МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

ИНСТИТУТ ЭНЕРГОМАШИНОСТРОЕНИЯ И МЕХАНИКИ (ЭнМИ) ___________________________________________________________________________________________________________

Направление подготовки: 141100 Энергетическое машиностроение

Профиль подготовки: Газотурбинные, паротурбинные установки и двигатели

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр

Форма обучения: очная

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

" ПАРОТУРБИННЫЕ УСТАНОВКИ"

Цикл:

профессиональный

Часть цикла:

Вариативная

№ дисциплины по учебному плану:

ЭнМИ; Б3.14

ЭнМИ; Б3.14

Часов (всего) по учебному плану:

180

Трудоемкость в зачетных единицах:

5


8 семестр – 5;

Лекции

45 час

8 семестр

Практические занятия

30 час

8 семестр

Лабораторные работы

0 час

Не предусмотрено

Расчетные задания, рефераты

0 час

Не предусмотрено

Объем самостоятельной работы по учебному плану (всего)

105час

Экзамен

36 час

8 семестр

Курсовые проекты (работы)

2 з. е. (72 час)

8 семестр

Москва - 2010

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью дисциплины является изучение теории и методики расчетов тепловых процессов принципов конструирования и основ эксплуатации паротурбинных установок.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

· Обобщать, анализировать, воспринимать информацию, ставить цели и выбирать пути ее достижения (ОК-1)

· самостоятельно работать, принимать решения в рамках своей профессиональной деятельности (ОК-7);

·  анализировать различного рода рассуждения, публично выступать, аргументировано вести дискуссию и полемику (ОК-12);

·  анализировать научно-техническую информацию, изучать отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования (ПК-6);

·  принимать и обосновывать конкретные технические решения при создании объектов энергетического машиностроения (ПК-10);

·  демонстрировать знание теоретических основ рабочих процессов в энергетических машинах, аппаратах и установках (ПК-12);

·  использовать информацию о новых технологических процессах и новых видах технологического оборудования (ПК-17)

·  Способность и готовность проводить анализ работы объектов профессиональной деятельности (ПК-19).

Задачами дисциплины являются:

·  познакомить студентов с основными типами паротурбинных установок;

·  дать представление о физических процессах в паротурбинных установках;

·  научить выполнять тепловые расчеты проточных частей паротурбинных установок;

·  научить принимать и обосновывать конкретные технические решения при конструировании и эксплуатации паротурбинных установок.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла Б.3 основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилю "Газотурбинные, паротурбинные установки и двигатели" направления 141100 Энергетическое машиностроение.

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: "Термодинамика", "Механика жидкости и газа" и "Энергетические машины и установки".

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении бакалаврской выпускной квалификационной работы, а также программы магистерской подготовки по направлению «Энергетическое машиностроение».

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

· основные источники научно-технической информации по паротурбинным установкам (ОК-7, ПК-6);

· теоретические основы рабочих процессов в паротурбинных установках (ПК-12)

· конструкцию с элементами технологии изготовления основных элементов паротурбинных установок (ПК-10);

· источники научно-технической информации (журналы, сайты Интернет) по технологии изготовления паротурбинных установок (ПК-17).

Уметь:

· самостоятельно разбираться в нормативных методиках расчета и применять их для решения поставленной задачи (ОК-7);

· использовать программы расчетов характеристик тепловых схем и паротурбинных установок (ПК-1);

· осуществлять поиск и анализировать научно-техническую информацию и изучать отечественный и зарубежный опыт по паротурбинным установкам (ПК-6);

·  анализировать работу паротурбинных установок (ПК-19).

Владеть:

· навыками дискуссии по профессиональной тематике (ОК-12);

· терминологией в области паротурбинных установок (ОК-2);

· навыками поиска информации о паротурбинных установках (ПК-6);

· информацией о технических параметрах паротурбинных установок для использования при конструировании (ПК-17);

· навыками применения полученной информации при проектировании элементов тепловых схем энергетических установок (ПК-6).

