Однократное нагружение

Простейший цикл замкнутой установки на гелии с регенерацией и однократным промежуточным охлаждением при начальной температуре 700° С и давлении 57- 105 Па приведен на рис. 6. Гелий сжимается в компрессорах (/' — 2' и / — 2), нагревается в регенераторе (2 — 7) и в источнике тепла (7 — 3), а затем при максимальной температуре цикла направляется в турбину. После расширения

На рис. 9 поданным работы [26] приведена зависимость к', п. д. цикла на углекислоте с однократным промежуточным охлаждением от среднелогарифмического температурного напора регенератора и давления перед компрессором низкого давления при следующих исходных данных: температура газа перед турбиной 700° С; температура газа перед компрессором 20° С; внутренний относительный к. п. д. турбины 0,9; адиабатический к. п. д. компрессоров 85,5%; суммарная относительная потеря давления в цикле 9%; степень понижения давления в турбине 3,6.

без нее при отсутствии промпе-регрева, начальной температуре 520° С и конечной 20° С (кроме цикла 3) дает рис. 12. На этом рисунке сопоставляются: / — простой цикл с конденсацией; 2 — цикл с комбинированной регенерацией; 3 — газотурбинный цикл с началом сжатия в критической точке; 4 — газотурбинный цикл с началом сжатия на пограничной кривой, правее критической точки; 5 — газотурбинный цикл с однократным промежуточным охлаждением и началом сжатия в компрессоре высокого давления на пограничной кривой.

/ — ПТУ с однократным промежуточным перегревом; 2 — ПТУ с двукратным промежуточным перегревом; 3 — углекислот-ная установка; 4 — установка с тринар-ным циклом (по рис. 23)

Рис. 4.3. Зависимость экономичности турбоустановки с однократной сепарацией влаги и однократным промежуточным перегревом пара от параметров промежуто того перегрева

При анализе зависимостей, представленных на рис. 4.3, необходимо учитывать ограничение по предельно допустимой влажности пара в последних ступенях турбины. Для турбины со скоростью вращения 1500 об/мин предельно допустимая влажность составляет около 15%; правая граница допустимых значений давления в сепараторе показана штриховой линией (кривая 11). Для турбоустановки на 3000 об/мин предельная влажность в последней ступени составляет 8%; максимальное давление в сепараторе в этом случае при промежуточном перегреве острым паром составляет 3,5 ата, без перегрева — 0,9 ата, при перегреве отборным паром — среднее между этими значениями. С учетом указанных ограничений можно отметить оптимальные по тепловой экономичности параметры промежуточного перегрева. Для турбины на 1500 об/мин оптимальным является промежуточный перегрев при давлении 8 ата отборным паром при 30 ата в первой ступени и острым паром во второй ступени. При быстроходной турбине не могут быть реализованы значения параметров, обеспечивающие максимум тепловой экономичности в схемах с однократным промежуточным перегревом пара. Максимальная тепловая экономичность при допустимой влажности пара в последних ступенях имеет место на границе допустимой области, при давлении в сепараторе 3,5 ата; перегрев осуществляется паром из отбора при 20 ата в первой ступени и острым паром во второй. Снижение к.п.д. по сравнению с оптимальными параметрами составляет 0,12%.

Результаты комплексной технико-экономической оптимизации представлены в табл. 4.2. Для оптимистического варианта исходных данных оптимальной является схема с двукратной промежуточной сепарацией и однократным промежуточным перегревом пара после второго сепаратора (до температуры 212° С) в одной ступени паром, отбираемым из первого сепаратора. В этом случае первый сепаратор может быть встроен в корпус турбины для исключения дополнительной арматуры и трубопроводов. Для остальных вариантов исходных данных оптимальной является схема турбоустановки с двукратной промежуточной сепарацией и двукратным перегревом. Различие исходных данных сказывается на значениях параметров промежуточного перегрева и регенеративного подогрева пита-

В отечественной энергетике широкое применение промежуточного перегрева пара началось в 50-х годах также одновременно с переходом на строительство блочных установок «котел — турбина». Все такие установки мощностью 150 (160), 200, 300, 500 и 800 Мет выполнены с однократным промежуточным перегревом. В табл. В-2 даны основные характеристики котельных агрегатов этих блоков. В проектируемых в настоящее время более мощных установках намечается применение двукратного промежуточного перегрева. Таков, например, блок мощностью 1 200 Мет с котельным агрегатом паропро-изводительностью 3 250 т/ч, проектируемым в одном из вариантов со следующими характеристиками промежуточных перегревов пара (ориентировочно):

Для идеального цикла с однократным промежуточным перегревом без регенерации 7"-пнаив равна начальной температуре (7^) цикла Карно, эквивалентного исходному циклу (1-5-11-1 «а рис. 1-1) ,и определяется по формуле [Л. 1]

При небольших отклонениях от оптимального давления вторичного перегрева тепловая экономичность установки меняется незначительно. Это видно из графиков на рис. 1-7 [Л. 2], где представлено отношение тепловой экономичности установок с однократным промежуточным перегревом и без него (<7i/<7o) в зависимости от

Учитывая, что мощность установки и значения температуры основного и промежуточного перегрева слабо влияют на оптимальные параметры начала вторичного перегрева, эти данные можно с достаточной точностью использовать для всех установок с однократным промежуточным перегревом. Данные относятся к номинальной нагрузке установок. С понижением нагрузки зависимость qilqu от давления /?п.п и температуры питательной воды ослабляется.

Рис. 7. Фотография в проходящем свете разорванных волокон около пересечений нитей в композите из ткани сатинового плетения и полиэфирной смолы; однократное нагружение до 90% от предела прочности при растяжении [13].

Рис, 2.53. Упругий ги терезис при гармоническом законе изменения напряжений во времени! в) пространственная кривая упругого последействия; б) петля гастерезиса-в) однократное нагружение от нулеввгв напряжения и полная разгрузка; ? разгрузка от напряжения, превышающего предел текучести, и повторное нагружёние до иаходяого

2. Статистическое кратковременное однократное нагружение — время нарастания и общая продолжительность нагружения соизмеримы (от долей минуты до нескольких часов).

3. Статическое длительное однократное нагружение — продолжительность возрастания нагружения мала по сравнению с общим временем ее действия, которое может продолжаться много лет.

/с-/0). Запас на докритический рост необходим при длительном статическом нагружении, в агрессивных средах, при эффектах ползучести и замедленного разрушения, коррозии под напряжением, циклическом нагружении. В этих случаях расчет на однократное нагружение должен дополняться расчетом на долговечность, т.е. расчетом времени или числа циклов нагружения до достижения трещиной критических размеров.

Иногда целесообразно уменьшение запаса прочности п. Так, для я=2 условие Я0=0,9л будет реализовано при т—5,2, а условие йо=0,8л достигается при т=2,3. Можно также, не задаваясь величиной т, определять допускаемую длину трещины, исходя из докритического роста трещины /с-/о (при этом коэффициент т определяется величиной /с-/о)- Запас на докритичес-кий рост необходим при длительном статическом нагружении, в агрессивных средах, при эффектах ползучести и замедленного разрушения, коррозии под напряжением, циклическом нагружении. В этих случаях расчет на однократное нагружение должен дополняться расчетом на долговечность.

случаях расчет на однократное нагружение должен дополняться расчетом на долговечность.

Остановимся на влиянии предыстории нагружения. Пусть, на* пример, циклическому жесткому несимметричному деформированию ег =р2= е2 предшествует однократное нагружение до значения деформации е — е0 > Б! (рис. 3.26). Эпюры Эг для начального состояния показаны на рис. 3.27 утолщенными линиями; «зуб» ABC является прямым следствием предварительного нагружения. В результате наличия «зуба», как видно из рисунка, «симметризация» цикла в начально неупруго деформируемых подэлементах (группа Г) произойдет за счет увеличения (а не уменьшения, как обычно) среднего напряжения цикла.

В предыдущих параграфах были рассмотрены случайные колебания, возникающие при действии однократных случайных возмущений (однократное импульсное нагружение и однократное нагружение постоянными во времени силами). Дальнейшим обобщением этих задач является задача о колебаниях при действии периодически повторяющихся случайных возмущений (рис. 2.14). Ограничимся случаем, когда повторяющиеся воздействия имеют одинаковые математические ожидания и дисперсии, т. е.

ф—О — однократное нагружение; О—О — многократное нагружение

2) однократное нагружение ударной нагрузкой;