Турбина заднего хода предназначена для торможения движущегося передним ходом судна и осуществления заднего хода.
Мощность ТЗХ должна обеспечить остановку судна с полного переднего хода на заданной длине выбега, выраженной в длинах судна. Наряду с этим ТЗХ должна обеспечить судну такую длительную скорость заднего хода, при которой судно не теряло бы управляемость. Расчетный режим заднего хода устанавливается обычно продолжительностью 15 мин, а уменьшенный длительный задний ход— 1 ч.
Параметры пара перед ТЗХ на расчетном режиме принимают с учетом обеспечения высокой надежности работы и составляют: давление pозх ? pопх, расход пара Gзх=Gпх и температура tозх ? tопх. Параметры пара перед соплами ТЗХ с учетом потерь в паропроводе и регулирующих органов принимают: давление p1 = (0,88?0,90) розх, энтальпия i1 ? i0 и температура t1 = ?(p1, i).
Размеры ТЗХ в значительной степени определяются величиной расчетного противодавления. С понижением давления за турбиной увеличиваются длины лопаток ТЗХ и потери на вращение ее на переднем ходу. По данным выполненных проектов, расчетное противодавление в ТЗХ составляет для агрегатов транспортных судов р2 = 2ркзх и для агрегатов облегченного типа р2= (4?5)ркзх; где pкзх=2pкпх (ркнх — давление в конденсаторе на расчетном режиме переднего хода).
Для проточной части ТЗХ активного типа средний диаметр принимается одинаковым для всех ступеней. В проточных частях ТЗХ с реактивным облопатыванием средний диаметр по ступеням определяется постоянством диаметра барабана. Выбор среднего диаметра зависит от величины допустимой потери мощности при вращении их в холостую на режимах переднего хода и требуемой мощности на расчетном режиме ТЗХ. На основании выполненных конструкций ТЗХ средний диаметр облопатывания D = Dz(0,72?0,9), где Dz — диаметр последней ступени ТНД переднего хода.
Теплоперепады распределяются только между сопловыми аппаратами, так как ступени ТЗХ активного типа проектируют, как правило, без реакции в рабочих аппаратах. Сопла двухвенечного колеса выполняют расширяющимися с некоторым расширением пара в косом срезе, а остальных ступеней ТЗХ, в зависимости от степени расширения пара, — расширяющимися или суживающимися.
В связи с интенсивным ростом удельных объемов пара в процессе расширения, в ступенях ТЗХ углы выхода увеличиваются по ходу движения пара и могут достигать на выходе из последнего рабочего аппарата 34—38° (как и в проточных частях переднего хода). Угол выхода из сопел первой ступени принимают равным 12—18°. Выбор профилей рабочих лопаток производится по углам ?1 и ?2, найденным в результате теплового расчета и построения треугольников скоростей.
При проектировании ТЗХ учитывают особенность работы турбины, заключающуюся в том, что впуск пара в ТЗХ производится не в момент полной остановки турбин переднего хода, а значительно раньше, когда лопатки ТЗХ еще вращаются в обратную сторону. Это явление рассматривается как контрпар. Из треугольников скоростей (рис. 96) следует, что так как окружная скорость при работе ТЗХ имеет обратное направление (рис. 96, б) разность c1и — с2и будет значительно больше, что приводит к чрезмерному увеличению нагрузки на лопатку. При реверсе с заднего хода на передний перегруженными окажутся лопатки переднего хода.
При работе судового ТЗА на задний ход ступени переднего хода вращаются в холостую и при длительной работе вследствие возникновения вентиляционных потерь лопатки переднего хода значительно нагреваются. Для обеспечения длительного надежного режима работы турбины заднего хода рекомендуется следующее:
1. Впускную полость ступеней переднего хода соединяют клапаном с паровым пространством главного конденсатора. При работе турбины на заднем ходу клапан автоматически открывается и всасываемое последними лопатками некоторое количество отработавшего пара из ступеней ТЗХ проходит через ступени переднего хода и, охлаждая их, поступает в конденсатор.
2. Через специальный клапан или концевые уплотнения проходит некоторое количество пара с низкой энтальпией.
3. В полости ступеней переднего хода впрыскивают небольшое количество конденсата, которое, испаряясь, отводит теплоту от лопаток и снижает температуру в проточной части.
|