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 Структура дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единиц, 180 часов.

№

п/п

Раздел дисциплины.

Форма промежуточной аттестации
(по семестрам)

Всего часов на раздел

Семестр

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и
трудоемкость (в часах)

Формы текущего контроля успеваемости

(по разделам)

лк

пр

лаб

сам.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

Типы паротурбинных установок, состав оборудования, применение в энергетике, транспорте и промышленности.

6

8

2

2

-

2

2

Преобразование энергии в турбинной ступени. Определение размеров турбинных ступеней. Внутренний относительный КПД

72

8

23

16

-

33

Контрольная работа

3

Многоступенчатые паровые турбины. Расчет проточной части многоступенчатых турбин

36

8

10

6

-

20

Контрольная работа

4

Основы переменного режима работы

12

8

4

2

-

6

5

Типовые конструкции элементов паровых турбин. Особенности конструкции паротурбинных установок различного назначения.

12

8

4

4

-

4

Тест

6

Основы эксплуатации паротурбинных установок

4

8

2

-

-

2

Зачет

2

8

-

-

-

2

Экзамен

36

8

-

-

-

36

устный

Итого:

180

45

30

-

105

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения

4.2.1. Лекции:

1. Типы паротурбинных установок, состав оборудования, применение в энергетике, транспорте и промышленности.

Принципиальные схемы ПТУ и их классификация. Классификация ПТУ различного назначения. Преимущества и недостатки ПТУ, применение в энергетике, транспорте и промышленности. Основные показатели экономичности.

2. Преобразование энергии в турбинной ступени. Определение размеров турбинных ступеней. Внутренний относительный КПД

Ступени турбомашин, их типы, характеристики. Абсолютное и относительное движение, треугольники скоростей, изменение параметров, решетки профилей. Приложение уравнений МЖГ к турбомашинам. Тепловой процесс в ступени паровой турбины: Изображение в hs-диаграмме, степень реактивности. Активные и реактивные ступени. Расчет треугольников скоростей. Относительный лопаточный КПД. Баланс потерь. Условия достижения максимального КПД ступени. Влияние параметров пара на теплоперепад ступени. Ступени скорости: принцип действия, схема ступени, процесс в hs-диаграмме. Парциальный подвод пара. Оптимальная степень парциальности. Уравнение радиального равновесия. Распределение параметров по радиусу, законы закрутки. Дополнительные потери в ступени турбомашины: потери на трение диска, потери от утечек и влажности. Снижение потерь от влажности, особенности ступеней турбин АЭС. Определение размеров ступени турбомашины. Относительный внутренний КПД.

3. Многоступенчатые паровые турбины. Расчет проточной части многоступенчатых турбин.

Многоступенчатые турбомашины. Преимущества и недостатки многоступенчатых турбин. Коэффициент возврата тепла. КПД ступени и многоступенчатой паровой турбины. Процесс в hs-диаграмме. расчет и оптимизация группы ступеней Предельная мощность однопоточной паровой турбины. Осевые усилия в многоступенчатых турбомашинах. Влияние параметров пара на конструкцию и экономичность ПТУ. Выбор основных элементов конструкций: частоты вращения числа валов и цилиндров; типа парораспределения и числа ступеней, числа цилиндров. Методика определения числа ступеней. Исходные данные для проектирования турбин различного назначения

4. Основы переменного режима работы

Системы парораспределения паровых турбин: сопловое, дроссельное; обводное. Сравнение характеристик. Регулирующая ступень: особенности расчёта. Переменный режим работы ступени. Влияние параметров пара на расход через турбинную ступень.

5. Типовые конструкции элементов паровых турбин. Особенности конструкции паротурбинных установок различного назначения

Уплотнения, патрубки, регулирующие клапаны; диафрагмы. Конструкции современных паровых турбин нового поколения различного назначения.

6. Основы эксплуатации паротурбинных установок

Принципы рациональной эксплуатации. Эксплуатационные режимы. Контроль параметров паротурбинной установки.

4.2.2. Практические занятия

8 семестр

1.  Конструкция энергетической паровой турбины.

2.  Расчет элементов треугольников скоростей ступени турбины.

3.  Определение характеристик ступени по треугольникам скоростей.

4.  Расчет процесса в hs-диаграмме для ступени паровой турбины

5.  Определение КПД и степени реактивности ступеней турбомашин по треугольникам скоростей

6.  Расчет дополнительных потерь в ступени турбомашин.

7.  Методика теплового расчета ступени, выбор параметров для проектирования.

8.  Расчёт двухвенечной ступени скорости

9.  Расчет числа ступеней многоступенчатой паровой турбины

10.  Предельная мощность однопоточной турбины

11.  Переменный режим работы ступени

12.  Конструкции паровых турбин. Система опирания статора турбины К на фундамент. Организация тепловых расширений турбины К.

13.  Конструкция роторов высокого, среднего и низкого давления турбины К. Конструкция опорных подшипников паровых турбин.

14.  Применение программ расчета для проектирования паровых турбин.

15.  Обзорное занятие.

4.3. Лабораторные работы

Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены.

4.4. Расчетные задания

Расчетные задания учебным планом не предусмотрены.

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы

Например: « Проточная часть ЦВД с реактивным облопачиванием для К».

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекционные занятия проводятся в форме лекций с использованием презентаций. Презентации лекций содержат материалы по конструкциям паротурбинных установок, а также графики и диаграммы.

Практические занятия включают тестирование с использованием компьютеров с установленным программным обеспечением.

Самостоятельная работа включает подготовку к тестам и контрольным работам, , подготовку к зачету и экзамену.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Для текущего контроля успеваемости используются тесты, контрольные работы, устный опрос.

Аттестация по дисциплине – зачет и экзамен.

Оценка за освоение дисциплины, определяется как оценка за экзамен.

В приложение к диплому вносится оценка за 8 семестр.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Литература:

а) основная литература:

1.  , , паровые и газовые турбины для электростанций, Москва, Издательский дом МЭИ, 2008 г., 556с.

2.  , Теплофикационные паровые турбины и турбоустановки М. Издательство МЭИ, 2002г., 540с.

3.  , , Паровые и газовые турбины атомных электростанций, Москва, Энергоатомиздат, 1985, 253с.

4.  . Паровые турбины. Теория теплового процесса и конструкции турбин: Учеб. для вузов: В 2 кн. - 6-е изд., перераб. И подгот. К печати - М.: Энергоатомиздат, 1993. – 384с. и 416 с.: ил.

5.  Паровые и газовые турбины. Сборник задач/, , . М.: Энергоатомиздат, 1987.

б) дополнительная литература:

1. , Григорьев В. ФТаблицы теплофизических свойств воды и водяного пара. М: Изд-во МЭИ, 1999.

2. , , . Теория и расчет авиационных лопаточных машин. 2-е изд. перераб. и доп. М.:Машиностроение,19с.

3. ., , Петрунин конструкций деталей турбин. - М.: Изд-во МЭИ, 19с., ил.

4. , , и др. Учебное пособие Изд-во МЭИ, 2008г.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) программное обеспечение кафедры ПГТ для тестирования;

б) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы: Thermoflow - программа для расчета тепловых схем энергетических установок; www. *****; www. *****; www. turboatom. .

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для презентации лекций, и компьютерный класс, оснащенный компьютерами с программным обеспечением для проведения занятий.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 141100 «Энергетическое машиностроение» и профилю «Газотурбинные, паротурбинные установки и двигатели».

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

д. т.н., профессор .

"УТВЕРЖДАЮ":

Зам. директора ЭнМИ

д. т.н., профессор