Манганиновой проволоки

Одним из путей повышения экономичности работы тепловых электростанций при одновременном улучшении их маневренных характеристик является разработка парогазовых циклов. Сочетание паротурбинной части установки с газотурбинной дает возможность повысить к. п. д. на 8—5% в зависимости от схемы. Первый энергоблок с парогазовым циклом мощностью 200 МВт, с высоконапорным генератором паропроизводитель-ностью 450 т/ч, паровой турбиной мощностью 150 МВт и газовой турбиной мощностью 35/45 МВт успешно эксплуатируется на Невинномысской ГРЭС.

В связи с этим повышение маневренных возможностей энергосистем должно осуществляться в следующих направлениях: продолжение привлечения энергетических блоков мощностью 150, 200, 300 МВт к работе в переменной части графика нагрузки с проведением дальнейших работ по увеличению их маневренных характеристик; сооружение специальных маневренных электростанций, прежде всего газотурбинных установок и ГАЭС в энергосистемах Северо-Запада, Центра и Юга; продолжение строительства ГЭС для покрытия пиковой и частично полупиковой зон графика нагрузки в остальных энергосистемах европейской части страны, проведение работ по использованию ТЭЦ для регулирования полупиковой зоны графиков нагрузки за счет останова теплофикационных агрегатов в ночные часы суток с учетом установки дополнительных РОУ и бойлеров; продолжение работ по определению технических и экономических возможностей привлечения АЭС к регулированию

Для уменьшения эрозии труб скорость газов в конвективной шахте принята 9 м/с. Предполагается, что котел будет использован в качестве пикового из-за хороших маневренных характеристик. После 9 ч простоя котел сможет набрать полную нагрузку за 1 ч 45 мин, а после 40 ч - за 2 ч 45 мин, т.е. быстрее, чем на существующем мазутном котле.

33. Шубенко-Шубин Л. А., Косяк Ю. Ф. и др. Исследование некоторых маневренных характеристик турбоустановки К-300-240 ХТГЗ с помощью математической модели. — «Энергомашиностроение», 1971, № 5, с. 3—6.

64. Пискарев А. А., Палей В. А., Иоффе В. Ю. Обеспечение высоких маневренных характеристик блоков с турбоагрегатами ХТГЗ. — «Энергомашиностроение», № 4, 1975, с. 1—3.

Маневренные характеристики ЦСД. По существу задачи улучшения маневренных характеристик ЦСД те же, что и рассмотренные выше для ЦВД. При конструировании ЦСД должна быть поставлена цель достигнуть для него более высокого уровня маневренных качеств по сравнению с этими качествами ЦВД. Во всяком случае ЦСД не должен лимитировать общую маневренность турбины.

На маневренные характеристики турбины большее, чем номинальное давление, оказывает влияние температура первичного пара. Она пока не превосходит 783—793 К, хотя за рубежом имеется тенденция ее повышать (например, в Японии — до 830 К). Для давления 13 МПа и выше обычно применяется промежуточный прогрев пара также до температуры 783—793 К- При выборе начальной температуры необходимо учитывать как главный фактор —• отсутствие аустенитных сталей в основных деталях парогенератора и турбины, особенно же — сочетания сталей перлитного и аустенитного классов, имеющих различные коэффициенты теплового расширения; только при соблюдении этого условия можно ожидать хороших маневренных характеристик блока, если, конечно, применяются надлежащие конструкции сильно нагретых частей.

Проектирование ЦВД и ЦСД велось в двух направлениях: раздельных два цилиндра и объединенный цилиндр ЦВСД (пять—семь ступеней). В последнем варианте предусматривался центральный подвод пара как свежего, так и после промежуточного перегрева. Такое объединение горячих частей открывало возможность улучшать температурные поля в цилиндрах и роторах, но увеличивало длину ротора, осложняло конструирование цилиндра и затрудняло компенсацию сил, передаваемых цилиндру со стороны паропроводов. Исходя из соображений надежности конструкции и унификации с другими турбинами, на первое время был выбран вариант с раздельными цилиндрами. При этом двухпоточный ЦСД (2X6 ступеней) имел бы преимущества симметричных температурных полей и уравновешивания осевых сил, действующих на ротор, что очень важно для турбины с ПП. С другой стороны, однопоточный ЦСД (восемь ступеней) имеет меньшие размеры и массу, чем двухпоточный, что тоже имеет большое значение для его маневренных характеристик. Последний вариант был принят к исполнению в сочетании с двумя ЦНД. Таким образом, турбина выполнялась четырехцилиндровой.

V.5. ВОЗМОЖНОСТИ УЛУЧШЕНИЯ МАНЕВРЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПТУ

ЦНД. Две поворотные диафрагмы, с помощью которых регулируется давление в камерах отбора, размещены за нижней камерой отбора. Для вывода из ЦНД большого объема пара пришлось решить трудную конструктивную задачу размещения патрубков для труб 0 1600 мм с сохранением хороших маневренных характеристик цилиндра.

В рассматриваемых высокотемпературных ГПУ электрическая мощность парового цикла приблизительно такая же, как газового. Сохраняется возможность частичного производства электроэнергии при автономной работе паротурбинного блока и ГТУ. Для улучшения маневренных характеристик можно форсировать газовую турбину за счет впрыска воды в тракт высокого давления [15], а также применять уже освоенные методы получения дополнительной мощности в паровой турбине (см. гл. V).

Для катушек из манганиновой проволоки после намотки применяют дополнительный отжиг при 200° С в течение нескольких часов.

Нагреватель образца выполняется из манганиновой проволоки 0,1 мм в форме спирали с шагом 3 мм, наклеенной на образец с помощью бакелитового лака. Оптимальные скорости нагревания составляют 1— 3 град/мин. Погрешность измерения К и а оценивается соответственно в 6 и 5%.

Для измерения очень высоких давлений '(выше 2000 кгс/см2) применяются манганиновые манометры, где используется эффект изменения электрического сопротивления манганиновой проволоки от давления [Л. 2-3; 2-7 и 2-8].

Реохорды, реостаты для тонкой регулировки лучше погружать в трансформаторное масло. Московский завод «Манометр» выпустил для металлургического завода в Индии электронные мосты и потенциометры с реохордами из манганиновой проволоки, погруженными в масляные ванны без герметизации их.

Давления выше 2000—3000 кгс/см2 измеряют манганиновыми манометрами, в которых используется свойство манганиновой проволоки изменять свое сопротивление пропорционально давлению. Этот эффект невелик, в связи с чем манганиновые манометры целесообразно применять для измерения давлений в несколько тысяч атмосфер. Точность измерения зависит от точности измерения сопротивления манганиновой проволоки и постоянства свойства самого манганина. Линейная зависимость изменения сопротивления с увеличением давления для манганина сохраняется до давления 10 000 кгс/см2 с погрешностью до 0,7% и до давления 30 000 кгс/см2 с погрешностью в несколько процентов [69].

Поле давлений наружного уплотнительного пояска плоского торцового распределителя экспериментально исследовалось Р. М. Пасынковым на насосе НПА-64 с подачей 96 л/мин, а также автором на насосе НП-25 (Q = 120 л/мин). На рис. 201 показаны места установки тензодатчиков (из манганиновой проволоки), а на рис. 202 и 203 показаны эпюры давления при различных скоростях вращения блока, а также эпюры распределения температуры по дуге пояска [43].

При разработке датчика давления было использовано свойство манганиновой проволоки изменять свое сопротивление при объемном сжатии. Поэтому если отрезок манганиновой проволоки поместить в полость с высоким давлением, сопротивление ее изменится и по изменению сопротивления можно судить о действующем давлении. При изготовлении датчика давления, основанного на описанном выше принципе, используется провод ПЭШОММ или ПЭШОМТ толщиной 0,03 или 0,05 мм. Длина отрезка рассчитывается из условия получения сопротивления порядка 200 ом. Затем отрезок сворачивается в спираль или жгутик и помещается в подготовленном для него канал диаметром 1—2,5 мм и длиной 10—15 мм. Выводы проводов заливаются эпоксидной смолой или другим изоляционным материалом и подпаиваются (привариваются) к кабелю, соединяющему датчик с тензоусилителем. Полость датчика (канал, в котором он помещен) заполняется рабочей жидкостью. Измерение давления производится так же, как и при обычном датчике сопротивления. Минимальная величина измеряемого давления составляет ~10 кПсм2. Установка датчика на детали показана на рис. 28.

уменьшения влияния температуры на показания милливольтметра последовательно с его рамкой включают добавочное сопротивление из манганиновой проволоки, устанавливаемое обычно внутри кор-

зистивный датчик обычно представляет собой чувствительный элемент из манганиновой проволоки или фольги с изоляцией из полимеров. Несмотря на отличие динамической жесткости материалов датчика и исследуемого материала, предполагается, что в результате нескольких быстрых циркуляции датчик регистрирует истинное напряжение ога в волне разгрузки. Следует, однако, заметить, что, учитывая даже возможность проявления гистерезиса манганина, строгого доказательства этого предположения не имеется. На осциллографических записях сигнала с датчика (рис. 6.5) можно различить как упругую часть волны расширения (-?), так и пластическую ее часть (2). Если граница между упругой и пластической волнами выражена достаточно резко, то непосредственно определяется амплитуда упругой волны разгрузки Д<тупр и по формулам (6.10) или (6.9) вычисляется динамический предел, текучести Уд. В [25] для А12024 при ov* == 9.5 ГПа получено значение УЯ = 1 ГПа, что весьма близко к значению Уя = 1.1 ГПа, вычисленному по приведенным зависимостям ахх(е,хх) и Р(е). Чаще, однако, в металлах в волнах разрежения не регистрируется четко выраженной границы между упругой и пластической волнами, т. е. экспериментально фиксируемый профиль не имеет характерной точки излома, отвечающей «хвосту» упругой волны расширения. По этой причине динамический предел текучести Уя ударно сжатого материала непосредственно из единичного профиля найти трудно. Для повышения надежности определения сопротивления сдвигу используется серия профилей 8и,'(0» полученных в нескольких фиксированных внутренних сечениях образца, расположенных на различных расстояниях от поверхности нагружения [7, 12] . Далее -в приближении простой волны находится отклонение состояния вещества от гидростатического в волне расширения

чести. Разработка экспериментальных методик измерения импульсных давлений с помощью манганиновых и диэлектрических датчиков создала возможность регистрации не только нормальных к фронту волны напряжений .01, но и поперечных, лежащих в плоскости фронта ударной волны напряжений 02 или 0з = 02. Таким образом, непосредственно из опытных данных' без обращения к другой независимой информации определяются динамический предел текучести в ударно сжатом металле как разность двух измеряемых главных напряжений ai — 02 или ai — 03. В экспериментах [26, 27] датчики малой толщины на основе манганиновой проволоки или фольги (рис. 6.6), заключенные в изолирующие материалы, вводятся в сделанные в образце разрезы перпендикулярно и параллельно фронту распространяющейся стационарной ударной волны. Геометрические размеры образца выбираются такими, чтобы исключить влияние боковой волны разрежения и отраженной от свободной поверхности волны разрежения на течение среды в месте расположения датчика за время измерения. Измерение значений 0! и 02 в одном опыте исключает погрешность, связанную с колебаниями ai от опыта к опыту на одном и Том же устройстве при раздельном измерении ai и 02 (данное обстоятельство важно, поскольку разность 01 и 02, как правило, невелика).

В работах [27, 28] нагружение образцов осуществлялось ударными волнами, выходящими из экранов, изготовленных из стали, меди, алюминия, плексигласар'полиэтилена. Датчики напряжений [27] выполнялись из манганиновой проволоки диаметром 5 • 10~5. м или манганиновой фольги толщиной 2 • 10~5 м. Длина чувствительного элемента равнялась (15—20) • 10~3 м. Датчики по-