Разработка и исследование системы удаления и дробления эрозионно-опасной влаги в ступенях паровых турбин тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.04.12, кандидат наук Усачев Константин Михайлович

• Усачев Константин Михайлович
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Усачев Константин Михайлович

Введение

Глава 1. Обоснование актуальности темы, анализ развития систем

влагоудаления, обзор литературных источников

1.1. Специфика влажнопаровых ступеней

1.2. Влияние влажности на экономичность работы ступеней турбин

1.3. Распределение влажности по высоте ступени

1.4 Эрозия элементов проточной части под действием влаги

1.5. Примеры эрозионного износа элементов проточных частей

1.6. Основные практические методы защиты от капельной эрозии

1.7. Обзор исследований структуры влажнопарового потока и сепарации

влаги из проточных частей паровых турбин

1.8. Влияние сепарации влаги на экономичность и надежность турбин

1.9. Частичное испарение и распыление влаги

1.10. Обзор развития технических систем удаления влаги из проточных

частей паровых турбин

1.11. Выводы по главе

Глава 2. Методика расчетно-аналитических и экспериментальных исследований

2.1. Описание расчетных моделей, применяемых при моделировании двухфазных течений в межлопаточных каналах

2.1.1. Описание модели Mixture

2.1.2. Описание модели DPM

2.1.3. Описание модели Eulerian Wall Film

2.1.4. Описание модели VOF

2.2. Описание оборудования для экспериментальных исследований моделей сопловых решеток

2.2.1. Тепловая схема экспериментальной установки

2.2.2. Система лазерной диагностики потоков «Полис»

2.2.3. Методика экспериментальных исследований моделей решеток

2.3. Выводы по главе

Глава 3. Описание объекта исследования, раcчеты эрозионной нагрузки

исследуемой ступени

3.1. Основные характеристики исследуемой последней ступени турбины мощностью 1200 МВт

3.2. Оценка эрозионной нагрузки исследуемой ступени

3.2.1. Оценка эрозионной стойкости исследуемой ступени по эмпирическим формулам

3.2.2. Методика расчета каплеударной нагрузки направляющих лопаток

3.2.3. Применение методики к исследуемой ступени

3.2.4. Оценка темпа эрозионного износа и импульсного давления на

основании выполненного расчета каплеударной нагрузки

3.3. Выводы по главе

Глава 4. Исследование и разработка комбинированной системы

внутриканальной сепарации и вдува перегретого пара в сопловые каналы

последней ступени паровой турбины мощностью 1200 МВт

4.1. Результаты расчетно-аналитического исследования сопловой решетки

4.1.1. Результаты расчета течения влажного пара и пленочного течения влаги по поверхностям лопаток

4.1.2. Результаты расчета сепарации пленки через щель

4.1.3. Результаты расчета вдува пара через щель

4.1.4. Результаты расчетных исследований модельной ступени

4.2 Результаты экспериментальных исследований модельной решетки

4.2.1. Результаты исследований вдува перегретого пара в каналы сопловой решетки

4.2.2. Результаты исследований внутриканальной сепарации

4.2.3. Результаты визуального анализа структуры капельного потока за сопловой решеткой при различных внешних воздействиях

4.2.4. Влияние вдува и сепарации на характеристики основного потока

4.3. Конструктивная схема комбинированной системы сепарации и вдува

перегретого пара

4.4. Исследования надежности диафрагмы с полыми лопатками

4.5. Оценка влияния комбинированной сепарации и вдува перегретого пара

на экономичность и эрозионную стойкость рабочих лопаток

4.6. Выводы и рекомендаци по главе

4.6.1. Результаты расчетных и экспериментальных исследований модельной сопловой решетки

4.6.2. Рекоментации по результатам разработки конструкции системы комбинированного влагоудаления для последней ступени турбины К-1200-6,8/50

4.6.3. Выводы по результатам исследований опытной диафрагмы с

полыми лопатками

Выводы по работе

Список используемой литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка и исследование системы удаления и дробления эрозионно-опасной влаги в ступенях паровых турбин»

Введение

В большинстве ступеней турбин насыщенного пара, а также в последних ступенях конденсационных турбин перегретого пара, процесс расширения происходит в области влажного пара. Таким образом, в этих ступенях рабочим телом является двухфазная среда. Жидкая среда во влажном паре может находиться в мелкодисперсном состоянии — в виде тумана, в крупнодисперсном состоянии — в виде капель и, наконец, в виде пленки, движущейся по твердым поверхностям профилей лопаток, стенок каналов, а также в виде струй, срывающихся с этих поверхностей. Элементы проточных частей турбин влажного пара и в первую очередь рабочие лопатки последних ступеней подвержены воздействию влаги, приводящему как к снижению экономичности ступеней, так и к эрозии элементов проточных частей.

Актуальность темы исследования связана с существующей тенденцией увеличения проходных площадей последних ступеней и, соответственно, увеличения длин рабочих лопаток.

Для защиты элементов проточных частей от эрозионного износа используются мероприятия, которые условно разделяются на пассивные и активные. К активным относятся конструктивные мероприятия, направленные на локальное снижение влажности в защищаемых зонах, уменьшение дисперсности влажной среды. В качестве наиболее эффективных из этих мероприятий следует выделить:

-увеличение осевых зазоров между венцами направляющих и рабочих лопаток, способствующее уменьшению дисперсности влаги в межвенцовом зазоре и уменьшению ударной составляющей скорости капель при соударении с рабочими лопатками;

-применение внутриканальной сепарации - удаление влаги с профильных поверхностей направляющих (сопловых) лопаток и соответствующее уменьшение расхода влаги через рабочий венец;

-применение вдува перегретого пара в каналы с целью разрушения пленок влаги, дробления и испарения капель;

-обогрев направляющих лопаток с целью уменьшения смачиваемости их поверхностей и предупреждения формирования пленок влаги, а также испарения капельной влаги;

Основные виды пассивных мероприятий

-наплавка на входные кромки рабочих лопаток пластинок из твердых сплавов;

-припайка или приварка к входным кромкам рабочих лопаток защитных накладок;

-электроискровое нанесение на лопатки из высокохромистой стали твердосплавного покрытия;

-закалка рабочих лопаток с нагревом токами высокой частоты; -электронно-лучевая закалка входных кромок;

-газотермическое нанесение на поверхность лопаток различных износостойких материалов;

-алмазное кластерное хромирование, наносимое гальваническим способом; -ионно-плазменное напыление;

Применение активных противоэрозионных мероприятий особенно актуально ввиду тенденции к дальнейшему увеличению проходных площадей последних ступеней паровых турбин в первую очередь за счет увеличения длин рабочих лопаток, увеличения диаметров последних ступеней, а соответственно и окружных скоростей на периферии рабочих лопаток. В настоящее время различными фирмами разработаны рабочие лопатки большой длины. Окружные скорости на периферии эксплуатируемых и проектируемых лопаток последних ступеней мощных паровых турбин достигают 750 м/с и более. Данный параметр в максимальной степени влияет на темп эрозионного износа. Обеспечить эффективную защиту лопаток для таких ступеней в течение достаточно длительного периода возможно только при условии комплексного использования активных и пассивных способов защиты.

