оборудования установки.
  
  дипломная работа [2,3 M], добавлен 17.01.2015
  

• Проектирование судовой энергетической установки судна типа сухогруз

  Описание судовой энергетической установки лесовоза дедвейтом 13400 тонн. Расчет буксировочной мощности, судовой электростанции, вспомогательной котельной установки. Анализ эксплуатации систем смазки главного двигателя. Охрана труда и окружающей среды.
  
  дипломная работа [867,0 K], добавлен 31.03.2015
  

• Расчеты и составление схем систем судовых энергетических установок судов флота рыбной промышленности

  Разработка схемы систем энергетической установки судна флота рыбной промышленности с заданными параметрами. Расчёт топливной и масляной систем. Расчет системы охлаждения и сжатого воздуха. Объемный расход выпускных газов. Сечение газо-выпускной трубы.
  
  курсовая работа [2,2 M], добавлен 19.06.2014
  

• Монтаж судовых холодильных установок

  Изучение использования судовых ядерных установок. Обоснование выбора энергетической установки фрегата. Тепловой расчет двигателей. Описания схемы и принципа работы мобильной установки кондиционирования. Процесс монтажа холодильной машины в контейнер.
  
  дипломная работа [946,3 K], добавлен 16.07.2015
  

• Автоматика паротурбинной установки танкеров типа "Крым"

  Исследование паротурбинной установки танкеров типа "Крым" и разработка мероприятий по повышению ее надежности и эффективности. Основные свойства системы регулирования. Условия работы дизеля. Регулирование параметров цикла пар-конденсат судовой установки.
  
  курсовая работа [166,6 K], добавлен 25.01.2011
  

• Расчет систем энергетических установок

  Дизельные энергетические установки на речных транспортных судах. Выбор главных двигателей. Расчет элементов судовой передачи, систем энергетической установки. Система водяного охлаждения и сжатого воздуха. Топливная, масляная и газовыпускная системы.
  
  курсовая работа [117,8 K], добавлен 26.10.2015
  

• Спецификация парома-ледокола "Керченский-2"

  Судно, его устройство и оборудование, состав дедвейта. Описание конструкции корпуса, его днищевого набора в районе скулы и борта. Уход за корпусом судна. Судовые устройства и системы. Грузовые операции и грузовая отчетность. Судовая архитектура.
  
  отчет по практике [201,5 K], добавлен 20.12.2010
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам