Данная работа посвящена проектированию стационарной газотурбинной установки мощностью 160 МВт на базе V94, применяемой для производства электроэнергии в простом и комбинированном цикле. Задачи, которые решались в ходе исследования: 1. Исследование конструкций стационарных газотурбинных двигателей большой мощности. 2. Газодинамический расчет осевого компрессора и проектирование осевой газовой турбины. 3. Разработка оптимизированной формы проточной части выходного диффузора. 4. Оценка коэффициента запаса прочности для конструктивно важных деталей силовой турбины. В работе выполнены расчет тепловой схемы установки, газодинамический расчет осевого компрессора, компрессорной и силовой турбин, а также прочностные расчеты основных элементов конструкции силовой турбины. При проектировании осевых турбин применялась методика расчета в «жидких», т. е. в заранее не заданных, меридианных обводах проточной части. Разработана оптимизированная форма проточной части выходного диффузора. В результате проделанной работы получена модернизированная ГТУ, приведен чертеж её продольного разреза.

This paper is devoted to the designing of 160 MW gas turbine power plant based on V94 which is used for simple cycle power generation and combined cycle power generation. The following goals were achieved in this paper: 1. Research of the heavy-duty combined cycle gas turbines. 2. Designing of axial-flow compressor and axial-flow gas turbine. 3. Designing of the optimized diffuser’s flow section shape. 4. Safety factor’s estimation of the power turbine’s fundamental elements. The thermal scheme calculation, aerodynamic calculations of axial-flow compressor and two turbines and strength calculations of power turbine’s fundamental elements are carried out. The method of gas turbine in “liquid”, i.e. previously undefined, flow section’s meridian borders calculation was applied. The optimized shape of the diffuser’s flow section is developed. The study resulted in the modified gas turbine which drawing is enclosed.

• ЗАДАНИЕ
  • Руководитель ________________________/доц. Е.Ю.Семакина/____
    • Задание принял к исполнению _____________________
• ВВЕДЕНИЕ
• ГЛАВА 1. ОБЗОР КОНСТРУКЦИЙ СТАЦИОНАРНЫХ ГТУ ДЛЯ РАБОТЫ В КОМБИНИРОВАННОМ ЦИКЛЕ
• 1.1. Комбинированные установки и их классификация
• 1.2. Стационарные газовые турбины комбинированных установок
• 1.3. Описание прототипа
• ГЛАВА 2. РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ ГТУ
• 2.1. Допущения при расчете и исходные данные
• 2.2. Методика и пример расчёта параметров ГТУ
• 2.3. Результаты вариантного расчета ГТУ на ЭВМ
• 2.4. Выбор оптимальных значений параметров цикла
• ГЛАВА 3. ГАЗОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ КОМПРЕССОРА
• 3.1. Методика и последовательность расчета
• ГЛАВА 4. РАСЧЕТ КАМЕРЫ СГОРАНИЯ
• 4.1. Исходные данные
• 4.2. Расчет геометрии проточной части камеры сгорания
• 4.3. Расчет характеристик рабочего процесса камеры сгорания
• ГЛАВА 5. ГАЗОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТУРБИН
• 5.1. Предварительный расчет турбины компрессора
• 5.1.1. Исходные данные
• 5.1.2. Методика и последовательность расчета
• 5.2. Предварительный расчет силовой турбины
• 5.2.1. Исходные данные
• 5.2.2. Методика и последовательность расчета
• 5.3. Профилирование меридианных обводов проточной части
• 5.4. Расчет турбин по среднему диаметру
• 5.5. Расчет закрутки потока последней ступени силовой турбины
• 5.6. Определение мощности и КПД ступеней турбин
• ГЛАВА 6. ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ГТУ
• 6.1. Компрессор
• 6.1.1. Назначение и принцип работы
• 6.1.2. Описание проточной части
• 6.1.3. Сопловой аппарат
• 6.1.4. Рабочее колесо
• 6.2. Теплообменный аппарат
• 6.3. Камера сгорания
• 6.4. Турбина компрессора
• 6.4.1. Назначение и принцип работы
• 6.4.2. Описание проточной части
• 6.4.3. Сопловой аппарат
• 6.3.3. Рабочее колесо
• 6.4. Силовая турбина
• 6.4.1. Назначение и принцип работы (1)
• 6.4.2. Описание проточной части (1)
• 6.4.3. Сопловой аппарат (1)
• 6.4.3. Рабочее колесо
• 6.5. Подшипники
• 6.5.1. Назначение и принцип работы
• 6.5.2. Описание конструкции выбранных подшипников
• 6.5.3. Достоинства и недостатки подшипников скольжения
• 6.5.4. Основные принципы выбора места установки подшипников
• 6.6. Защита проточной части от паров масла, приёмы, конструкция и принцип работы
• 6.7. Режим помпажа
• 6.7.1. Принципиальные особенности режима
• 6.7.2. Способы защиты, достоинства и недостатки
• 6.7.3. Принятое решение
• ГЛАВА 7. ПРОЧНОСТНЫЕ РАСЧЕТЫ НЕКОТОРЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СИЛОВОЙ ТУРБИНЫ
• 7.1. Расчет на прочность рабочей лопатки силовой турбины
• 7.1.1. Построение профильной части рабочей лопатки и определение основных прочностных характеристик
• 7.1.2. Расчет напряжений растяжения в рабочей лопатке
• 7.1.3. Расчет аэродинамической нагрузки, действующей на рабочую лопатку
• 7.1.4. Определение суммарных напряжений в лопатке и выбор материала
• 7.1.5. Расчет на прочность замкового соединения
• 7.1.6. Расчет собственных частот рабочей лопатки и построение вибрационной диаграммы
• 7.2. Расчет на прочность диска и выбор материала
• 7.3. Расчет собственных частот ротора
• ГЛАВА 8. РАЗРАБОТКА ОПТИМИЗИРОВАННОЙ ФОРМЫ ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ ВЫХОДНОГО ДИФФУЗОРА С ЗАКРУТКОЙ ПОТОКА ПРИ ВХОДЕ
• 8.1. Назначение диффузора за последней ступенью турбины
• 8.2. Описание математической модели
• 8.3. Профилирование проточной части кольцевого осерадиального диффузора
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• Список использованных источников
• ПРИЛОЖЕНИЕ