Практические вопросы создания и совершенствования технических систем, направленных на борьбу с вредным влиянием влаги на работу паровых

турбин, прежде всего - с эрозионным износом лопаточного аппарата, решаются на основании исследований процессов возникновения и движения жидкой фазы в проточных частях, образования крупных капель и их воздействия на эрозию лопаток и экономичность турбин. В Советском Союзе такие исследования были начаты в БИТМ и ХТЗ и развиты в ЦКТИ, ЛПИ, МЭИ и на ЛМЗ, КТЗ, других научных организациях и заводах, и освещены в ряде монографий и в многочисленных статьях [19, 27, 29, 41, 72, 74].

Системы влагоудаления давно применяются практически всеми ведущими турбиностроительными фирмами [44, 51, 52, 73, 88].

Несмотря на большое число исследований и опытно-конструкторских работ, проблема создания эффективных систем снижения вредного влияния влаги остается актуальной в связи с увеличением длин лопаток и соответственно возрастанием эрозионной нагрузки. Внедрение систем, направленных на испарение или дробление влаги, сдерживается сложностью конструктивного выполнения таких систем и недостаточной экспериментальной и теоретической их проработкой.

Вышесказанное определяет важность рассматриваемой темы диссертационной работы.

Цель работы: разработка и исследование характеристик системы удаления и дробления эрозионно-опасной влаги в ступенях паровых турбин.

Данная цель достигается на основе решения следующих задач:

1. Разработка научно обоснованной методики проектирования комбинированной системы удаления и снижения дисперсности влаги в проточной части влажнопаровых отсеков турбин.

2. Разработка конструкции сопловой решетки с сепарацией и вдувом перегретого пара для снижения влияния крупнодисперсной влаги на характеристики ступени влажнопаровой турбины.

3. Разработка методики и проведение расчетов траекторий движения и характера дробления крупнодисперсной влаги, сорванной с выходных

кромок направляющих лопаток, с целью прогнозирования и снижения эрозионного износа. Расчетное исследование структуры влажнопаровых потоков в модели периферийного сечения исследуемой ступени.

4. Проведение экспериментов с целью получения данных по влиянию на характеристики влажнопарового потока в сопловой решетке систем сепарации и вдува перегретого пара, а также комбинации этих систем, при различных значениях начальной влажности, перепадов давлений на щели сепарации и вдува перегретого пара. Верификация результатов расчетов.

5. Проверка надежности диафрагмы с полыми сопловыми лопатками.

Автором выполняется разработка и исследование принципиально повой комбинированной системы уменьшения вредного влияния влаги для последней ступени паровой турбины мощностью 1200 МВт с площадью паровыхода

Л

последней ступени 11,3 м . Отличительной особенностью исследуемой ступени является увеличивающееся от среднего сечения к периферии значение межвенцового зазора, а также применение саблевидных направляющих лопаток.

Научная новизна работы заключается в том, что на основе проведенных в настоящей работе исследований впервые выполнена разработка комбинированной системы активного снижения вредного влияния влажности для последней ступени мощных паровых турбин с рабочими лопатками длиной 1200 мм при скорости рабочих лопаток у периферии около 660 м/с с использованием сепарации влаги и вдува перегретого пара в сопловые каналы.

Практическая значимость работы заключается в том, что результаты проведенных исследований и рекомендации по размещению организации сепарации и вдува пара, результаты исследований по выбору параметров вдуваемого пара, по конструктивному оформлению последней ступени, по расчету траекторий движения и интенсивности дробления крупнодисперсной влаги, по расчету темпа эрозии рабочих лопаток могут быть использованы при

разработке и усовершенствовании систем удаления и дробления влаги для других ступеней с длинными рабочими лопатками.

Расчетно-аналитические исследования течения влажного пара в каналах направляющих лопаток проводятся с использованием наиболее современных математических методов, реализованных на базе программного пакета ОБО.

Экспериментальные исследования моделей периферийных сечений сопловой решетки выполнены на приготовленном влажном паре с реализацией процессов спонтанной конденсации, что является значительно более представительным вариантом исследований по сравнению с испытаниями на увлажненном воздухе, практикующимися рядом исследователей до настоящего времени.

Анализ эффективности разрабатываемых систем проводился на основе рекомендаций, приведенных в технической литературе и подтвержденных исследованиями и практикой эксплуатации.

Защищаются результаты исследований течения влажного пара в сопловых каналах исследуемой ступени, принципы выбора мест размещения элементов комбинированной системы сепарации и вдува перегретого пара, критерии параметров и расхода вдуваемого пара, рекомендации по проектированию конструкции комбинированной системы влагоудаления и дробления влаги, результаты прочностных исследований конструкций узлов паровой турбины с элементами системы влагоудаления.

Степень достоверности и обоснованность полученных результатов подтверждается отработкой методики экспериментальных исследований, тщательной тарировкой измерительной техники, удовлетворительным согласованием результатов в изученной области с другими исследованиями и практикой эксплуатации паровых турбин, широким привлечением при построении математических моделей результатов теоретических и экспериментальных исследований других авторов, применением в математических моделях функциональных зависимостей, полученных в натурных или максимально приближенных к ним условиях, апробированных

методик измерений и обработки опытных данных, сопоставлением результатов расчетов по разработанной методике с опытом эксплуатации турбин мощностью 200 ^ 300 МВт при изменении параметров перед турбиной.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованной литературы.

В главе 1 выполнен аналитический обзор работ МЭИ, ЦКТИ, ЛПИ, ЛМЗ и других фирм в области изучения влияния влажности на экономичность турбинных ступеней и надежность элементов проточных частей, в области исследований систем сепарации влаги и изучения влияния на эффективность данных систем термодинамических параметров и газодинамических характеристик ступеней. Приводится обзор патентной информации по конструкциям систем снижения вредного влияния влаги. Проведенный анализ показывает, что эффективность систем внутриканального влагоудаления в значительной степени зависит от значений Re, М1, и/с5, давления перед ступенью, значений перепадов давлений на сепарационные щели и отношения давлений за сепарационной щелью к давлению перед щелью, мест расположения сепарационных щелей на профилях направляющих лопаток. Эффективность систем вдува пара повышенных параметров в основной поток зависит от параметров вдуваемого пара и отношения давления вдуваемого пара к статическому давлению основного потока в месте вдува.

Обзор конструкций систем снижения вредного влияния влажности показывает отсутствие исследований комбинированных систем сепарации влаги с поверхностей профилей и вдува пара повышенных параметров в сопловые каналы. Проведенный обзор конструкций систем удаления, дробления и испарения влаги показывает значительное их разнообразие, во многих конструкциях предполагается применение полых направляющих лопаток. Имеются технические решения по вдуву греющего пара в проточную часть и исследования, показывающие перспективность данного способа.

Актуальным является вопрос о надежности конструкций с учетом технологических и эксплуатационных факторов.

На основании данных литературных источников и патентной информации были сформулированы цели и задачи настоящего исследования.

В главе 2 представлено описание математических моделей, использованных при расчетно-аналитических исследованиях сопловых решеток изучаемых ступеней - модели двухфазного потока, модели дискретной фазы, стимулирующей движение отдельных частиц влаги, модели течения тонкой пленки влаги, обтекаемой потоком, в свою очередь, содержащем дискретные частицы, модели движения двухфазной среды с резкими границами раздела фаз. Показана применимость данного математического аппарата к решению задач настоящей работы - определению характера движения влаги в потоке пара, осаждения влаги на профили лопаток, набухания и последующего срыва пленки, эвакуации влаги в сепарационные щели.

Важным достоинством применяемых математических моделей является возможность моделирования таких сложных процессов, как термодинамическое взаимодействие фаз и формирование зародышей капель влаги.

Также в главе 2 приводится описание экспериментальной установки "Контур влажного пара" МЭИ, на которой выполнялись экспериментальные исследования влияния внешних воздействий на влажнопаровой поток. Приведена тепловая схема пародинамического экспериментального стенда и краткое описание системы лазерной диагностики "Полис" а также методики обработки результатов, полученных методом трассерной визуализации с целью определения фактических скоростей капель в каждый момент их движения и далее характера рассогласования дискретной и несущей фаз.

Приводятся данные о приборах измерения давления и температуры.

В главе 3 приводится описание исследуемой ступени - последней ступени паровой турбины мощностью 1200 МВт с титановыми рабочими лопатками длиной 1200 мм. Обосновывается выбор данной ступени, как объекта

исследования. Описана разработанная методика расчета траекторий, скоростей и размеров капель влаги, образующихся при срыве пленки с выходных кромок направляющих лопаток. Приводятся основные уравнения, на которых строилась методика. Проверка методики проводилась путем сравнения результатов расчета с результатами исследований на модельной экспериментальной решетке. В главе 3 даны результаты этого сравнения. Приводится анализ каплеударной нагрузки рабочих лопаток исследуемой ступени, выполненный на основе расчета траекторий и дисперсности наиболее эрозионно-опасной влаги, сорванной с выходных кромок направляющих лопаток. Даны примеры графоаналитического анализа треугольников скоростей пара и капель влаги. Проводится оценка эрозионной опасности для входных кромок по критериям, используемым различными турбостроительными фирмами. Дана также расчетная оценка темпа эрозионного износа входных кромок рабочих лопаток исследуемой ступени. Выполнена расчетная оценка импульсного давления, возникающего при соударении капель с рабочими лопатками.

Результаты расчетов, приведенные в главе 3 практически используются при разработке конструкции комбинированной системы снижения вредного влияния влаги.

В главе 4 приводятся результаты расчета моделирования течения влажного пара в плоском пакете сопловых лопаток в трёхмерной постановке. По результатам расчета получено распределение основных параметров жидкой пленки, формируемой на поверхностях межлопаточного канала.

На основании полученных расчетов разработана схема расположения щелей сепарации и щелей вдува перегретого пара в сопловые каналы.

Разработана и изготовлена модельная сопловая решетка в масштабе 1:3,73.

Для предлагаемой конструкции выполнено моделирование процессов сепарации влаги с вогнутых поверхностей направляющих лопаток и моделирование процессов вдува перегретого пара. В результате расчетно-

аналитического исследования получены оптимальные значения перепадов давления на щели сепарации и щели вдува перегретого пара. Определен характер влияния вдува на среднеинтегральные потери в сопловой решетке. Определены линии тока вдуваемого пара, зависимость расхода вдуваемого пара от перепада давлений на щели вдува.

С учетом результатов расчетно-аналитического исследования выполнены экспериментальные исследования процессов сепарации влаги с вогнутых поверхностей направляющих лопаток и процессов вдува перегретого пара в сопловые каналы. Получены зависимости коэффициентов сепарации и коэффициентов эффективности сепарации от значений относительных перепадов давлений на сепарационные щели. Определен характер влияния расхода вдуваемого пара на размер капель влаги и коэффициенты скольжения влаги за экспериментальной решеткой. Приводится сравнительный анализ значений профильных потерь для различных видов внешних воздействий на поток.

В главе 4 также дано описание предлагаемой конструкции систем влагоудаления и вдува перегретого пара. Приводится принципиальная методика расчета параметров влажного пара в коммуникациях сепарации и подвода вдуваемого пара. Данный вопрос является важным с точки зрения обеспечения оптимальных для эффективности работы значений перепадов давлений на щели сепарации и вдува.

Приводятся данные о технологических и прочностных исследованиях, выполненных для оценки надежности диафрагм с полыми сварными направляющими лопатками. Данные исследования обусловлены тем, что для реализации мероприятий по сепарации и вдуву перегретого пара необходимо размещение внутри лопаток камер отвода влаги и камер подвода перегретого пара. Это неизбежно приводит к ослаблению силовой конструкции диафрагмы по сравнению с вариантом с телесными лопатками. Проведенные исследования подтвердили возможность выполнения тонкостенных лопаток для диафрагм последних ступеней. Приводятся рекомендации по проектированию основных

элементов ступеней с элементами сепарации и вдува перегретого пара с учетом правильного выбора материалов и технологии изготовления.

Выполнено расчетное исследование влияния работы комбинированной системы сепарации влаги и вдува перегретого пара на экономичность ступени и темп эрозионного износа рабочих лопаток.

В выводах по работе приводится обобщение результатов.

Глава 1 Обоснование актуальности темы, анализ развития систем влагоудаления, обзор литературных источников 1.1 Специфика влажнопаровых ступеней

В большинстве ступеней турбин насыщенного пара, а также в последних ступенях конденсационных турбин перегретого пара рабочим телом является двухфазная среда. Жидкая среда во влажном паре может находиться в мелкодисперсном состоянии — в виде тумана, в крупнодисперсном состоянии — в виде капель и, наконец, в виде пленки, движущейся по твердым поверхностям профилей лопаток, стенок каналов, а также в виде струй, срывающихся с этих поверхностей.

Конденсация в потоке начинается на молекулярном уровне в результате образования капель субмикронного размера. Отдельные капли, размером больше критического диаметра, определяемого степенью переохлаждения, являются центрами конденсации. При дальнейшем снижении параметров пара происходит скачок конденсации, сходный со скачком уплотнения. Скачки конденсации - сложный процесс, характер которых в значительной степени зависит от давления среды. При дозвуковых скоростях конденсация происходит главным образом в кромочных следах решетки (в осевом зазоре) и на поверхности рабочих лопаток. В кромочном следе, в центрах вихрей, срывающихся с выходной кромки профиля, имеется зона пониженной температуры. Перенасыщенный пар, попав в эту зону, бурно конденсируется. Образовавшиеся капли центробежными силами выносятся из вихря в ядро потока.

Расширение влажного пара в неподвижных решетках имеет следующие основные особенности:

-Расширение происходит с запаздыванием конденсации (переохлаждением). Переохлаждение может быть различным по обводу профиля и по шагу, а также по высоте канала.

-На входе в решетку пар может включать капли разного размера и имеющие скорости, различные по значению и направлению. При этом

внутри канала могут образовываться новые капли, может происходить испарение капель, их разрушение, переход в водяную пленку. -Траектории капель влаги в канале в общем случае отклоняются от линии тока основного потока. Капли диаметром до 5 мкм (условно называемые очень мелкими) следуют линиям основного потока и проходят без контакта с поверхностью направляющих лопаток (кроме узкой зоны погранслоя). Капли большего диаметра отклоняются от линий тока в степени, зависящей от их размера. Капли размером больше 50 мкм (условно называемые очень крупными) движутся через сопловой канал практически независимо от направления основного потока. При отсутствии просвета эти капли полностью попадают на вогнутую поверхность лопатки.

- На поверхности профиля направляющей лопатки и торцевых стенках каналов образуется водяная пленка, с поверхности пленки срываются капли, при ударе капель о пленку может происходить выброс влаги в поток.

- В канале происходит тепломассообмен и трение между фазами.

- Водяная пленка, движущаяся вдоль твердой стенки, может быть, как с гладкой, так и с волнообразной поверхностью.

1.2. Влияние влажности на экономичность работы ступеней турбин

При течении влажного пара, потери возрастают по сравнению с течением перегретого пара. Основные причины этого:

а) Потери на трение в водяной пленке и парокапельном погранслое.

б) Потери вследствие затрат энергии потока на разгон капель влаги.

в) Увеличение кромочного следа, дробления влаги при сходе с выходных кромок, завихрения потока при этом.

г) Переохлаждение пара.

д) Потери в скачках конденсации при некоторых режимах течения.

е) Интенсификация вторичного течения с участием жидкой фазы.

ж) Уменьшение располагаемого теплоперепада из-за нереализации фазовых переходов.

з) Ударное тормозящее воздействие капель воды на рабочие лопатки из-за различного направления векторов скорости пара и влаги.

и) Скачкообразное выделение влаги в проточной части при срабатывании больших теплоперепадов.

к) Уменьшение массы пара, совершающего работу, вследствие конденсации.

л) Перераспределение параметров в межлопаточных каналах, в зазоре между направляющими и рабочими лопатками, а также за ступенью. В частности, увеличение влажности приводит к увеличению степени реактивности, что в свою очередь приводит к увеличению протечки через радиальный зазор.

м) Изменение формы сопловых и рабочих лопаток под действием эрозии.

Потери на разгон влаги зависят от начальной влажности, отношения —

Потери на удар капель влаги о рабочие лопатки пропорциональны степени влажности и растут с увеличением отношения и уменьшением коэффициента скольжения [74]. Суммарные потери от крупнодисперсной влаги (коэффициент

и

скольжения V <<1) при — = 0,5 в 1,5 - 2 раза больше, чем потери от влажности с мелкодисперсной влагой (коэффициент скольжения V =1).

Согласно [74] в зоне оптимальных — основную долю потерь составляют

потери на разгон пленок и капель, а также на их дробление. На втором месте по значимости стоят потери на удар капель о рабочие лопатки. Данный баланс потерь необходимо учитывать при выборе принципиальной схемы влагоудаления.

В работе [55] приводится следующая формула для определения термодинамических потерь, возникающих при скачках конденсации и в результате теплообмена между фазами

= -^-(Ау1АТСр1 + Лу2ЛТСр2), (1.1)

где г - скрытая теплота фазового перехода, ЛТср1 и ЛТср2 — значения переохлаждений пара в рабочих и направляющих лопаток, Ау± и Лу2 -изменение степени влажности в направляющих и рабочих лопатках.

Механические потери, включающие потери на разгон капель влаги и на удар о рабочие лопатки определяются согласно [73] по формуле;

AVвл

oí _

•Sí

(1 - Уо)(1 - <рр) + 6уо^р(1 - v) Q2], (1.2)

JV

•loi

где

(1-Уо)—2ууоф2(1-р)

Рр =

2Г* -м0.5

(1.3)

(1-Уо)

Здесь: р - коэффициент скорости, ра^чи^нный без учета влажности, у0 — степень влажности на входе в ступень, V - коэффициент скольжения (отношение скорости капли к скорости потока), р - степень реактивности.

Снижение КПД под влиянием периферийных влагоулавливающих устройств определяется по формуле

= -А), (1.4)

где х - опытный коэффициент, равный 1,1-1,2, р-коэффициент скорости, рг-степень реактивности. Коэффициент потерь £ определяется по формуле

£ = (1 + — )(1 - m>S[0,021(1 + m) + 0,015(1 - m)], (1.5)

d

~F~ s ck

где S =—:-; m=—; с1иск- скорости пара соответственно в потоке и в камере;

1 sin Ci

l - высота направляющей лопатки; S - ширина входного участка влагоулавливающего элемента; а1- угол выхода потока на периферии ступени.

В работе [44] приводится полуэмпирическая формула для расчета потерь от влажности, разработанная МЭИ:

и

С = 2-[0,9у0 + 0,35(у2 -у,)]; (1.6)

Рекомендуется также упрощенная формула:

4 = а Уо + У2 , (1.7)

~ вл ^

где а=0,8 - 0,9.

В работе [73] приводится формула для расчета снижения внутреннего относительного КПД, связанного с влиянием влажности.

АЛо1 = 2 - (0,15уо + 0,3 Ау' ) (1.8)

0

где Ау' - увеличение влажности в сопловом аппарате, Ивл - теплоперепад на ступень с учетом влажности.

Имеются данные об исследованиях разных организаций по исследованию влияния влажности на снижение КПД ступеней большой веерности. Приведем некоторые из этих данных применительно к актуальной для исследуемой в настоящей работе ступени средней степени влажности, равной 7%. Согласно результатам исследований, проведенных в МЭИ на модельной ступени с длиной рабочих лопаток 212 мм и степенью веерности 2,7 снижение КПД достигает 6% [29]. По результатам испытаний ЛПИ, проведенных для первой ступени двухвальной турбины с искусственным созданием влажности, длиной рабочих лопаток 126 мм и степенью веерности 4,7 снижение КПД при средней влажности 7% составляет около 7,5% [61]. Для модельного отсека (масштаб 1/3) ЦНД турбины ВКТ-100 (ХТЗ) с лопатками длиной 247 мм и степенью веерности 2,8 получено снижение КПД при средней степени влажности 7%, равное 6,5% [62]. При исследованиях на натурном стенде ЦНД турбины ЛМЗ К-300-240 средней степени влажности 7 % соответствовало снижение КПД, равное около 5% [23].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Усачев Константин Михайлович, 2019 год

Список используемой литературы

1 Абрамов Ю.И., Силин А.В. Образование крупнодисперсной влаги на выходных кромках сопловых аппаратов турбин влажного пара//Теплоэнергетика. 1977. №12. С. 31 - 35.

2 Аверкина Н.В., Качуринер, Ю.Я., Орлик В.Г., Сухарев Ф.М., Филаретов М.А. Опыт промышленного применения обогрева направляющих лопаток для снижения эрозии влажно-паровых турбинных ступеней// Электрические станции. - 2004. №2. C 24 - 28.

3 Аверкина Н.В., Долгоплоск Е.Б., Качуринер, Ю.Я., Орлик В.Г. Особенности эрозионного износа рабочих лопаток последних ступеней мощностью 300 МВт и выше // Теплоэнергетика. 2001. №11. С 34 - 40.

4 А. с. СССР. SU189446. Б 01 D 25/32. 30.11.1966. Направляющий аппарат турбинной ступени. Заявитель Центральный котлотурбинный институт им. И.И. Ползунова.

5 А. с. СССР на изобретение SU 273214. Б 01 D 25/32. 01.01. 1970. Направляющий аппарат турбинной ступени. Заявитель ЛПИ.

6 А. с. СССР SU283237. Б 01 D 25/32. 06.10.1970.Турбинная ступень для работы на влажном паре. Заявитель Н.Н. Ермашов.

7 А. с. СССР SU300641. F 01 D 25/32. 7.04.1971.Турбинная ступень для работы на влажном паре. Сопловая лопатка турбомашины. Заявитель ЛПИ.

8 А. с. СССР SU354166. F 01 D 25/32. 09.10.1972. Направляющая лопатка турбомашины. Заявитель А.Л. Беркович и др.

9 А. с. СССР SU295484. Б 01 D 25/32. 24.11.1972. Направляющий аппарат турбинной ступени. Заявитель А.Л. Беркович и др.

10 А. с. СССР SU332224. Б 01 D 25/32 14.03.1972. Влагоулавливающее устройство. Заявитель ЛПИ.

11 А. с. СССР SU411763. F 01 D 25/32. 05.07.1976. Диафрагма турбинной ступени. Заявитель Ю.Ф. Косяк и др.

12 А. с. СССР SU848707. Б 01 D 25/32. 23.07.1981. Направляющая лопатка паровой турбины. Заявитель В.А. Хаимов и др.

13 А. с. СССР на изобретение 8Ш052678. Б 01 В 25/32 1983. Ступень влажнопаровой турбины. Заявитель: Ленинградский кораблестроительный институт.

14 А. с. СССР на изобретение 8И996735. Б 01 В 25/32 15.02.1983. Направляющий аппарат влажнопаровой турбины. Заявитель:Ленинградский политехнический институт .

15 А. с. СССР на изобретение 8Ш386719. Б 01 В 25/32 07.04.1988. Направляющий аппарат осевой турбины. Заявитель: Харьковский политехнический институт.

16 А. с. СССР на изобретение 8Ш94106. Б 01 В 25/32 07.04.1988. Направляющий аппарат турбинной ступени.

17 А. с. СССР БШ32244. Б 01 В 1991. Отсек паровой турбины. Заявитель: Производственное объединение "Харьковский турбинный завод" им. С.М. Кирова, Харьковский политехнический институт и Харьковский институт механизации и электрификации сельского хозяйства.

18 Агафонов Б.Н., Амелюшкин В.Н. Особенности эрозионного износа рабочих лопаток последней ступени турбины К-210-130 // Электрические станции. 2000. №9. С. 12-14.

19 Амелюшкин В.Н. Эрозия лопаток паровых турбин: прогноз и предупреждение. Санкт-Петербург. : Энерготех, 2000. 70 с.

20 Быстрицкий Н.Д. Диафрагмы паровых турбин. Киев.: Машгиз. 1954.

162 с.

21 Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. М.: Наука. 1972. 720 с.

22 Венедиктов В.Д. Газодинамика охлаждаемых турбин. М.: Машиностроение. 1990. 240 с.

23 Волчков В.И. Исследования проточной части низкого давления мощных паровых турбин на натурном стенде: Автореф. дис. канд. техн. наук. Л. 1974.

24 Волчков В.И., Кириллов И.И. Исследование течения пристенной влаги в диафрагме последней ступени цилиндра низкого давления // Теплоэнергетика. 1982. №10. С. 41 - 43.

25 Гаврилов И.Ю., Попов В.В., Сорокин И.Ю., Тищенко В.А., Хомяков С.В. Методика безконтактного определения средних размеров эрозионно-опасных капель в полидесперсном влажно-паровом потоке // Теплоэнергетика. 2014. №8. С. 39 - 46.

26 Горбунов В.Н., Пирумов У.Г., Рыжов Ю.А. Неравновесная конденсация в высокоскоростных потоках газа. М: Машиностроение. 1984. 200 с.

27 Грибин В.Г., Коршунов Б.А., Тищенко А.А. Исследование внутриканальной сепарации влаги в турбинных сопловых решетках // Теплоэнергетика. 2010. №9 С. 17 - 20.

28 Дейч М.Е., Трояновский Б.М. Исследования и расчеты ступеней осевых турбин. М.: Машиностроение. 1964. 626 с.

29 Дейч М.Е., Филиппов Г. А. Газодинамика двухфазных сред. М.: Энергоиздат. 1981. 472 с.

30 Дейч М.Е., Филиппов Г. А. Двухфазные течения в элементах теплоэнергетического оборудования. М: Энергоатомиздат. 1987. 328 с.

31 Дейч М.Е. Газодинамика решеток турбомашин. М. Энергоатомиздат. 1996. 528 с.

32 Дорогов Б.С. Эрозия лопаток в паровых турбинах. М.-Л.: Энергия. 1965. 96 с.

33 Земзин В.Н. Сварные конструкции паровых и газовых турбин. М.: Машгиз. 1962. 224 с.

34 Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. М.: Машиностроение. 1992. 672 с.

35 Качуринер Ю.Я., Лапин Н.В., Шкляр В.А., Марков К. Я. Исследование структуры влажного пара и внутриканальной сепарации влаги в паровых турбинах // Теплоэнергетика. 1988. №4 С.18 - 21.

36 Кириллов И.И., Носовицкий А.И., Шпензер Г.Г. Некоторые вопросы снижения эрозии влажнопаровых ступеней // Теплоэнергетика. 1970. №4. С. 2427.

37 Кириллов И. И., Фаддеев И.П., Циглер Х.Х. Экспериментальное исследование плоских решеток профилей на влажном паре // Известия вузов. Энергетика. 1966. №5. С. 54-59.

38 Кириллов И. И. и др. Исследования влагоудаления на моделях ступеней мощных паровых турбин // Труды ЛПИ. Энергомашиностроение. 1969. №310.

39 Кириллов И.И., Носовицкий А.И., Амелюшкин В.Н., Шубенко А.Л., Наумчик Б.В. Возможности внутриканальной сепарации в ступенях ч.н.д. паровых турбин // Энергомашиностроение. 1966. №11. С. 14-15.

40 Кириллов И.И., Шпензер Г.Г. Проблемы влагоулавливания и влагоудаления в проточной части паровой турбины // Теплоэнергетика. 1993. №3. С. 22-24.

41 Кириллов И. И., Яблоник Р.М. Основы теории влажнопаровых турбин. -Л.: Машиностроение. 1968. 264 с.

42 Кириллов Н. Г., Архипов А.Г., Агафонова Н.П., Амелюшкин В.Н. Снижение эрозии входных кромок рабочих лопаток последних ступеней паровых турбин // Электрические станции. 1998. №9.

43 Костюк А.Г. Динамика и прочность турбомашин. М.: Издательство МЭИ. 2007. 476 с.

44 Костюк А.Г., Фролов В.В., Булкин А.Е., Трухний А.Д. Паровые и газовые турбины для электростанций. М.: Издательский дом МЭИ. 2008. 556 с.

45 Косяк Ю. Ф. и др. Исследования влагоулавливающих устройств турбинных ступеней низкого давления // Энергомашиностроение. 1965. №9. С. 1012.

46 Косяк Ю. Ф. и др., Определение системы влагоудаления проточной части низкого давления. М.: НИИИНФОРМТЯЖМАШ сер. Паротурбостроение. 3-67-7.

47 Косяк Ю. Ф. и др., Исследование сепарации влаги в ЦВД турбины К-220-44. Теплоэнергетика. 1978. №6. С. 9-12.

48 Косяк Ю. Ф., Нахман Ю. В., Зильбер Т.М., Определение эффективности системы влагоудаления в проточной части низкого давления. -М.: НИИИНФОРМТЯЖМАШ сер. Паротурбостроение. 3-67-7.

49 Лагерев А.В. Вероятностная теория механической эрозии. М.: Машиностроение-1. 2004. 343 с.

50 Мосенжник Б.Ю. Разработка и исследование конструкций направляющих аппаратов с устройствами для интенсификации дробления влаги в целях борьбы с эрозией рабочих лопаток последних ступеней мощных паровых турбин: дис. канд. техн. наук. СПб. 2004. 181 с.

51 Назаров В. В., Усачев К. М. Основные направления развития конструкции систем внутриканального удаления и дробления влаги в проточных частях влажнопаровых турбин. Часть 1. // Тяжелое машиностроение. 2014. №7. С. 13 - 17.

52 Назаров В. В., Усачев К. М. Основные направления развития конструкции систем внутриканального удаления и дробления влаги в проточных частях влажнопаровых турбин. Часть 2. // Тяжелое машиностроение. 2014. №8. С. 17 - 22.

53 Нигматулин Р.И. Основы механики гетерогенных сред. М.: Наука. 1973. 336 с.

54 Никитина И.К. Справочник по трубопроводам тепловых электростанций. М.: Энергоатомиздат. 1983. 176 с.

55 Носовицкий А.И., Шпензер Г.Г. Газодинамика влажнопаровых ступеней. Л.: Машиностроение. 1977. 184 с.

56 Патент ЯШ267617. Б 01 D 25/32. 10.01. 2006. Способ удаления влаги из каналов направляющего аппарата влажнопаровой турбинной ступени. Патентообладатель Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И.И. Ползунова".

57 Патент ЯИ 2392451 РФ. Б01В 25/32/ 20.06.2010. Лопатка сопловой решетки влажнопаровой турбины. О.И. Назаров и др.

58 Патент RU 2569789 РФ. F01D 25/32/ 27.11.2015 Последняя ступень влажнопаровой турбины. А.С. Лисянский, К.М. Усачев.

59 Патент ЯИ 2614316 РФ. Б01В 25/32 24.03.2017 Последняя ступень паровой турбины. А.С. Лисянский, К.М. Усачев, С.Б. Ананьина.

60 Смыслов А.М., Селиванов К.С. Повышение долговечности деталей машин в условиях фреттинга. Уфа.: Гилем. 2005. 180 с.

61 Соболев С.И., Зильбер Т.Н., Нахман Ю.В., Косяк Ю.Ф. Некоторые результаты исследования работы ступеней низкого давления паровых турбин // Теплоэнергетика. 1965. №9. С. 56-60.

62 Терентьев И. К., Ермашов Н.Н. Влагоудаление в паровых турбинах. М.: НИИИНФОРМТЯЖМАШ сер. Паротурбостроение, 3-70-13.

63 Троицкий А.Н., Игнатьевская Л.А., Федоров А.С. Волновые характеристики пленки на сопловой лопатке при нестационарном обтекании // Теплоэнергетика. 1988. №3. С. 63 - 66.

64 Троицкий А.Н., Агапов Р.В. Исследование образования жидких пленок на сопловых лопатках турбинной ступени в области малых значений степени влажности // Теплоэнергетика. 2010. №9. С. 47 - 53.

65 Трояновский Б.М. Турбины для атомных электростанций. М.: Энергия. 1978. 232 с.

66 Усачев К. М., Миклуш А. С. Принципы изготовления сварных заготовок диафрагм с учетом их геометрических характеристик // Технология металлов. 2013. №5. С. 45 - 48.

67 Усачев К. М., Миклуш А. С. Мероприятия по снижению эрозионного износа элементов металлических конструкций // Технология металлов. 2013. №5. С. 49 - 52.

68 Усачев К.М. Вдув перегретого пара в каналы сопловых решеток влажнопаровых турбин // Сборник статей по материалам ХХШ-ХХТУ

международной заочной научно-практической конференции "Научная дискуссия: вопросы технических наук". М. 2014.

69 Усачев К.М. Каплеударная нагрузка длинных рабочих лопаток ступени влажнопаровой турбины // Сборник статей по материалам XXIII-XXIV международной заочной научно-практической конференции "Научная дискуссия: вопросы технических наук". М. 2014.

70 Усачев К.М. Вдув перегретого пара в каналы сопловых решеток влажнопаровых турбин как способ повышения эффективности и эрозионной стойкости // Сборник статей по материалам XX научно-технической конференции "Энергетика: эффективность, надежность, безопасность". Томск. 2014.

71 Усачев К.М., Смыслов А.М., Бердин В.К., Никитин В.Б. Опыт изготовления и испытания крупногабаритной сварной диафрагмы паровой турбины с полыми направляющими лопатками // Международная конференция "Электронно-лучевая сварка и смежные технологии" Национальный исследовательский университет "МЭИ" 17 - 20 ноября 2015 г. Сборник материалов и докладов. М.: Издательство МЭИ. 2015 г.

72 Фаддеев И.П. Эрозия влажнопаровых турбин. Л.: Машиностроение, 1974. 208 с.

73 Филиппов Г.А., Поваров О.А. Сепарация влаги в турбинах АЭС. М.: Энергия. 1980. 320 с.

74 Филиппов Г.А., Поваров О.А., Пряхин В.В. Исследования и расчеты турбин влажного пара. М.: Энергия. 1973. 232 с.

75 Филиппов Г.А., Грибин В.Г., Лисянский А.С., Тищенко А.А., Гаврилов И.Ю, Тищенко В.А. Экспериментальное исследование влияния начальной влажности на распределение параметров эрозионно опасной жидкой фазы за сопловой турбинной решеткой // Вестник МЭИ, 2013. №1. С. 24 - 29.

76 Шкопек Я. Исследование влагоудаления в направляющем аппарате турбины в условиях эксплуатации // Prace IMP. 1969. №42-44.

77 Яблоник Р. М., Лагерев В.В. Некоторые результаты экспериментально исследования внутриканальной сепарации влаги // Известия вузов. Энергетика. 1967. №5. C. 77-82.

78 Byeong-Eun Lee, Kap-Jong Riu, Se-Huin Shin, Soon-Bum Kwon. Development of water droplet erosion model for large steam turbine blades // KSME journal. Vol.17 №1, pp.114-121. 2003.

79 Engel O.G. Water drop collisions with solid surfaces. // J.of Research of the Nat. Bur. St. 1955. v. 54. №5.

80 Etude et prevision de l'erosion das les derniers etages b. p. // "Alstom Belfort", TT-71-61, 15 p.

81 Filippov G., Gribin V., Tishchenko A., Gavrilov I., Tishchenko V. Experimental studies of wet-steam polydisperse flows in turbine blade cascades // Baumann Centenary Conference: Тез. докл. международной конф. Cambridge. 2012. 1CD.

82 Gribin V.G., Lisyansky A.S., Tischenko A.A., Nekrasov A.L., Usachev K.M. An experimental study of influence of steam injection on the profile surface on the turbine nozzle cascade performance // ASME Turbo Expo 2014: Тез. докл. международной конф. Düsseldorf. 2014.

83 Grübel M., Starzmann J., Schtaltz M., Eberle T., Vogt D.M. Two-phase flow modeling and measurements in low-pressure turbines- part II: turbine wetness measurement and comparison to CFD-predictions // 2014. ASME GT2014-25245

84 Harris F. Problems, posed by wet-steam turbines in nuclear power plants // J. of Science and Technology. 1969. №3. p. 150-158.

85 Hohl R. Sattdampfturbinen fur Kernkraftwerke // "Escher -Wyss Mitt.". 1967. №1.

86 Kaneko Y., Ooyama H., Yamashita H. Analisis and fabrication test of damping characteristics of steam turbine hollow vane with friction dampfer // ASME Turbo Expo: Тез. докл. международной конф. Düsseldorf. 2014.

87 Krzyzanowski J. Erosionsprobleme von Hochleistungdampfturbinen // Brennstoff-Warme-Kraft. 1977. №24. S. 27-31.

88 Leyzerovich A.S. Wet-steam turbines for nuclear power plants. PenWell.

89 Mack M., Niehuis R., Fiala A.Guendogdu Y. Boundary layer control on a low pressure turbine blade by means of pulsed blowing // ASME Turbo Expo 2012: Тез. докл. международной конф. Copenhagen. 2012.

90 Mercan B., Ostovan Y., Dogan, Uzol O. Experimental investigation of the effect of wafeform tip injection in a low pressure turbine cascade // ASME Turbo Expo 2012: Тез. докл. международной конф. Copenhagen. 2012.

91 Moore M. J., Sieverding C.H. Two-phase steam flow in turbine and separators. Washington. McGrow-Hill Book Co. 1976.

92 Pat. GB 316381. F 01 D 25/32. 1.08.1929. Improvements relating to elastic fluid turbines. Applicant KARL BAUMAN and VICKERS ELECTRICL CO.

93 Pat. US2362831. F 01 D 25/00. 14.11.1944. Elastic fluid turbine. Applicant H. Kraft.

94 Pat. FR 1393506 F 01 D 25/32 12.02.1964. Procédé pour obtenir un meilleur fonctionnement des turbines à vapeur, et aube deturbines à vapeur pour la mise en oeuvre de ce procédé. COMPAGNIE ELECTROMECHANIQUE (FR).

95 Pat. GB995643. F01D 5/18. 23.08. 1965. Improvements in or relating to multistage steam turbines and installations thereof. Applicant LICENTIA GMBH (DE).

96 Pat. CH426883. F 01 D 5/18. 3.12.1966. Entwässerungseinrichtung an der niederdruckstufe einer dampfturbine. Applicant ELIN UNION AG (AT).

97 Pat. GB1401176. F01D 5/08. 16.07. 1975. Steam turbine installation. Applicant AKHTAR M S.

98 Pat. EP 0726384. F01D 25/32. 14.08.1996. Stator blade for steam turbines. Applicant ABB RESEARCH LTD (CH).

99 Pat. EP 0863296. F01D 5/18. 09.09.1998. Guide vane for steam turbines. Applicant ABB RESEARCH LTD (CH).

100 Pat. EP 1091094. F01D 25/32. 1999. Steam turbine stationary blade. Applicant Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. (JP).

101 Pat. EP 1 156 189 A1. F 01 D 25/32. 21.11. 2001. Turbine blade, turbine and operating method of a turbine. Applicant SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (DE).

102 Pat. EP 1780379. F01D 5/28. 02.05.2007 Steam turbine and hydrophilic coating material used therefor. Applicant Kabushiki Kaisha Toshiba (JP).

103 Pat. US7422415. F 03 B 11/00.09.09. 2008 Airfoil and method for moisture removal and steam injection. Applicant General Electric Company (US).

104 Ping-Ping Chen, Wei-Yangn Qiao, Pu-Wei Wang Numerical investigation of the jet-flaps in a transonic turbine cascade with subsonic operating conditions // ASME Turbo Expo 2012: Тез. докл. международной конф. Copenhagen. 2012.

105 Schuerhoff J., Ghicov A., Sattler K. Advanced water droplet erosion protection for modern low pressure steam turbine steel blades // ASME Turbo Expo 2015: Тез. докл. международной конф. Monreal. 2015.

106 Stazmann J., Casey M., Mayer J., Sieverding F. Wetness loss prediction for a low pressure steam turbine using CFD //Тезисы доклада конференции "Baumann Centenary Conference". Cambridge. 2012.

107 T. Tsucuda, H. Sato, D. Nomura, S. Kawasaki, N. Shibukawa. 2014, "An experimental investigation of thermal wetness loss in the full scale size low pressure turbine". ASME GT2014-26012

108 Watanabe E., Tanaka Y., Ooyama H., Satsuki H., Tsutsumi M., Tabata S. Basic research of wetness effects in a steam turbine - experimental investigation using turbine cascade tests // Turbine Technical Conference and Exposition: Тез. докл. международной конф. San Antonio. 2013.

109 Wyler J.S., Desai K.J. Moisture measurement critical to performance improvements in low steam turbines can be made a new // Industrial Research Developments. 1978. Vol. 20, №6. Pt 11. P. 135-141.

Условные обозначения

а1-угол выхода пара из направляющего аппарата в - отношение удельных объемов 5 - толщина погранслоя

е - отношение давления в потоке к давлению вдуваемого пара а- поверхностное натяжение жидкости

С- коэффициент профильных потерь в направляющих лопатках П - кпд

0- коэффициент разгона капель в потоке пара (газа) ц- динамическая вязкость пара, коэффициент расхода у-коэффициент скольжения

- коэффициент гидравлического сопротивления п - отношение давления в камере сепарации к давлению в потоке р- плотность пара р'- плотность жидкости

рт-термодинамическая степень реактивности турбинной ступени Тр- время дробления капли

ф- коэффициент скорости направляющего аппарата

коэффициент эффективности сепарации ¥2- коэффициент сепарации

¥3- коэффициент утечки пара через влагоотводящие щели Ак - площадь поперечного сечения капли Ь1-хорда направляющей лопатки

Ь2- хорда рабочей лопатки

с1- скорость пара на выходе из направляющего аппарата

ск- скорость капель

ёк- диаметр капель

Е - критерий эрозионного износа

Б1- площадь сопловых каналов

Ов- расход пара (газа) на выдув

0 - расход пара через ступень И - толщина пленки жидкости

И - энтальпия на входе в сопловую решетку

- энтальпия на выходе из сопловой решетки Кп - критерий Кнудсена

11- высота направляющей лопатки

12- высота рабочей лопатки

М1Г критерий Маха по теоретической скорости за направляющим аппаратом т- массовый расход р- давление пара Рг - критерий Прандтля Яе- критерий Рейнольдса г- радиус капель 1- время, шаг решетки 1* - время дробления капли температура насыщения пара

1 - относительный шаг

Т- абсолютная температура пара

We- критерий Вебера

Wr -критерий каплеударной нагрузки

Wk - критерий каплеударной нагрузки при длительной работе u- окружная скорость рабочих лопаток V- удельный объем пара

wR- скорость капель в относительном движении на входе в рабочие лопатки

w' - скорость соударения капель рабочими лопатками

y0- степень влажности перед ступенью

z- координата вдоль шага решетки

Сокращения

БИТМ - Брянский Институт Транспортного Машиностроения

КВП - контур влажного пара

КПД - коэффициент полезного действия

КТЗ - Калужский Турбинный Завод

ЛКИ - Ленинградский Кораблестроительный Институт

ЛМЗ - Ленинградский Металлический Завод

ЛПИ - Ленинградский Политехнический Институт

МЭИ - Московский Энергетический Институт

ХПИ - Харьковский Политехнический Институт

ХТГЗ - Харьковский Турбогенераторный Завод

ЦКТИ - Центральный Котлотурбинный Институт

ЦНД - цилиндр низкого давления

KWU - Kraftwerkunion

MHI - Mitsubishi Heavy Inductry

PIV -particle image velocimetry